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欢迎各路大佬来到小啾主页指点☀️欢迎大家前来学习OpenCV绘制图像与文字 - Open_CV系列博文第四篇我是博主侯小啾。
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关于本期blog一个值得注意的细节
在前边文章中修改个别像素值的时候我们可以对像素数组组直接取某个像素时如

image[300, 200] = [255, 255, 255]

即 把以左上角为画布坐标原点竖直方向上第301个水平方向上第201个像素修改为白色。

但是在本篇中为了更加快捷高效地操作像素我们将使用OpenCV提供的一系列操作像素的方法在以下方法中通常需要传入坐标点。这里传入的坐标点与上边手动操作像素时的坐标点有所不同这里通常是传入一个数组 如(a, b)来表示坐标。依然是以左上角为画布的坐标原点但是a的位置是水平方向b的位置是数值方向。这一点与手动操作是相反的。学习过程中要注意到这个细节。

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1. cv2.line()绘制线段

语法

cv2.line()
line(img, pt1, pt2, color, thickness=None, lineType=None, shift=None)

• img 即表示画布图像的数组
• pt1指起始点的坐标元组格式
• pt2指结束点的坐标元组格式
• color 表示颜色的元组如在BGR色彩空间中(255, 0, 0)表示蓝色(0, 255, 0)表示绿色(0, 0, 255)表示红色。
• thickness 线条宽度
• lineType 线条产生的算法类型可以是4或者8默认为8。两种算法绘制出的线条视觉上看不出差别。

以绘制四条不同的颜色、粗细程度并依次首尾相连的线段。

import numpy as np
import cv2

# 创建画布黑色画布三维数组
canvas = np.zeros((300, 300, 3), np.uint8)
# canvas = np.ones((300, 300, 3), np.uint8) * 255  # 如果创建白色画布
canvas = cv2.line(canvas, (50, 50), (50, 250), (255, 0, 0), 5)
canvas = cv2.line(canvas, (50, 250), (250, 250), (0, 255, 0), 10)
canvas = cv2.line(canvas, (250, 250), (250, 50), (0, 0, 255), 15)
canvas = cv2.line(canvas, (250, 50), (50, 50), (0, 255, 255), 20)
cv2.imshow("Lines", canvas)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

程序执行结果如图所示

        

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2. cv2.rectangle() 绘制矩形

语法

cv2.rectangle(img, pt1, pt2, color, thickness=None, lineType=None, shift=None)

pt1表示矩形左上角坐标pt2表示矩形右下角坐标。其他参数语法同上。
thickness如果为负责表示所绘图形为实心图形内部采用颜色填充。

以白色为画布底色为例。

import numpy as np
import cv2

canvas = np.ones((500, 600, 3), np.uint8) * 255
canvas = cv2.rectangle(canvas, (150, 200), (400, 350), (255, 255, 0), 20)
cv2.imshow("Rectangle", canvas)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

          

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3. cv2.circle() 绘制圆形

circle(img, center, radius, color, thickness=None, lineType=None, shift=None)

• center 为圆心坐标
• radius为半径长度

3.1 绘制实现圆 与 空心圆

import numpy as np # 导入Python中的numpy模块
import cv2

canvas = np.ones((500, 500, 3), np.uint8) * 255
# 绘制三个实心圆和一个空心圆
canvas = cv2.circle(canvas, (100, 100), 80, (0, 0, 255), -1)
canvas = cv2.circle(canvas, (250, 250), 80, (0, 255, 255), -1)
canvas = cv2.circle(canvas, (400, 400), 80, (0, 255, 0), -1)
canvas = cv2.circle(canvas, (400, 100), 80, (0, 0, 0), 5)
cv2.imshow("TrafficLights", canvas) # 显示画布
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

             

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3.2 绘制同心圆

import numpy as np
import cv2

canvas = np.zeros((600, 600, 3), np.uint8)
center_X = int(canvas.shape[1] / 2)
center_Y = int(canvas.shape[0] / 2)
for r in range(0, 300, 30):
    cv2.circle(canvas, (center_X, center_Y), r, (0, 255, 0), 5)
cv2.imshow("Circles", canvas)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

代码效果如下
        

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3.3 绘制随机圆

import numpy as np
import cv2

canvas = np.zeros((600, 600, 3), np.uint8)
for numbers in range(0, 100):
    center_X = np.random.randint(0, high=600)
    center_Y = np.random.randint(0, high=600)
    radius = np.random.randint(10, high=150)
    color = np.random.randint(0, high=256, size=(3,)).tolist()
    cv2.circle(canvas, (center_X, center_Y), radius, color, -1)
cv2.imshow("Circles", canvas)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

效果展示如下
          

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4. cv2.polylines() 绘制多边形

语法

polylines(img, pts, isClosed, color, thickness=None, lineType=None, shift=None)

