OpenCV—学习基本绘图

文章目录

• ​​第4章：OpenCV数据结构与基本绘图（续）​​

• ​​二、常用数据结构和函数​​

• ​​3、尺寸的表示：Size类​​
• ​​4、矩形的表示：Rect()类​​
• ​​5、颜色空间转换：cvColor()函数​​

• ​​三、基本图形的绘制（通过几个函数学习，绘制图形）​​

• ​​1、DrawEllipse()函数的写法（椭圆）​​
• ​​2、DrawFilledCircle()函数的写法（实心圆）​​
• ​​3、DrawPolygon()函数的写法（凹边形）​​
• ​​4、DrawLine()函数的写法（线段）​​
• ​​5、main函数的写法​​
• ​​效果展示图：​​

第4章：OpenCV数据结构与基本绘图（续）

二、常用数据结构和函数

3、尺寸的表示：Size类

Size类的相关源代码：

typedef Size_<int> Size2i;//给Size_<int>起个名字为Size2i
typedef Size2i Size;//给已知Size2i起个新名字Size

说明：Size_是一个模板类，Size _< int>表示其类体内部的模板代表的类型为int。

Size_模版类的定义：

示例：

Size(5,5);//构造出Size宽度和高度都为5

4、矩形的表示：Rect()类

说明：Rect类的成员变量有x，y，width，height，分别为左上角点的坐标和矩形的宽和高。（1）常用的成员函数：

• Size()：返回值为Size；
• area()：返回矩形的面积；
• contains(Point)：判断点是否在矩形内；
• inside(Rect)：判断矩形是否在该矩形内
• tl()：返回左上角坐标
• br()：返回右下角点坐标

（2）求矩阵的交集和并集

Rect rect = rect1 & rect2;//交集
Rect rect = rect1 | rect2;//并集

（3）矩形平移操作

Rect rectShift = rect+point;

（4）矩形缩放操作

Rect rectScale=rect+size;

5、颜色空间转换：cvColor()函数

说明：cvColor()函数是OpenCV颜色空间转换函数，可以实现RGB颜色向HSV、HSI颜色空间转换，也可以转换灰度图。

补充：HSV：颜色空间，也称六角锥体模型。

颜色参数：

• 色调(H)：用角度度量，取值范围为0°～360°，从红色开始按逆时针方向计算，红色为0°，绿色为120°,蓝色为240°。它们的补色是：黄色为60°，青色为180°,紫色为300°；
• 饱和度(S)：光谱色的白光成分为0，饱和度达到最高。通常取值范围为0%～100%，值越大，颜色越饱和。
• 明度(V)：明度表示颜色明亮的程度，对于​​光源色​​​，明度值与发光体的​​光亮度​​​有关；对于物体色，此值和物体的透射比或​​反射比​​有关。通常取值范围为0%（黑）到100%（白）。

原型如下：

void cvtColor(InputArray src,OutputArray dst,int code,int dstCn=0);

• 第一个参数：输入图像。
• 第二个参数：输出图像
• 第三个参数：颜色空间转换标识符
• 第四个参数：目标图像的通道数，参数为0，表示目标图像取源图像的通道数

//调用示例
cvColor(srcImage,dstImage,COLOR_GRAY2BGR);//原始图转换灰度图

下面是标识符列举表：
注意OpenCV默认通道存储顺序是BGR，不是RGB
宏（Macro）：是一种批量处理的，就是一些命令组织在一起，作为一个单独命令完成一个特定任务。

示例演示：演示空间转换

//#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
//#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main()
{
  //载入图片
  Mat srcImage = imread("dota.jpg", 1);
  Mat dstImage;
  //转换颜色空间
  cvtColor(srcImage, dstImage, COLOR_BGR2Lab);
  //显示效果图
  imshow("效果图",dstImage);
  waitKey(0);
}

