基本绘图

目的

本节你将学到:

• 如何用 Point 在图像中定义 2D 点
• 如何以及为何使用 Scalar
• 用OpenCV的函数 line 绘 直线
• 用OpenCV的函数 ellipse 绘 椭圆
• 用OpenCV的函数 rectangle 绘 矩形
• 用OpenCV的函数 circle 绘 圆
• 用OpenCV的函数 fillPoly 绘 填充的多边形

OpenCV 原理

本节中，我门将大量使用 Point 和 Scalar 这两个结构：

Point

次数据结构表示了由其图像坐标 和 指定的2D点。可定义为：

Point pt;
pt.x = 10;
pt.y = 8;

或者

Point pt =  Point(10, 8);

Scalar

• 表示了具有4个元素的数组。次类型在OpenCV中被大量用于传递像素值。

• 本节中，我们将进一步用它来表示RGB颜色值（三个参数）。如果用不到第四个参数，则无需定义。

• 我们来看个例子，如果给出以下颜色参数表达式：

  Scalar( a, b, c )
  

  那么定义的RGB颜色值为： Red = c, Green = b and Blue = a

代码

• 这些代码都来自OpenCV代码的sample文件夹。或者可 点击此处 获取。

代码分析

1. 我们打算画两个例子（原子和赌棍）， 所以必须创建两个图像和对应的窗口以显示。

   /// 窗口名字
   char atom_window[] = "Drawing 1: Atom";
   char rook_window[] = "Drawing 2: Rook";
   
   /// 创建空全黑像素的空图像
   Mat atom_image = Mat::zeros( w, w, CV_8UC3 );
   Mat rook_image = Mat::zeros( w, w, CV_8UC3 );
   

2. 创建用来画不同几何形状的函数。比如用 MyEllipse 和 MyFilledCircle 来画原子。

   /// 1. 画一个简单的原子。
   
   /// 1.a. 创建椭圆
   MyEllipse( atom_image, 90 );
   MyEllipse( atom_image, 0 );
   MyEllipse( atom_image, 45 );
   MyEllipse( atom_image, -45 );
   
   /// 1.b. 创建圆
   MyFilledCircle( atom_image, Point( w/2.0, w/2.0) );
   

3. 接下来用 MyLine*，*rectangle 和 a MyPolygon 来画赌棍：

   /// 2. 画一个赌棍
   
   /// 2.a. 创建一个凸多边形
   MyPolygon( rook_image );
   
   /// 2.b. 创建矩形
   rectangle( rook_image,
              Point( 0, 7*w/8.0 ),
              Point( w, w),
              Scalar( 0, 255, 255 ),
              -1,
              8 );
   
   /// 2.c. 画几条直线
   MyLine( rook_image, Point( 0, 15*w/16 ), Point( w, 15*w/16 ) );
   MyLine( rook_image, Point( w/4, 7*w/8 ), Point( w/4, w ) );
   MyLine( rook_image, Point( w/2, 7*w/8 ), Point( w/2, w ) );
   MyLine( rook_image, Point( 3*w/4, 7*w/8 ), Point( 3*w/4, w ) );
   

4. 现在来看看每个函数内部如何定义:

   • MyLine

     void MyLine( Mat img, Point start, Point end )
     {
       int thickness = 2;
       int lineType = 8;
       line( img,
             start,
             end,
             Scalar( 0, 0, 0 ),
             thickness,
             lineType );
     }
     

     正如我们所见, MyLine 调用函数 line 来实现以下操作:

     • 画一条从点 start 到点 end 的直线段
     • 此线段将被画到图像 img 上
     • 线的颜色由 Scalar( 0, 0, 0) 来定义，在此其相应RGB值为 黑色
     • 线的粗细由 thickness 设定(此处设为 2)
     • 此线为8联通 (lineType = 8)

   • MyEllipse

     void MyEllipse( Mat img, double angle )
     {
       int thickness = 2;
       int lineType = 8;
     
       ellipse( img,
                Point( w/2.0, w/2.0 ),
                Size( w/4.0, w/16.0 ),
                angle,
                0,
                360,
                Scalar( 255, 0, 0 ),
                thickness,
                lineType );
     }
     

