波仔
🎬 第七章 FFmpeg命令行实现音视频特效及复杂滤镜应用
📄 一句话概括

hflip 左右翻、vflip 上下翻、transpose 转 90 度、rotate 转任意角度。 前三个不改尺寸，rotate 也不改尺寸但会留下补色的死角。

📝 本节和前面几节的关系

上一节改了时间方向，这一节改空间方向。 vflip 是 7.8 倒影的必备零件，transpose 是修竖拍视频的常用招。

一、四个滤镜，各管一件事

先认清楚四个名字：

滤镜 干什么 尺寸变不变

hflip 左右翻（照镜子） 不变 vflip 上下翻（水面倒影） 不变 transpose 转 90 度 宽高互换 rotate 任意角度 不变

前两个不需要参数，写上去就生效。后两个要写角度或者方向。 它们都是「几何变换」，跟 scale 那种「重采样改大小」不是一类。

二、hflip 真的左右翻了吗

只看画面容易骗自己，看边缘三列的均值最直接：

位置 原图三列均值 翻后三列均值

靠左三列 109.8 191.2 靠右三列 191.2 109.8

左边三列 109.8 变成 191.2，右边三列 191.2 变成 109.8——两边的数换了个位置。 这就是左右翻转的证据：不是「看起来像」，是左边缘的内容真的跑到了右边缘。

素材里有一条随帧右移的红色竖条，所以左右边缘亮度差得明显。 换成左右对称的图，这个办法就失效了，得改用角点比对。

三、transpose 的四种取值

四个取值，两两成对：

取值 效果 输出尺寸

clock 顺时针 90 度 90×160 cclock 逆时针 90 度 90×160 clock_flip 顺时针再左右翻 90×160 cclock_flip 逆时针再左右翻 90×160

四个都是 90×160，因为转 90 度必然宽高互换。 只转 90 度时 transpose 比 rotate 好：它不插值，像素一个不丢。

clock_flip 与 cclock_flip 是给「转完发现是镜像的」那种场景准备的。 比如手机前置摄像头自拍，转正之后还得再翻一次才对。

四、rotate 任意角度，但会留下死角

rotate 的参数是一个角度表达式，可以写度数也可以写弧度：

写法 输出尺寸 左上角像素

PI/2 160×90 [0, 0, 0] PI/4 160×90 [0, 0, 0] 45*PI/180 160×90 [0, 0, 0] PI/2:fillcolor=red 160×90 [253, 0, 0]

注意 rotate 的输出尺寸不变，永远 160×90。 转 45 度之后四个角空出来了，默认补黑，所以左上角是 0； 写 fillcolor=red 就补成红的，左上角变成 253。

要「转完还能看全」，得先算旋转后的外接矩形，再用 scale 与 pad 拼； 那套算法比较绕，日常能用 transpose 解决的就不上 rotate。

还有一个细节：PI/2 这种写法里 PI 是内置常量，不区分大小写。 写 90 不行——rotate 的角度单位默认是弧度，90 弧度差不多转了 14 圈。

五、常见组合

四个滤镜的典型用法压成一张表：

想要的效果 链

照镜子 hflip 水面倒影 vflip 手机竖拍转正 transpose=clock 轻微歪斜校正 rotate=-2*PI/180

竖拍转正那个最常用：手机拍的视频常带旋转元数据，播放器认， 但有些老播放器不认，就得真转一遍再存。

歪斜校正要放在裁剪之前：先转正再裁边，否则裁完再转又会出现新的黑角。

六、动手 Demo：边缘均值、四种 transpose、三档 rotate

下面这段代码先用边缘三列均值证明 hflip 真的左右翻， 再把 transpose 四种取值与 rotate 三种写法各跑一次。

import av
from fractions import Fraction

TB = Fraction(1, 25)
c0 = av.open(u"s7.mp4")
fr = next(c0.decode(video=0))
base = fr.to_ndarray(format=u"yuv420p")
rgb = fr.to_ndarray(format=u"rgb24")
W, H = fr.width, fr.height
c0.close()

def one(name, args=None):
    g = av.filter.Graph()
    b = g.add_buffer(width=W, height=H, format=u"yuv420p", time_base=TB)
    f = g.add(name, args) if args else g.add(name)
    sk = g.add(u"buffersink")
    b.link_to(f)
    f.link_to(sk)
    g.configure()
    vf = av.VideoFrame.from_ndarray(base, format=u"yuv420p")
    vf.pts = 0
    vf.time_base = TB
    b.push(vf)
    return sk.pull().to_ndarray(format=u"rgb24")