三、基本图形的绘制（通过几个函数学习，绘制图形）

1、DrawEllipse()函数的写法（椭圆）

说明：函数DrawEIIipse调用了OpenCV中的ellipse函数，将椭圆画到图形img上，椭圆中心为点（WINDOW_WIDTH/2.0,WINDOW_WIDTH/2.0)，并且大小位于矩形（WINDOW_WIDTH/4.0,WINDOW_WIDTH/16.0）内。椭圆旋转角度为angle,扩展的弧度从0度到360度。图形颜色为Scalar(255,129,0)代表蓝色，线宽(thickness)为2，线型(lineType)为8；

void DrawEllipse(Mat img, double angel)
{
  /*
    自定义绘制函数，实现绘制不同角度，相同尺寸的椭圆
  */
  int thickness = 2;
  int lineType = 8;
  ellipse(img,
    Point(WINDOW_WIDTH / 2.0, WINDOW_WIDTH / 2.0),
    Size(WINDOW_WIDTH / 4, WINDOW_WIDTH / 16),
    angel,
    0,
    360,
    Scalar(255, 129, 0),
    thickness,
    lineType
  );
}

2、DrawFilledCircle()函数的写法（实心圆）

说明：DrawFilledCircle() 调用了circle函数，将圆画到图像img上，圆心由点center定义，圆的半径为WINDO_WIDTH/32,圆的颜色为Scalar（0，0，255），按BGR的格式为红色，线粗定义为thickness=-1,绘制的圆是实心的。

void DrawFilledCircle(Mat img, Point center)
{
  int thickness = -1;
  int lineType = 8;
  circle(
    img,
    center,
    WINDOW_WIDTH / 32,
    Scalar(0, 0, 255),
    thickness,
    lineType
  );
}

3、DrawPolygon()函数的写法（凹边形）

说明：函数DrawPolygon调用了opencv中的fillPoly函数，用于将多边形画到图形img上，多边形的顶点集为ppt，要绘制的多边形顶点数目为npt,绘制的多边形数量为1，多边形的颜色定义为白色（255，255，255）。

/*
  实现凹边形的绘制
*/
void DrawPolygon(Mat img)
{
  int lineType = 8;
  //创建一些点
  Point rookPoints[1][20];
  rookPoints[0][0] = Point(WINDOW_WIDTH / 4, 7 * WINDOW_WIDTH / 8);
  rookPoints[0][1] = Point(3*WINDOW_WIDTH / 4, 7 * WINDOW_WIDTH / 8);
  rookPoints[0][2] = Point(3*WINDOW_WIDTH / 4, 13 * WINDOW_WIDTH / 16);
  rookPoints[0][3] = Point(11*WINDOW_WIDTH / 16, 13 * WINDOW_WIDTH / 16);
  rookPoints[0][4] = Point(19*WINDOW_WIDTH / 32, 3 * WINDOW_WIDTH / 8);
  rookPoints[0][5] = Point(3*WINDOW_WIDTH / 4, 3 * WINDOW_WIDTH / 8);
  rookPoints[0][6] = Point(3*WINDOW_WIDTH / 4, WINDOW_WIDTH / 8);
  rookPoints[0][7] = Point(26*WINDOW_WIDTH / 40, WINDOW_WIDTH / 8);
  rookPoints[0][8] = Point(26*WINDOW_WIDTH / 40, WINDOW_WIDTH / 4);
  rookPoints[0][9] = Point(22*WINDOW_WIDTH / 40, 7 * WINDOW_WIDTH / 4);
  rookPoints[0][10] = Point(22*WINDOW_WIDTH / 40, 7 * WINDOW_WIDTH / 8);
  rookPoints[0][11] = Point(18*WINDOW_WIDTH / 40, WINDOW_WIDTH / 8);
  rookPoints[0][12] = Point(18*WINDOW_WIDTH / 40, WINDOW_WIDTH / 4);
  rookPoints[0][13] = Point(13*WINDOW_WIDTH / 40, WINDOW_WIDTH / 4);
  rookPoints[0][14] = Point(14*WINDOW_WIDTH / 40, WINDOW_WIDTH / 8);
  rookPoints[0][15] = Point(WINDOW_WIDTH / 4,  WINDOW_WIDTH / 8);
  rookPoints[0][16] = Point(WINDOW_WIDTH / 4, 3 * WINDOW_WIDTH / 8);
  rookPoints[0][17] = Point(13*WINDOW_WIDTH / 32, 3 * WINDOW_WIDTH / 8);
  rookPoints[0][18] = Point(5*WINDOW_WIDTH / 16, 13 * WINDOW_WIDTH / 16);
  rookPoints[0][19] = Point(WINDOW_WIDTH / 4, 13 * WINDOW_WIDTH / 16);
  const Point*ppt[1] = { rookPoints[0] };
  int npt[] = { 20 };
  fillPoly(
    img,
    ppt,
    npt,
    1,
    Scalar(255, 255, 255),
  lineType
    );

