iPhoto:基于 Python + PySide6 的高性能 macOS 风格照片管理器

🚀 项目初衷

在 Windows 平台上,一直缺乏一个像 macOS Photos 那样既优雅又高效的照片管理工具。现有的工具要么需要繁琐的"导入"过程,要么采用封闭的数据库存储。

iPhoto 的核心哲学是:文件夹即相册 (Folder-native) 。它不破坏原有的文件结构,通过轻量化的 JSON 描述文件和全局 SQLite 索引,在 Windows 上复刻了 Live Photo 播放、地图视图和非破坏性后期编辑等核心体验。​主界面

​编辑界面


🛠 技术架构深度解析

项目采用严格的分层架构设计,确保了核心逻辑与 UI 层的解耦。

1. 核心后端 (Pure Python)

后端不依赖任何 GUI 库,保证了 CLI 工具和 GUI 界面可以复用同一套逻辑:

  • 数据模型 : 使用 pydantic 风格的 JSON Schema 定义相册元数据(.iphoto.album.json)。
  • 高性能索引 : 采用 SQLite 3 存储全局元数据,支持多索引优化(路径、时间戳、媒体类型),实现万级照片秒级检索。
  • 增量扫描引擎: 基于文件状态的幂等更新(Upsert),仅处理新增或变更的文件。
  • 外部工具链 : 集成 ExifTool 读取复杂的 EXIF/GPS/QuickTime 元数据,利用 FFmpeg 生成视频缩略图。

2. GUI 表现层 (PySide6 / Qt6)

基于 MVC (Model-View-Controller) 模式构建复杂的桌面应用:

  • 异步任务调度 : BackgroundTaskManager 封装 QThreadPool,处理缩略图预读、文件导入等耗时操作,确保界面不卡顿。

  • 服务层 (Services) : 通过 AssetMoveServiceLibraryUpdateService 处理跨组件的复杂状态变更。

  • 自定义组件:

    • 自适应网格: 懒加载缩略图列表。
    • 地图引擎: 半独立的地图模块,支持矢量切片(.pbf)解析、Tile 缓存管理及 MapLibre 样式渲染。

3. 非破坏性图像编辑引擎 (OpenGL + NumPy)

这是本项目技术难度最高的部分,实现了类似 Lightroom 的后期体验:

  • 实时预览 : 基于 OpenGL 3.3 定制 Shader,将复杂的颜色调整、透视变换放在 GPU 上实时渲染。

  • 参数映射算法:

    • Master Sliders: 通过高斯内插(Gaussian Interpolation)等算法,将一个"大师滑块"的值科学地分配到多个细分调整参数(如 Brilliance, Exposure, Shadows)。
    • 透视校正 : 实现了复杂的几何计算,在执行垂直/水平透视变换时,自动进行 AABB 碰撞检测以防止黑边
  • 存储机制 : 所有编辑记录在 .ipo 旁路文件中,不修改原始图像像素。


✨ 核心特性

特性 技术实现
Live Photo 匹配 通过 Apple ContentIdentifier 或时间戳邻近算法自动关联图片与视频
足迹地图 提取 GPS 坐标进行聚类显示,支持多种地图样式
智能相册 基于 SQLite 查询动态生成(最近删除、全景照片、Live Photo 等)
沉浸式预览 胶片条导航、悬浮元数据面板、视频流式播放
专业修图 包含光效调整、色彩校正、艺术黑白预设及高精度裁剪校正

🏗 坐标系与黑边预防逻辑 (Technical Insight)

在处理裁剪与透视时,系统维护了三套坐标系:

  1. 原始纹理空间 (Original Texture Space) : 原始像素坐标。
  2. 投影空间 (Projected Space) : 应用透视矩阵后的 2D 空间。在此空间中,原始矩形变为凸四边形 <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> Q v a l i d Q_{valid} </math>Qvalid。
  3. 视口空间 (Viewport Space) : 屏幕渲染坐标。

算法核心 : 所有的裁剪逻辑(AABB 裁剪框)均在投影空间 完成。通过 point_in_convex_polygon 验证,确保裁剪框 <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> R c r o p R_{crop} </math>Rcrop 始终在 <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> Q v a l i d Q_{valid} </math>Qvalid 内部,从数学上根除了透视后的黑边问题。

​裁剪界面


🚀 快速上手

如果你是开发者,可以通过以下方式快速运行:

Bash

bash 复制代码
# 1. 克隆并安装依赖
git clone https://github.com/OliverZhaohaibin/iPhotos-LocalPhotoAlbumManager.git
cd iPhotos-LocalPhotoAlbumManager
pip install -e .

# 2. 启动 GUI 界面
iphoto-gui

💬 写在最后

这个项目是我对"如何优雅地组织个人数据"的一次深入探索。代码结构清晰,注释丰富,非常适合作为 PySide6 大型项目实战图像处理算法的学习参考。

欢迎大家提出 Issue 或 PR,一起完善 Windows 上的照片管理体验!

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