Opencv 绘制线段、矩形、圆形、多边形操作

1、前言

OpenCV提供了许多用于绘制图形的方法

包括绘制线段的line()方法、绘制矩形的 rectangle()方法、绘制圆形的 circle()方法、绘制多边形的 polylines()方法和绘制文字的 putText()方法

本章将依次对上述各个方法进行讲解，并作出相应实验。

因为 OpenCV 中的颜色值是一个列表(例如,(0,0,255)等)，所以 color=np.random.randint(0,high=256,size=(3,)).tolist()中的“.tolist()”不能被忽略，否则运行程序时会发生错误。

2、绘制线段

opencv 绘制线段为line() 方法

2.1 函数介绍

函数为下，可以绘制彩色的线段

由于 OpenCV默认的通道顺序是B→G→R，因此将使用(0,0,255)表示红色

2.2 实验代码

绘制下面的图像：

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

# np.zeros()：创建了一个画布
# (300, 300, 3)：一个300 x 300，具有3个颜色空间（即Red、Green和Blue）的画布
# np.uint8：OpenCV中的灰度图像和RGB图像都是以uint8存储的，因此这里的类型也是uint8
canvas = np.zeros((300, 300, 3), np.uint8)
# 在画布上，绘制一条起点坐标为(50, 50)、终点坐标为(250, 50)，蓝色的，线条宽度为5的线段
canvas = cv2.line(canvas, (50, 50), (250, 50), (255, 0, 0), 5)
# 在画布上，绘制一条起点坐标为(50, 150)、终点坐标为(250, 150)，绿色的，线条宽度为10的线段
canvas = cv2.line(canvas, (50, 150), (250, 150), (0, 255, 0), 10)
# 在画布上，绘制一条起点坐标为(50, 250)、终点坐标为(250, 250)，红色的，线条宽度为15的线段
canvas = cv2.line(canvas, (50, 250), (250, 250), (0, 0, 255), 15)
# 在画布上，绘制一条起点坐标为(150, 50)、终点坐标为(150, 250)，黄色的，线条宽度为20的线段
canvas = cv2.line(canvas, (150, 50), (150, 250), (0, 255, 255), 20)
cv2.imshow("Lines", canvas) # 显示画布
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

展示：

3、绘制矩形

opencv 绘制线段为 rectangle() 方法

3.1 函数介绍

函数如下：

3.2 实验代码

代码：

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

# np.zeros()：创建了一个画布
# (300, 300, 3)：一个300 x 300，具有3个颜色空间（即Red、Green和Blue）的画布
# np.uint8：OpenCV中的灰度图像和RGB图像都是以uint8存储的，因此这里的类型也是uint8
canvas = np.zeros((300, 300, 3), np.uint8)
# 在画布上绘制一个左上角坐标为(50,50)，右下角坐标为(200,150)，青色的，线条宽度为20的矩形边框
canvas = cv2.rectangle(canvas, (50, 50), (200, 150), (255, 255, 0), 20)
cv2.imshow("Rectangle", canvas) # 显示画布
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

展示：

绘制正方形：

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

# np.zeros()：创建了一个画布
# (300, 300, 3)：一个300 x 300，具有3个颜色空间（即Red、Green和Blue）的画布
# np.uint8：OpenCV中的灰度图像和RGB图像都是以uint8存储的，因此这里的类型也是uint8
canvas = np.zeros((300, 300, 3), np.uint8)
# 绘制一个左上角坐标为(50,50)，右下角坐标为(250,250)，红色的，线条宽度为40的正方形边框
canvas = cv2.rectangle(canvas, (50, 50), (250, 250), (0, 0, 255), 40)
# 绘制一个左上角坐标为(90,90)，右下角坐标为(210,210)，绿色的，线条宽度为30的正方形边框
canvas = cv2.rectangle(canvas, (90, 90), (210, 210), (0, 255, 0), 30)
# 绘制一个左上角坐标为(120,120)，右下角坐标为(180,180)，蓝色的，线条宽度为20的正方形边框
canvas = cv2.rectangle(canvas, (120, 120), (180, 180), (255, 0, 0), 20)
# 绘制一个左上角坐标为(140,140)，右下角坐标为(160,160)，黄色的实心正方形
canvas = cv2.rectangle(canvas, (140, 140), (160, 160), (0, 255, 255), -1)
cv2.imshow("Square", canvas) # 显示画布
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

展示：

4、绘制圆形

opencv 绘制线段为circle() 方法

4.1 函数介绍

函数如下：

4.2 实验代码

绘制红绿灯：

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

# np.zeros()：创建了一个画布
# (100, 300, 3)：一个100 x 300，具有3个颜色空间（即Red、Green和Blue）的画布
# np.uint8：OpenCV中的灰度图像和RGB图像都是以uint8存储的，因此这里的类型也是uint8
canvas = np.zeros((100, 300, 3), np.uint8)
# 在画布上，绘制一个圆心坐标为(50, 50)，半径为40，红色的实心圆形
canvas = cv2.circle(canvas, (50, 50), 40, (0, 0, 255), -1)
# 在画布上，绘制一个圆心坐标为(150, 50)，半径为40，黄色的实心圆形
canvas = cv2.circle(canvas, (150, 50), 40, (0, 255, 255), -1)
# 在画布上，绘制一个圆心坐标为(250, 50)，半径为40，绿色的实心圆形
canvas = cv2.circle(canvas, (250, 50), 40, (0, 255, 0), -1)
cv2.imshow("TrafficLights", canvas) # 显示画布
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

