OpenCV-C++ 繪制基本形狀與編寫文字

目錄

• Point與Scalar
  • Point
  • Scalar
• 繪制幾何圖形
  • 畫線
  • 繪制矩形
  • 繪制橢圓
  • 繪制圓
  • 繪制多邊形
  • 隨機畫線
• 添加文字

這一小節首先介紹一下Point與Scalar兩個類的使用,以及介紹如何在圖像上繪制一些幾何形狀和添加文字, 具體包括: 線, 矩形, 圓, 橢圓, 多邊形等

完整的代碼在最下方;

Point與Scalar

Point

Point表示的是二維平面上的一個點,包含兩個屬性\(x, y\);

使用方式如下:

// 構建一個點
Point pt = Point(10, 20);

// 或者
Point pt;
pt.x = 10;
pt.y = 20;

Scalar

Scalar表示的是一個向量, 其本質是一個由長度為4的數組作為元素的結構體;

typedef struct Scalar{
    double val[4];
}Scalar;

使用場景在下面繪制幾何圖形時會用到;

繪制幾何圖形

繪制幾何圖形包括線, 矩形, 橢圓, 圓,多邊形

畫線

關於line的API如下:

void line(InputOutputArray img, Point pt1, Point pt2, const Scalar& color,
          int thickness = 1, int lineType = LINE_8, int shift = 0);

• img表示需要繪制線的圖像;
• pt1與pt2表示線段的兩端;
• color表示線的顏色,以Scalar進行定義;
• thickness表示線的粗細;
• lineType表示線的類型;

在圖像上繪制一條線, API的使用:

// 畫線方法
void MyLine(Mat src){

    Point p1 = Point(10, 20);
    Point p2;
    p2.x = 300;
    p2.y = 300;

    Scalar color = Scalar(0, 0, 255);
    //畫線
    line(src, p1, p2, color, 2, LINE_8);
}

• 首先創建線段兩個端點的位置,利用Point;
• 其次利用Scalar創建一個顏色;

繪制矩形

關於rectangle的API介紹如下:

void rectangle(InputOutputArray img, Rect rec,
               const Scalar& color, int thickness = 1,
               int lineType = LINE_8, int shift = 0);

• img輸入圖像
• rec表示一個矩形類,下面介紹
• color, thickness, lineType, shift含義與上述相同;

關於Rect的API介紹如下:

class Rect_｛
    public：
		Rect_(_Tp _x, _Tp _y, _Tp _width, _Tp _height);
｝

• 其中_x, _y分別表示矩形的左上角坐標, _width, _height表示矩形的寬度和高度;

舉例, 在一張圖像上繪制矩形:

// 繪制矩形方法
void MyRectangle(Mat src){
    Rect rect = Rect(200, 100, 300, 300);
    Scalar color = Scalar(0, 0, 255);

    // 繪制矩形
    rectangle(src, rect, color, 2, LINE_8);
}

• 首先,構建矩形rect;
• 其次繪圖;

繪制橢圓

有關ellipse繪制橢圓的API介紹如下:

void ellipse(InputOutputArray img, Point center, Size axes,
             double angle, double startAngle, double endAngle,
             const Scalar& color, int thickness = 1,
             nt lineType = LINE_8, int shift = 0);

• img為輸入圖像;
• center表示橢圓中心;
• axes分別表示橢圓橫,縱向長度;
• angle表示順時針旋轉多少度;
• startAngle與endAngle配合使用,表示從左上角逆時針,繪制多少度的橢圓;
• 后面參數與前述相同;

舉例,在一張圖像上繪制橢圓:

// 繪制橢圓
void MyEllipse(Mat src){
    Point center = Point(src.rows/2, src.cols/2);
    Size size = Size(src.cols/4, src.rows/8);
    Scalar color = Scalar(0, 0, 255);
    ellipse(src, center, size, 30, 0, 360, color, LINE_8);
}

• 構造中心點
• 橢圓橫,縱長度
• 顏色

繪制圓

有關circle的API的介紹如下:

void circle(InputOutputArray img, Point center, int radius,
            const Scalar& color, int thickness = 1,
            int lineType = LINE_8, int shift = 0);

• img表示需要繪制的圖像;
• center表示中心點坐標;
• radius表示半徑大小;
• 其他如前述一致;

舉例,在圖像上繪制一個圓:

// 繪制圓
void MyCircle(Mat src){
    Scalar color = Scalar(0, 0, 255);
    Point center = Point(src.rows/4, src.cols/2);
    int radius = 100;

    // 繪制圓
    circle(src, center, radius, color, 2, LINE_8);
}

繪制多邊形

有關繪制多邊形fillPolyAPI的使用介紹如下:

void fillPoly(InputOutputArray img, const Point** pts,
              const int* npts, int ncontours,
              const Scalar& color, int lineType = LINE_8, int shift = 0,
              Point offset = Point() );

• img多邊形將要繪制到該圖像上;
• pts表示多邊形的頂點集
• npts表示頂點數目;
• ncontours表示要繪制的多邊形數量
• 其他與前述一致

舉例,在圖像中繪制一個多邊形,如下:

// 繪制多邊形
void MyPolygon(Mat src){

    Point pts[1][5];
    pts[0][0] = Point(100, 100);
    pts[0][1] = Point(100, 200);
    pts[0][2] = Point(200, 200);
    pts[0][3] = Point(200, 100);
    pts[0][4] = Point(100, 100);
    const Point* ppts[] = {pts[0]};
    int npt[] = {5};

    Scalar color = Scalar(255, 0, 255);

    // 繪制多邊形
    fillPoly(src, ppts, npt, 1, color, LINE_8);
}

• pts頂點集,ppts指針

隨機畫線

舉例,在一張圖像上隨機畫出一些線段;

