樹莓派 Raspberry Pi 與 USB 網路攝影機，自製縮時攝影設備教學

設備安裝

這個自製的旅行縮時攝影設備只需要一張樹莓派開發板與一個 USB 網路攝影機。

樹莓派與 USB 網路攝影機

因為這一組設備我想要直接放在車上，所以就選一張舊的樹莓派來用，這一張是第一代的 Raspberry Pi Model B+ V1.2，CPU 只有 700 MHz，這個速度當作 PC 用的話通常不太夠，但放在車上用剛好，既省電又不會太熱。

樹莓派 Raspberry Pi Model B+ V1.2

電源的部分就使用一般車用的 USB 充電器就可以了，建議挑選有 2A 以上給平板用的那種。

車用 USB 充電器

將設定好的樹莓派接上 USB 網路攝影機與電源，正常的話不用一分鐘就會自動啟動攝影機，開始拍攝縮時攝影了。

樹莓派

網路攝影機就看自己喜歡放在哪個角度，通常掛在車內後照鏡上。

USB 網路攝影機（webcam）

在車上安裝攝影機的鏡頭時，最常見的問題就是沒有螢幕，看不到鏡頭拍攝的角度，這時候我們就可以拿出手機，連線至樹莓派的 WiFi 熱點，接著用瀏覽器打開樹莓派的 8081 連接埠，就可以看到串流影像了，以我的例子來說，樹莓派的 IP 位址我設定為 192.168.50.1，就用瀏覽器開啟這個網址：

http://192.168.50.1:8081/

串流的畫面看起來就像這樣：

影像串流畫面

這樣我們就可以看著手機上鏡頭的畫面，輕鬆調整鏡頭的角度了。

樹莓派與影像串流畫面

這個串流畫面會有幾秒鐘的延遲，這可能跟樹莓派的處理速度有關係，不過實際操作上影響不大，只是在調整攝影機角度時，要稍微等個兩、三秒，再看看畫面是否合適。

影像串流畫面

調整好網路攝影機的角度之後，就可以開始使用這個自己打造的縮時攝影機了，也就是說接下來樹莓派就會以每秒一張的速度，將畫面拍攝下來，儲存在儲存媒體中。

樹莓派的 8080 連接埠還有 motion 提供的網頁操作介面，如果需要對 motion 進行各種控制，就可以透過這個方式。

motion 網頁控制介面

就我個人的使用狀況而言，在使用的過程中車內有開冷氣的狀態下，樹莓派的溫度都在攝氏四十幾度左右，下面這張圖是我用手機的 RasPi Check App 查看樹莓派的狀態資訊快照。

樹莓派狀態資訊

舊版樹莓派的好處就是省電、溫度非常低，但是缺點就是 CPU 運算速度不夠快，如果想要製作更高畫質或拍攝頻率更高的影片，可以考慮使用新的樹莓派板子。

如果您是使用比較新版的樹莓派，散熱的問題可能就要注意，例如夏天不要放在陽光下直曬，或是放在冷氣口散熱。

樹莓派

原則上來說，USB 網路攝影機並沒有特別一定要使用哪一款，只要是樹莓派支援的 USB 網路攝影機都可以使用，除了本文中的這個網路攝影機，我也用過羅技的 C170 這一個網路攝影機，使用方式都完全一樣。Embedded Linux Wiki 有一張 RPi USB Webcams 表格可以參考。

在車子到達目的地時，先把車子停好之後，在車子熄火之前，使用 RasPi Check 這類的手機 App 控制樹莓派正常關機，確保所有的照片都正常寫入儲存媒體，接著再將汽車熄火。

RasPi Check 手機 App

當然如果不想那麼麻煩，也可以在停好車等個幾秒鐘（或是幾十秒）之後，直接將汽車熄火，通常照片也是可以正常寫入的，只是沒那麼保險。

製作影片

縮時攝影的照片拍攝完成後，可以將樹莓派的記憶卡取下來，放在 Linux 的個人電腦中掛載起來讀取照片。

所有拍攝的照片預設會儲存在 /var/lib/motion 目錄中，檔案名稱會類似 01-20161121023805-snapshot.jpg 這樣以日期來編碼的檔名。在製作影片之前，可以先自己篩選一下照片，把一些 NG 的照片刪掉。

接著把所有要用來製作影片的照片放在同一個目錄中，如果您想要把照片分組，製作多個影片，就把照片分別放在多個不同的目錄中，這樣比較方便處理。

在含有照片的目錄中，執行以下這段指令稿，將所有的照片依照順序重新以數字命名：

/bin/ls *.jpg | perl -ne 'chomp;printf "mv $_ %04d.jpgn",$i++' | sh

這樣的作用是方便把所有的照片一次交給 ffmpeg 處理，接著呼叫 ffmpeg 製作影片：

ffmpeg -r 20 -i %04d.jpg output.mp4

如果在比較新的 Linux 發行版中，ffmpeg 可能會被 avconv 取代，不過指令大同小異：

avconv -r 20 -i %04d.jpg output.mp4

這樣產生出來的 output.mp4 就是縮時攝影的結果了。下面這段影片是我在下雨天拍攝的旅行縮時攝影。

紀錄日期與時間

樹莓派的硬體中並沒有實時時鐘（RTC）的配備，也就是說樹莓派在斷電的狀態下是沒有辦法紀錄正確的時間的，如果有網路的話，我們可以在開機時透過 ntp 網路校時的方式取得正確的時間，但若是沒有網路的話（例如裝在汽車上），樹莓派是無法得知正確的時間的，所以在前面的示範教學中，在設定 motion 時，直接將照片中的時間戳記改為一般的文字，因為沒有正確的時間資訊，寫上去的時間也是錯的。

若想要在沒有網路的環境下，又可以保有正確的時間，可以在樹莓派上加裝一個 DS3231 RTC，這樣樹莓派在開機時就可以從這個 RTC 取得正確的時間，之後在拍攝縮時攝影照片時，就可以將正確的時間打在照片上。

加裝了 DS3231 RTC，有了正確的時間之後，接著再修改 /etc/motion/motion.conf 設定檔，將右下方的文字改為時間戳記：

#text_right %Y-%m-%dn%T-%q
#text_right "G.T.Wang"
text_right %Y-%m-%dn%T

這裡我用的時間戳記是年-月-日加上時間，這個格式可以自行調整，如果您設定一秒拍攝一張以上的畫面，可以再加上 %q 這個 frame 的編號。

加上時間戳記之後，拍攝出來的照片就會記錄下拍攝的時間，讓旅程的紀錄更完整。

時間戳記

以下就是加上時間戳記的縮時攝影。

上面這段影片中，中間大約在 1:03 左右的地方我開進加油站加油，這一次我沒有讓樹莓派正常關機就直接熄火，導致熄火前十幾秒的畫面圖檔都沒有寫入儲存媒體（那些檔案的大小都是零），所以中間這一段就漏掉了。所以如果是要錄製重要的畫面，記得要讓樹莓派正常關機。

參考資料：Programmatic Ponderings、Embedded Linux Wiki

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