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可以用纯过程式风格编写Python应用程序。通常，这是通过小型应用程序（例如前面讨论过的基本I/O脚本）实现的。但是，从现在开始，我们将经常使用面向对象的风格，因为面向对象促进了模块化和可扩展性。
从对OpenCV的I/O功能的概述中，我们知道不管源图像或者目标图像是什么，所有图像都是相似的。不管获取的图像流是什么，或者将其作为输出发送到哪里，我们都可以对这个流的每一帧应用相同的特定于应用程序的逻辑。在使用多个I/O流的应用程序（例如Cameo）中，I/O代码和应用程序代码的分离变得特别方便。
我们将创建的类命名为CaptureManager和WindowManager，作为I/O流的高级接口。应用程序代码可以使用CaptureManager读取新帧，也可以将每一帧分派给一个或多个输出，包括静态图像文件、视频文件和窗口（通过WindowManager类）。WindowManager类允许应用程序代码以面向对象风格处理窗口和事件。
CaptureManager和WindowManager都是可扩展的。我们可以实现不依赖OpenCV的I/O。
正如我们所看到的，OpenCV可以获取、显示和记录来自视频文件或来自摄像头的图像流，但是在每种情况下都会有一些特殊考虑的事项。CaptureManager类提取了一些差异并提供了一个更高级的接口，将图像从获取流分发到一个或多个输出——静态图像文件、视频文件，或者窗口。
CaptureManager对象是由VideoCapture对象初始化的，并拥有enterFrame和exitFrame方法，通常应该在应用程序主循环的每次迭代中调用这两个方法。在调用enterFrame和exitFrame之间，应用程序可以（任意次）设置一个channel属性并获得一个frame属性。channel属性初始为0，只有多摄像头相机使用其他值。frame属性是在调用enterFrame时，对应于当前通道状态的一幅图像。
CaptureManager类还拥有可以在任何时候调用的writeImage、startWriting Video和stopWritingVideo方法。实际的文件写入被推迟到exitFrame。同样，在执行exitFrame方法期间，可以在窗口中显示frame，这取决于应用程序代码将WindowManager类作为CaptureManager构造函数的参数提供，还是通过设置previewWindowManager属性提供。
如果应用程序代码操作frame，那么将在记录文件和窗口中体现这些操作。CaptureManager类有一个构造函数参数和一个名为shouldMirrorPreview的属性，如果想要在窗口中镜像（水平翻转）frame，但不记录在文件中，那么此属性应该为True。通常，在面对摄像头时，用户更喜欢镜像实时摄像头回传信号。
回想一下，VideoWriter对象需要一个帧率，但是OpenCV没有提供任何可靠的方法来为摄像头获取准确的帧率。CaptureManager类通过使用帧计数器和Python的标准time.time函数来解决此限制，如有必要还会估计帧率。这种方法并非万无一失。取决于帧率的波动和依赖于系统的time.time实现，估计的准确率在某些情况下可能仍然很糟糕。但是，如果部署到未知的硬件，这也比只假设用户摄像头有某个特定的帧率要好。
我们创建一个名为managers.py的文件，该文件将包含CaptureManager实现。这个实现非常很长，所以我们将分成几个部分介绍：
（1）首先，添加导入和构造函数，如下所示：
（2）接下来，为CaptureManager的属性添加下面的getter和setter方法：
请注意，大多数member变量是非公共的，由变量名称中下划线前缀所示，如self._enteredFrame。这些非公共变量与当前帧的状态和任何文件的写入操作相关。如前所述，应用程序代码只需要配置一些内容，这些内容是作为构造函数参数和可设置的公共属性（摄像头通道、窗口管理器以及镜像摄像头预览的选项）实现的。
本书假设读者对Python有一定的了解，但是如果你对这些@注释（例如@property）感到困惑，请参考有关decorator的Python文档，decorator是Python语言的内置特性，允许函数被另一个函数封装，通常用来在应用程序的几个地方应用用户定义的行为。具体来说，可以在https://docs.python.org/3/reference/compound_stmts.xhtml#grammar-token-decorator查看相关文档。