// 隨機畫線
void RandomLineDemo(Mat src){
    // 新的圖像
    Mat dst = Mat::zeros(src.size(), src.type());

    RNG rng(12345);
    Point pt1;
    Point pt2;

    namedWindow("dst", WINDOW_AUTOSIZE);
    for (int i = 0; i < 10000000; i++){
        pt1.x = rng.uniform(0, src.cols);
        pt2.x = rng.uniform(0, src.cols);
        pt1.y = rng.uniform(0, src.rows);
        pt2.y = rng.uniform(0, src.rows);

        Scalar color = Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255));  // 隨機產生顏色
        // 停止條件
        if (waitKey(50) > 0) {
            break;
        }

        line(dst, pt1, pt2, color, 1, LINE_8);
        imshow("dst", dst);
    }
}

添加文字

在圖像中添加文字,putText方法的使用介紹如下:

void putText( InputOutputArray img, const String& text, Point org,
             int fontFace, double fontScale, Scalar color,
             int thickness = 1, int lineType = LINE_8,
             bool bottomLeftOrigin = false );

• img表示將要添加文字的圖像;
• text表示需要添加的文本
• org表示文件左下角坐標位置;
• fontFace表示字體類型
• fontScale表示問題縮放尺度,有一個默認的大小;
• color表示圖像顏色,其他如前述一致;

舉例,在一張圖像中繪制一段文字;

putText(src, 
        "Hello OpenCV",
        Point(100, 100),
        FONT_HERSHEY_COMPLEX,
        0.8, 
        Scalar(0, 255, 255), 2, LINE_8);

完整代碼如下:

#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace std;
using namespace cv;

void MyLine(Mat src);  // 畫線方法
void MyRectangle(Mat src);  // 繪制矩形方法
void MyEllipse(Mat src);  // 繪制橢圓
void MyCircle(Mat src);  // 繪制圓
void MyPolygon(Mat src);  // 繪制多邊形

void RandomLineDemo(Mat src);  // 隨機畫線


int main(){

    // 讀取圖像
    Mat src = imread("/home/chen/dataset/lena.jpg");
    if (src.empty()){
        printf("could not load image.\n");
        return -1;
    }

    // 在圖像上畫線
    MyLine(src);

    // 在圖像上畫矩形
    MyRectangle(src);

    // 在凸顯上繪制橢圓
    MyEllipse(src);

    // 繪制圓
    MyCircle(src);

    // 繪制多邊形
    MyPolygon(src);

    // 寫入文字
    // 字體左下端的坐標
    putText(src, "Hello OpenCV", Point(100, 100), FONT_HERSHEY_COMPLEX, 0.8, Scalar(0, 255, 255), 2, LINE_8);

    // 隨機畫線
    RandomLineDemo(src);

    namedWindow("src", WINDOW_AUTOSIZE);
    imshow("src", src);  
    waitKey(0);


    return 0; 
}

// 畫線方法
void MyLine(Mat src){

    Point p1 = Point(10, 20);
    Point p2;
    p2.x = 300;
    p2.y = 300;

    Scalar color = Scalar(0, 0, 255);
    //畫線
    line(src, p1, p2, color, 2, LINE_8);
}

// 繪制矩形方法
void MyRectangle(Mat src){
    Rect rect = Rect(200, 100, 300, 300);
    Scalar color = Scalar(0, 0, 255);

    // 繪制矩形
    rectangle(src, rect, color, 2, LINE_8);
}

// 繪制橢圓
void MyEllipse(Mat src){
    Point center = Point(src.rows/2, src.cols/2);
    Size size = Size(src.cols/4, src.rows/8);
    Scalar color = Scalar(0, 0, 255);
    
    // 繪制橢圓
    // 第一個參數表示繪圖
    // 第二個參數表示橢圓中心
    // 第三個參數分別表示橫軸, 縱軸長度,用Size類型表示
    // 第四個參數表示順時針傾斜角度
    // 第五,六個參數表示從左上角逆時針開始繪制,繪制多少角度
    ellipse(src, center, size, 30, 0, 360, color, LINE_8);
}

// 繪制圓
void MyCircle(Mat src){
    Scalar color = Scalar(0, 0, 255);
    Point center = Point(src.rows/4, src.cols/2);
    int radius = 100;

    // 繪制圓
    circle(src, center, radius, color, 2, LINE_8);
}

// 繪制多邊形
void MyPolygon(Mat src){

    Point pts[1][5];
    pts[0][0] = Point(100, 100);
    pts[0][1] = Point(100, 200);
    pts[0][2] = Point(200, 200);
    pts[0][3] = Point(200, 100);
    pts[0][4] = Point(100, 100);
    const Point* ppts[] = {pts[0]};
    int npt[] = {5};

    Scalar color = Scalar(255, 0, 255);

    // 繪制多邊形
    fillPoly(src, ppts, npt, 1, color, LINE_8);
}

// 隨機畫線
void RandomLineDemo(Mat src){
    // 新的圖像
    Mat dst = Mat::zeros(src.size(), src.type());

    RNG rng(12345);
    Point pt1;
    Point pt2;

    namedWindow("dst", WINDOW_AUTOSIZE);
    for (int i = 0; i < 10000000; i++){
        pt1.x = rng.uniform(0, src.cols);
        pt2.x = rng.uniform(0, src.cols);

        pt1.y = rng.uniform(0, src.rows);
        pt2.y = rng.uniform(0, src.rows);

        Scalar color = Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255));  // 隨機產生顏色
        // 停止條件
        if (waitKey(50) > 0) {
            break;
        }

        line(dst, pt1, pt2, color, 1, LINE_8);
        imshow("dst", dst);

    }
}