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08: 绘图功能

学习画线、圆和矩形等多种几何形状，给图片添加文字。图片等可到文末引用处下载。

目标​

  • 绘制各种几何形状、添加文字
  • OpenCV 函数：cv2.line(), cv2.circle(), cv2.rectangle(), cv2.ellipse(), cv2.putText()

教程​

参数说明​

绘制形状的函数有一些共同的参数，提前在此说明一下：

  • img：要绘制形状的图片
  • color：绘制的颜色
    • 彩色图就传入 BGR 的一组值，如蓝色就是(255,0,0)
    • 灰度图，传入一个灰度值就行
  • thickness：线宽，默认为 1；对于矩形/圆之类的封闭形状而言，传入-1 表示填充形状

需要导入的模块和显示图片的通用代码：

import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

cv2.imshow('img', img)
cv2.waitKey(0)

绘制各种几何形状

上图就是本教程绘制的最终效果，下面一步步来看：

画线​

画直线只需指定起点和终点的坐标就行：

# 创建一副黑色的图片
img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)
# 画一条线宽为 5 的蓝色直线，参数 2：起点，参数 3：终点
cv2.line(img, (0, 0), (512, 512), (255, 0, 0), 5)

经验之谈：所有绘图函数均会直接影响原图片，这点要注意。

画矩形​

画矩形需要知道左上角和右下角的坐标：

# 画一个绿色边框的矩形，参数 2：左上角坐标，参数 3：右下角坐标
cv2.rectangle(img, (384, 0), (510, 128), (0, 255, 0), 3)

画圆​

画圆需要指定圆心和半径，注意下面的例子中线宽=-1 代表填充：

# 画一个填充红色的圆，参数 2：圆心坐标，参数 3：半径
cv2.circle(img, (447, 63), 63, (0, 0, 255), -1)

画椭圆​

画椭圆需要的参数比较多，请对照后面的代码理解这几个参数：

  • 参数 2：椭圆中心(x,y)
  • 参数 3：x/y 轴的长度
  • 参数 4：angle---椭圆的旋转角度
  • 参数 5：startAngle---椭圆的起始角度
  • 参数 6：endAngle---椭圆的结束角度

经验之谈：OpenCV 中原点在左上角，所以这里的角度是以顺时针方向计算的。

# 在图中心画一个填充的半圆
cv2.ellipse(img, (256, 256), (100, 50), 0, 0, 180, (255, 0, 0), -1)

画多边形​

画多边形需要指定一系列多边形的顶点坐标，相当于从第一个点到第二个点画直线，再从第二个点到第三个点画直线....

OpenCV 中需要先将多边形的顶点坐标需要变成顶点数 ×1×2 维的矩阵，再来绘制：

# 定义四个顶点坐标
pts = np.array([[10, 5],  [50, 10], [70, 20], [20, 30]], np.int32)
# 顶点个数：4，矩阵变成 4*1*2 维
pts = pts.reshape((-1, 1, 2))
cv2.polylines(img, [pts], True, (0, 255, 255))

cv2.polylines()的参数 3 如果是 False 的话，多边形就不闭合。

经验之谈：如果需要绘制多条直线，使用 cv2.polylines() 要比 cv2.line() 高效很多，例如：

# 使用 cv2.polylines() 画多条直线
line1 = np.array([[100, 20],  [300, 20]], np.int32).reshape((-1, 1, 2))
line2 = np.array([[100, 60],  [300, 60]], np.int32).reshape((-1, 1, 2))
line3 = np.array([[100, 100],  [300, 100]], np.int32).reshape((-1, 1, 2))
cv2.polylines(img, [line1, line2, line3], True, (0, 255, 255))

添加文字​

使用cv2.putText()添加文字，它的参数也比较多，同样请对照后面的代码理解这几个参数：

  • 参数 2：要添加的文本
  • 参数 3：文字的起始坐标（左下角为起点）
  • 参数 4：字体
  • 参数 5：文字大小（缩放比例）
# 添加文字
font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
cv2.putText(img, 'ex2tron', (10, 500), font,
            4, (255, 255, 255), 2, lineType=cv2.LINE_AA)

字体可参考：HersheyFonts。另外，这里有个线型 lineType 参数，LINE_AA 表示抗锯齿线型，具体可见LineTypes

小结​

  • cv2.line()画直线，cv2.circle()画圆，cv2.rectangle()画矩形，cv2.ellipse()画椭圆，cv2.polylines()画多边形，cv2.putText()添加文字。
  • 画多条直线时，cv2.polylines()要比cv2.line()高效很多。

练习​

  1. 你能用已学的绘图功能画出 OpenCV 的 logo 吗？(提示：椭圆和圆)

OpenCV logo

接口文档​

引用​