• img 画布/图像数组
• pts 是一个列表列表内是一个shape为(n,2)的numpy数组形如[[a, b], [c, d], [e, f], [g, h], …]存放的是多边形每个顶点的坐标。
• isClosed 是否闭合。没有默认值必须手动传入。如果为True则表示是一个闭合的多边形如果为False则表示不闭合。

import numpy as np
import cv2

canvas = np.ones((500, 500, 3), np.uint8) * 255
pts = np.array([[100, 50], [250, 50], [350, 250], [100, 300], [50, 100]], np.int32)
# 注意pts是一个列表数组的外边还要加一组括号才可正常运行。
canvas = cv2.polylines(canvas, [pts], True, (0, 255, 255), 5)
cv2.imshow("Polylines", canvas)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

           

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5. cv2.putText() 绘制文字

5.1 绘制文字

putText(img, text, org, fontFace, fontScale, color, thickness=None, lineType=None, bottomLeftOrigin=None)

• img ~
• text 要绘制的文本内容字符串格式。putText()方法不支持绘制中文字符否则会出现乱码。
• org 文字的开始坐标
• fontFace 字体样式参照字体样式表。
• fontScale 字体大小
• color 颜色
• thickness 线条宽度
• lineType 线条产生的算法类型可以是4或者8默认为8.
• bottomLeftOrigin 绘制文字时的方向默认为False

import numpy as np
import cv2
canvas = np.ones((500, 1000, 3), np.uint8) * 255
cv2.putText(canvas, "Hou Xiao Jiu", (250, 250), cv2.FONT_HERSHEY_TRIPLEX, 2, (0, 255, 255), 5)
cv2.imshow("Text", canvas)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

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5.2 垂直镜像效果

将 bottomLeftOrigin 设为 True

则图像会呈现出以下效果

import numpy as np
import cv2
canvas = np.ones((500, 1000, 3), np.uint8) * 255
cv2.putText(canvas, "Hou Xiao Jiu", (250, 250), cv2.FONT_HERSHEY_TRIPLEX, 2, (0, 255, 255), 5, bottomLeftOrigin=True)
cv2.imshow("Text", canvas)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

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5.3 不同字体效果

通过设置fontFace参数来呈现不同的字体效果

import numpy as np
import cv2
canvas = np.ones((1000, 1000, 3), np.uint8) * 255
cv2.putText(canvas, "I Love You", (300, 100), cv2.FONT_HERSHEY_TRIPLEX, 2, (0, 255, 255), 5)
cv2.putText(canvas, "I Love You", (300, 200), cv2.FONT_HERSHEY_PLAIN, 2, (0, 255, 255), 5)
cv2.putText(canvas, "I Love You", (300, 300), cv2.FONT_HERSHEY_DUPLEX, 2, (0, 255, 255), 5)
cv2.putText(canvas, "I Love You", (300, 400), cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX, 2, (0, 255, 255), 5)
cv2.putText(canvas, "I Love You", (300, 500), cv2.FONT_HERSHEY_TRIPLEX, 2, (0, 255, 255), 5)
cv2.putText(canvas, "I Love You", (300, 600), cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL, 2, (0, 255, 255), 5)
cv2.putText(canvas, "I Love You", (300, 700), cv2.FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX, 2, (0, 255, 255), 5)
cv2.putText(canvas, "I Love You", (300, 800), cv2.FONT_HERSHEY_SCRIPT_COMPLEX, 2, (0, 255, 255), 5)
cv2.putText(canvas, "I Love You", (300, 900), cv2.FONT_ITALIC, 2, (0, 255, 255), 5)
cv2.imshow("Text", canvas)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

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6. 绘制动态图形

绘制动态图形即图像在展示过程中像素数组中数值的大小在时刻发生变动而给人产生动态的效果。
以绘制一个圆形为例在画布中移动即圆心位置不停地发生改变圆的半径保持不变。
这个过程可以通过while循环 结合 time.sleep()来完成。通过time.sleep()控制while循环执行的时间间隔即动态图像画面的帧数。
每次循环都给圆心一个不同的位置每次移动触碰到边界都改变一次移动方向。
此外为了得到更炫酷的效果我们还可以给每一帧画面的小球都设置一个随机的不同的颜色。

import cv2
import time
import numpy as np

width, height = 500, 500
r = 40
x = 40
y = 250
# 在水平和竖直方向上每次移动的距离
x_offer = y_offer = 8

while cv2.waitKey(1) == -1:
    if x > width - r or x < r:
        x_offer *= -1
    if y > height - r or y < r:
        y_offer *= -1
    x += x_offer
    y += y_offer
    img = np.ones((width, height, 3), np.uint8) * 255
    cv2.circle(img, (x, y), r, tuple(np.random.randint(0, high=256, size=(3,)).tolist()), -1)
    cv2.imshow("img", img)
    time.sleep(1 / 60)  # 休眠1/60秒也就是秒60帧

cv2.destroyAllWindows()

执行效果片段展示
             

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