h = one(u"hflip")
print(u"原图 左 %.1f 右 %.1f" % (rgb[:, :3].mean(), rgb[:, -3:].mean()))
print(u"hflip 左 %.1f 右 %.1f" % (h[:, :3].mean(), h[:, -3:].mean()))

print(u"--- transpose")
for a in (u"clock", u"cclock", u"clock_flip", u"cclock_flip"):
    o = one(u"transpose", a)
    print(u"%-12s -> %dx%d" % (a, o.shape[1], o.shape[0]))

print(u"--- rotate")
for a in (u"PI/2", u"PI/4", u"PI/2:fillcolor=red"):
    o = one(u"rotate", a)
    print(u"%-20s -> %dx%d 左上 %s" % (a, o.shape[1], o.shape[0], o[0, 0].tolist()))

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
7.6 视频翻转与旋转
--------------------------------------------------------------------

**① 四个滤镜，各管一件事**

  滤镜          干什么                 尺寸变不变
  ---------------------------------------------------
  hflip         左右翻（照镜子）       不变
  vflip         上下翻（水面倒影）     不变
  transpose     转 90 度               宽高互换
  rotate        任意角度               不变

**前两个不需要参数，写上去就生效。后两个要写角度或者方向。**

**② hflip 真的左右翻了吗**

  位置             原图三列均值     翻后三列均值
  --------------------------------------------------
  靠左三列均值     109.8            191.2
  靠右三列均值     191.2            109.8

**左边三列 109.8 变成 191.2，右边三列 191.2 变成 109.8——两边的数换了个位置。**
**这就是左右翻转的证据：不是「看起来像」，是左边缘的内容真的跑到了右边缘。**

**③ transpose 的四种取值**

  取值            效果               输出尺寸
  -----------------------------------------------
  clock           顺时针 90 度       90×160
  cclock          逆时针 90 度       90×160
  clock_flip      顺时针再左右翻     90×160
  cclock_flip     逆时针再左右翻     90×160

**四个都是 90×160，因为转 90 度必然宽高互换。**
**只转 90 度时 `transpose` 比 `rotate` 好：它不插值，像素一个不丢。**

**④ rotate 任意角度，但会留下死角**

  写法                   输出尺寸     左上角像素
  ---------------------------------------------------
  PI/2                   160×90       [0, 0, 0]
  PI/4                   160×90       [0, 0, 0]
  45*PI/180              160×90       [0, 0, 0]
  PI/2:fillcolor=red     160×90       [253, 0, 0]

**注意 rotate 的输出尺寸不变，永远 160×90。**
**转 45 度之后四个角空出来了，默认补黑，所以左上角是 0；**
**写 `fillcolor=red` 就补成红的，左上角变成 253。**

**要「转完还能看全」，得先算梯形外接矩形，再用 scale 与 pad 拼；**
**那套算法比较绕，日常能用 transpose 解决的就不上 rotate。**

**⑤ 常见组合**

  想要的效果       链
  -------------------------------------
  照镜子           hflip
  水面倒影         vflip
  手机竖拍转正     transpose=clock
  轻微歪斜校正     rotate=-2*PI/180

**竖拍转正那个最常用：手机拍的视频常带旋转元数据，播放器认，**
**但有些老播放器不认，就得真转一遍再存。**

前两行是 hflip 前后的边缘均值，两边的数正好互换。 这比肉眼看图可靠，也顺便说明了「翻」是像素搬运，不是重画。

中间四行 transpose 全是 90×160，方向不同但尺寸一样。 要区分 clock 与 cclock，得看图，光看尺寸分不出来。

最后三行 rotate 都保持 160×90，只有 fillcolor 那一行左上角是红的。 说明转完之后空出来的角确实是拿 fillcolor 填的。

30 秒实验

  1. 叠加：写 hflip,vflip，看是不是等于转 180 度。
  2. 换角度：把 PI/2 改成 90，看画面被转成什么样。
  3. 量边角：把 rotate 的输出存 png，量四个角有多少像素被填色。

常见误区

  1. 把 rotate 的 90 当 90 度。它收的是弧度，90 弧度转了十几圈。
  2. 以为 rotate 会扩画布。尺寸不变，转角的位置直接补 fillcolor。
  3. 先裁再转正。转正之后又会多出新的黑角。
自测三问（点开对答案） 1. hflip 与 vflip 有什么区别？ —— hflip 左右翻（照镜子），vflip 上下翻（水面倒影）。 2. transpose 转 90 度会不会丢像素？ —— 不会，它只搬运，不插值，所以像素一个不丢。 3. rotate 转 45 度之后四个角是什么？ —— 是 fillcolor 指定的颜色，默认黑。

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