}

4、DrawLine()函数的写法（线段）

说明：DrawLine函数调用opencv中的line函数，用于在图像Img上画一条从star到end的直线段，线的颜色为Scalar(0,0,0)代表黑色，线的粗细thickness为2，且此线为8联通。

/*
  实现线的绘制
*/
void DrawLine(Mat img, Point start, Point end)
{
  int thickness = 2;
  int lineType = 8;
  line(
    img,
    start,
    end,
    Scalar(0, 0, 0),
    thickness,
    lineType
  );
}

5、main函数的写法

int main()
{
  
  //创建空白的Mat图像
  Mat atomImage = Mat::zeros(WINDOW_WIDTH, WINDOW_WIDTH, CV_8UC3);
  Mat rookImage = Mat::zeros(WINDOW_WIDTH, WINDOW_WIDTH, CV_8UC3);
  
  //------------------绘制化学中的原子示例图

  //1、先绘制椭圆
  DrawEllipse(atomImage, 90);
  DrawEllipse(atomImage, 0);
  DrawEllipse(atomImage, 45);
  DrawEllipse(atomImage, -45);

  //2、再绘制圆心
  DrawFilledCircle(atomImage, Point(WINDOW_WIDTH / 2, WINDOW_WIDTH / 2));

  //---------------绘制组合图
  
  //先绘制椭圆
  DrawPolygon(rookImage);

  //绘制矩形
  rectangle(rookImage, Point(0, 7 * WINDOW_WIDTH / 8), Point(WINDOW_WIDTH, WINDOW_WIDTH), Scalar(0, 0, 255), -1, 8);

  //绘制一些线段
  DrawLine(rookImage, Point(0, 15 * WINDOW_WIDTH / 16), Point(WINDOW_WIDTH, 15 * WINDOW_WIDTH / 16));
  DrawLine(rookImage, Point(WINDOW_WIDTH/4, 7 * WINDOW_WIDTH /8), Point(WINDOW_WIDTH/4, WINDOW_WIDTH));
  DrawLine(rookImage, Point(WINDOW_WIDTH/2, 7 * WINDOW_WIDTH / 8), Point(WINDOW_WIDTH/2, 15 * WINDOW_WIDTH));
  DrawLine(rookImage, Point(3*WINDOW_WIDTH/4, 7* WINDOW_WIDTH / 8), Point(3*WINDOW_WIDTH/4,  WINDOW_WIDTH));


  //-------显示绘制图像
  imshow(WINDOW_NAME1, atomImage);
  moveWindow(WINDOW_NAME1,0,200);//改变窗口大小和位置
  imshow(WINDOW_NAME2, rookImage);
  moveWindow(WINDOW_NAME2, WINDOW_WIDTH, 200);
  waitKey(0);
  return 0;
}

效果展示图：

我会在下一篇博客举一反三的利用这些代码创造一些自己学的图形，也会把完整代码分享出来。