绘制同心圆代码：

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

# np.zeros()：创建了一个画布
# (300, 300, 3)：一个300 x 300，具有3个颜色空间（即Red、Green和Blue）的画布
# np.uint8：OpenCV中的灰度图像和RGB图像都是以uint8存储的，因此这里的类型也是uint8
canvas = np.zeros((300, 300, 3), np.uint8)
# shape[1]表示画布的宽度，center_X表示圆心的横坐标
# 圆心的横坐标等于画布的宽度的一半
center_X = int(canvas.shape[1] / 2)
# shape[0]表示画布的高度，center_X表示圆心的纵坐标
# 圆心的纵坐标等于画布的高度的一半
center_Y = int(canvas.shape[0] / 2)
# r表示半径；其中，r的值分别为0、30、60、90和120
for r in range(0, 150, 30):
    # 绘制一个圆心坐标为(center_X, center_Y)，半径为r，绿色的，线条宽度为5的圆形
    cv2.circle(canvas, (center_X, center_Y), r, (0, 255, 0), 5)
cv2.imshow("Circles", canvas) # 显示画布
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

绘制随机圆：

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

# np.zeros()：创建了一个画布
# (300, 300, 3)：一个300 x 300，具有3个颜色空间（即Red、Green和Blue）的画布
# np.uint8：OpenCV中的灰度图像和RGB图像都是以uint8存储的，因此这里的类型也是uint8
canvas = np.zeros((300, 300, 3), np.uint8)
# 通过循环绘制27个实心圆
for numbers in range(0, 28):
    # 获得随机的圆心横坐标，这个横坐标在[0, 299]范围内取值
    center_X = np.random.randint(0, high = 300)
    # 获得随机的圆心纵坐标，这个纵坐标在[0, 299]范围内取值
    center_Y = np.random.randint(0, high = 300)
    # 获得随机的半径，这个半径在[11, 70]范围内取值
    radius = np.random.randint(11, high = 71)
    # 获得随机的线条颜色，这个颜色由3个在[0, 255]范围内的随机数组成的列表表示
    color = np.random.randint(0, high = 256, size = (3,)).tolist()
    # 绘制一个圆心坐标为(center_X, center_Y)，半径为radius，颜色为color的实心圆形
    cv2.circle(canvas, (center_X, center_Y), radius, color, -1)
cv2.imshow("Circles", canvas) # 显示画布
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

5、绘制多边形

opencv 绘制线段为ploylines() 方法

5.1 函数介绍

函数如下：

5.2 实验代码

代码：

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

# np.zeros()：创建了一个画布
# (300, 300, 3)：一个300 x 300，具有3个颜色空间（即Red、Green和Blue）的画布
# np.uint8：OpenCV中的灰度图像和RGB图像都是以uint8存储的，因此这里的类型也是uint8
canvas = np.zeros((300, 300, 3), np.uint8)
# 按顺时针给出等腰梯形4个顶点的坐标
# 这4个顶点的坐标构成了一个大小等于“顶点个数 * 1 * 2”的数组
# 这个数组的数据类型为np.int32
pts = np.array([[100, 50], [200, 50], [250, 250], [50, 250]], np.int32)
# 在画布上根据4个顶点的坐标，绘制一个闭合的，红色的，线条宽度为5的等腰梯形边框
canvas = cv2.polylines(canvas, [pts], True, (0, 0, 255), 5)
cv2.imshow("Polylines", canvas) # 显示画布
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

6、绘制动态图形

代码：

import cv2
import time
import numpy as np

width, height = 200, 200  # 画面的宽和高
r = 20  # 圆半径
x = r + 20  # 圆心和坐标起始坐标
y = r + 100  # 圆形纵坐标起始坐标
x_offer = y_offer = 4  # 每一帧的移动速度

while cv2.waitKey(1) == -1:  # 按下任何按键之后
    if x > width - r or x < r:  # 如果圆的横坐标超出边界
        x_offer *= -1  # 横坐标速度取相反值
    if y > height - r or y < r:  # 如果圆的纵坐标超出边界
        y_offer *= -1  # 纵坐标速度取相反值
    x += x_offer  # 圆心按照横坐标速度移动
    y += y_offer  # 圆心按照纵坐标速度移动
    img = np.ones((width, height, 3), np.uint8) * 255  # 绘制白色背景面板
    cv2.circle(img, (x, y), r, (255, 0, 0), -1)  # 绘制圆形
    cv2.imshow("img", img)  # 显示图像
    time.sleep(1 / 60)  # 休眠1/60秒，也就是秒60帧

cv2.destroyAllWindows()  # 释放所有窗体