     根据以上代码，我们可看到函数 ellipse 按照以下规则绘制椭圆：

     • 椭圆将被画到图像 img 上
     • 椭圆中心为点 (w/2.0, w/2.0) 并且大小位于矩形 (w/4.0, w/16.0) 内
     • 椭圆旋转角度为 angle
     • 椭圆扩展的弧度从 0 度到 360 度
     • 图形颜色为 Scalar( 255, 255, 0) ，既蓝色
     • 绘椭圆的线粗为 thickness ，此处是2

   • MyFilledCircle

     void MyFilledCircle( Mat img, Point center )
     {
      int thickness = -1;
      int lineType = 8;
     
      circle( img,
              center,
              w/32.0,
              Scalar( 0, 0, 255 ),
              thickness,
              lineType );
     }
     

     类似于椭圆函数，我们可以看到 circle 函数的参数意义如下：

     • 圆将被画到图像 ( img )上
     • 圆心由点 center 定义
     • 圆的半径为: w/32.0
     • 圆的颜色为: Scalar(0, 0, 255) ，按BGR的格式为 红色
     • 线粗定义为 thickness = -1, 因此次圆将被填充

   • MyPolygon

     void MyPolygon( Mat img )
     {
       int lineType = 8;
     
       /** 创建一些点 */
       Point rook_points[1][20];
       rook_points[0][0] = Point( w/4.0, 7*w/8.0 );
       rook_points[0][1] = Point( 3*w/4.0, 7*w/8.0 );
       rook_points[0][2] = Point( 3*w/4.0, 13*w/16.0 );
       rook_points[0][3] = Point( 11*w/16.0, 13*w/16.0 );
       rook_points[0][4] = Point( 19*w/32.0, 3*w/8.0 );
       rook_points[0][5] = Point( 3*w/4.0, 3*w/8.0 );
       rook_points[0][6] = Point( 3*w/4.0, w/8.0 );
       rook_points[0][7] = Point( 26*w/40.0, w/8.0 );
       rook_points[0][8] = Point( 26*w/40.0, w/4.0 );
       rook_points[0][9] = Point( 22*w/40.0, w/4.0 );
       rook_points[0][10] = Point( 22*w/40.0, w/8.0 );
       rook_points[0][11] = Point( 18*w/40.0, w/8.0 );
       rook_points[0][12] = Point( 18*w/40.0, w/4.0 );
       rook_points[0][13] = Point( 14*w/40.0, w/4.0 );
       rook_points[0][14] = Point( 14*w/40.0, w/8.0 );
       rook_points[0][15] = Point( w/4.0, w/8.0 );
       rook_points[0][16] = Point( w/4.0, 3*w/8.0 );
       rook_points[0][17] = Point( 13*w/32.0, 3*w/8.0 );
       rook_points[0][18] = Point( 5*w/16.0, 13*w/16.0 );
       rook_points[0][19] = Point( w/4.0, 13*w/16.0) ;
     
       const Point* ppt[1] = { rook_points[0] };
       int npt[] = { 20 };
     
       fillPoly( img,
                 ppt,
                 npt,
                 1,
                 Scalar( 255, 255, 255 ),
                 lineType );
      }
     
     
      我们用函数 :fill_poly:`fillPoly <>` 来绘制填充的多边形。请注意：

     • 多边形将被画到图像 img 上
     • 多边形的顶点集为 ppt
     • 要绘制的多边形顶点数目为 npt
     • 要绘制的多边形数量仅为 1
     • 多边形的颜色定义为 Scalar( 255, 255, 255), 既BGR值为 白色

   • rectangle

     rectangle( rook_image,
                Point( 0, 7*w/8.0 ),
                Point( w, w),
                Scalar( 0, 255, 255 ),
                -1,
                8 );
     

     最后是函数:rectangle:rectangle <> （我们并没有为这家伙创建特定函数）。请注意：

     • 矩形将被画到图像 rook_image 上
     • 矩形两个对角顶点为 Point( 0, 7*w/8.0 ) 和 Point( w, w)
     • 矩形的颜色为 Scalar(0, 255, 255) ，既BGR格式下的 黄色
     • 由于线粗为 -1, 此矩形将被填充

结果

编译并运行例程，你将看到如下结果:

翻译者

刘瑞华 <lurvhua@163.com>