Python没有强制使用非公共的成员变量的概念，但是在开发人员想要将变量视为非公共的情况下，通常会看到单下划线前缀（_）或者双下划线前缀（__）。单下划线前缀只是一种约定，表示应该将变量视为受保护的（仅在类及其子类中访问）。双下划线前缀实际上会导致Python解释器重命名变量，这样MyClass.__myVariable就变成了MyClass._MyClass__myVariable。这被称为名称重整（非常恰当）。按照惯例，应该将这样的变量视为私有的（只能在类内访问，不能在子类中访问）。相同的前缀，具有相同的意义，可以应用于方法和变量。
（3）将enterFrame方法添加到managers.py：
请注意，enterFrame的实现只（同步地）抓取一帧，而来自通道的实际检索被推迟到frame变量的后续读取。
（4）接下来，把exitFrame方法添加到managers.py：
exitFrame的实现从当前通道获取图像，估计帧率，通过窗口管理器（如果有的话）显示图像，并完成将图像写入文件的所有挂起请求。
（5）其他几种方法也适用于文件的写入。将下列名为writeImage、startWriting Video和stopWritingVideo的公共方法的实现添加到managers.py：
上述方法只更新了文件写入操作的参数，实际的写入操作被推迟到exitFrame的下一次调用。
（6）在本节的前面，我们看到exitFrame调用了一个名为_writeVideoFrame的辅助方法。把下面的_writeVideoFrame实现添加到managers.py：
上述方法创建或添加视频文件的方式应该与之前的脚本相似（请参考2.2.4节）。但是，在帧率未知的情况下，我们在捕获会话开始时，跳过一些帧，这样就有时间构建帧率的估计。
我们对CaptureManager的实现就结束了。尽管CaptureManager的实现依赖于VideoCapture，我们可以完成不使用OpenCV作为输入的其他实现。例如，我们可以创建用套接字连接实例化的子类，将其字节流解析为图像流。另外，我们还可以使用第三方摄像头库创建子类，并提供与OpenCV不同的硬件支持。但是，对于Cameo，当前的实现就足够了。
正如我们所见，OpenCV提供了一些函数用于创建、撤销窗口，显示图像以及处理事件。这些函数不是窗口类的方法，因而要求将窗口名称作为参数传递。因为这个接口不是面向对象的，所以与OpenCV的一般风格不一致。而且，它不太可能与我们最终想要使用的（而不是OpenCV的）其他窗口或者事件处理接口兼容。
为了面向对象和适应性，我们将这个功能抽象成具有createWindow、destroy Window、show和processEvents方法的WindowManager类。作为一个属性，WindowManager有一个名为keypressCallback的函数，在响应按键时可以从processEvents调用（如果不是None的话）。keypressCallback对象必须是一个接受单个参数（尤其是ASCII键码）的函数。
我们将WindowManager的实现添加到managers.py。该实现首先定义下列类声明和__init__方法：
该实现接着使用下面的方法来管理窗口及其事件的生命周期：
当前的实现只支持键盘事件，对于Cameo足够了。但是，我们也可以修改Window Manager来支持鼠标事件。例如，类接口可以扩展为包含mouseCallback属性（和可选的构造函数参数），但是其他方面保持不变。使用OpenCV之外的事件框架，我们可以通过添加回调属性以同样的方式支持其他事件类型。
我们的应用程序由带有两个方法（run和onKeypress）的Cameo类表示。在初始化时，Cameo对象创建了一个WindowManager对象（将onKeypress作为一个回调），以及一个使用摄像头（具体来说，是一个cv2.VideoCapture对象）和同一WindowManager对象的CaptureManager对象。在调用run时，应用程序执行一个主循环，并在这个主循环中处理帧和事件。
作为事件处理的结果，可能会调用onKeypress。空格键会产生一个屏幕截图，选项卡（Tab）键会使屏幕播放（视频录制）开始/停止，Esc键会使应用程序退出。
在与managers.py相同的目录中，创建一个名为cameo.py的文件，并在此实现Cameo类：
（1）首先，实现下面的import语句和__init__方法：
（2）接下来，添加以下run()方法的实现：
（3）下面是为完成Cameo类实现的onKeypress()方法：
（4）最后，添加一个__main__块来实例化并运行Cameo，如下所示：
在运行应用程序时，请注意实时摄像头回传信号是镜像的，而屏幕截图和屏幕播放则不是镜像的。这是预期的行为，因为在初始化CaptureManager类时，我们将True传给了shouldMirrorPreview。
图2-4是Cameo的一个屏幕截图，显示了一个窗口（标题为Cameo）和来自摄像头的当前帧。
图2-4 包含一个窗口和摄像头当前帧的Cameo截图
到目前为止，除了为预览而对帧进行镜像之外，我们没有对帧执行任何操作。我们将在第3章开始添加更有趣的效果。