详解用OpenCV绘制各类几何图形

摘要：本文详细介绍了OpenCV绘制几何图形的方法，利用cv2.line()、v2.circle()、cv2.rectangle()、cv2.ellipse()、cv2.polylines()、cv2.putText()函数实现。

本文分享自华为云社区《[Python从零到壹] 三十五.图像处理基础篇之OpenCV绘制各类几何图形》，作者：eastmount。

一.绘制直线

在OpenCV中，绘制直线需要获取直线的起点和终点坐标，调用cv2.line()函数实现该功能。该函数原型如下所示：

• img = line(img, pt1, pt2, color[, thickness[, lineType[, shift]]])
  – img表示需要绘制的那幅图像
  – pt1表示线段第一个点的坐标
  – pt2表示线段第二个点的坐标
  – color表示线条颜色，需要传入一个RGB元组，如(255,0,0)代表蓝色
  – thickness表示线条粗细
  – lineType表示线条的类型
  – shift表示点坐标中的小数位数

下面的代码是绘制一条直线，通过np.zeros()创建一幅黑色图像，接着调用cv2.line()绘制直线，参数包括起始坐标和颜色、粗细。

# -*- coding:utf-8 -*-
# By：Eastmount
import cv2
import numpy as np

#创建黑色图像
img = np.zeros((256,256,3), np.uint8)

#绘制直线
cv2.line(img, (0,0), (255,255), (55,255,155), 5)

#显示图像
cv2.imshow("line", img)

#等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

输出结果如图3-1所示，从坐标（0,0）到（255,255）绘制一条直线，其直线颜色为(55,255,155)，粗细为5。

二.绘制矩形

在OpenCV中，绘制矩形通过cv2.rectangle()函数实现，该函数原型如下所示：

• img = rectangle(img, pt1, pt2, color[, thickness[, lineType[, shift]]])
  – img表示需要绘制的那幅图像
  – pt1表示矩形的左上角位置坐标
  – pt2表示矩形的右下角位置坐标
  – color表示矩形的颜色
  – thickness表示边框的粗细
  – lineType表示线条的类型
  – shift表示点坐标中的小数位数

下面的代码是绘制一个矩形，通过np.zeros()创建一幅黑色图像，接着调用cv2.rectangle()绘制矩形。

# -*- coding:utf-8 -*-
# By：Eastmount
import cv2
import numpy as np

#创建黑色图像
img = np.zeros((256,256,3), np.uint8)

#绘制矩形
cv2.rectangle(img, (20,20), (150,250), (255,0,0), 2)

#显示图像
cv2.imshow("rectangle", img)

#等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

输出结果如图3-2所示，从左上角坐标为（20,20），右下角坐标为（150,250），绘制的矩形颜色为蓝色（255,0,0），粗细为2。

三.绘制圆形

在OpenCV中，绘制矩形通过cv2.rectangle()函数实现，该函数原型如下所示：

• img = circle(img, center, radius, color[, thickness[, lineType[, shift]]])
  – img表示需要绘制圆的图像
  – center表示圆心坐标
  – radius表示圆的半径
  – color表示圆的颜色
  – thickness如果为正值，表示圆轮廓的厚度；负厚度表示要绘制一个填充圆
  – lineType表示圆的边界类型
  – shift表示中心坐标和半径值中的小数位数

下面代码是绘制一个圆形。

# -*- coding:utf-8 -*-
# By：Eastmount
import cv2
import numpy as np

#创建黑色图像
img = np.zeros((256,256,3), np.uint8)

#绘制圆形
cv2.circle(img, (100,100), 50, (255,255,0), 4)

#显示图像
cv2.imshow("circle", img)

#等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

输出结果如图3-3所示，它在圆形为（100,100）的位置，绘制了一个半径为50，颜色为（255,255,0）、粗细为4的圆。

注意，如果将粗细设置为“-1”，则绘制的圆为实心，如图3-4所示。

• cv2.circle(img, (100,100), 50, (255,255,0), -1)

四.绘制椭圆

在OpenCV中，绘制椭圆比较复杂，要多输入几个参数，如中心点的位置坐标，长轴和短轴的长度，椭圆沿逆时针方向旋转的角度等。cv2.ellipse()函数原型如下所示：

• img = ellipse(img, center, axes, angle, startAngle, endAngle, color[, thickness[, lineType[, shift]]])
  – img表示需要绘制椭圆的图像
  – center表示椭圆圆心坐标
  – axes表示轴的长度（短半径和长半径）
  – angle表示偏转的角度（逆时针旋转）
  – startAngle表示圆弧起始角的角度（逆时针旋转）
  – endAngle表示圆弧终结角的角度（逆时针旋转）
  – color表示线条的颜色
  – thickness如果为正值，表示椭圆轮廓的厚度；负值表示要绘制一个填充椭圆
  – lineType表示圆的边界类型
  – shift表示中心坐标和轴值中的小数位数

下面是绘制一个椭圆的代码。

# -*- coding:utf-8 -*-
# By：Eastmount
import cv2
import numpy as np

#创建黑色图像
img = np.zeros((256,256,3), np.uint8)

#绘制椭圆
#椭圆中心(120,100) 长轴和短轴为(100,50)
#偏转角度为20
#圆弧起始角的角度0 圆弧终结角的角度360
#颜色(255,0,255) 线条粗细2
cv2.ellipse(img, (120, 100), (100, 50), 20, 0, 360, (255, 0, 255), 2)

#显示图像
cv2.imshow("ellipse", img)

#等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

输出结果如图3-5所示，其椭圆中心为（120,100），长轴为100，短轴为50，偏转角度为20，圆弧起始角的角度为0，圆弧终结角的角度为360，表示一个完整的椭圆。绘制的颜色为(255,0,255)，粗细为2。

五.绘制多边形

在OpenCV中，调用cv2.polylines()函数绘制多边形，它需要指定每个顶点的坐标，通过这些点构建多边形，其函数原型如下所示：

• img = polylines(img, pts, isClosed, color[, thickness[, lineType[, shift]]])
  – img表示需要绘制的图像
  – center表示多边形曲线阵列
  – isClosed表示绘制的多边形是否闭合，False表示不闭合
  – color表示线条的颜色
  – thickness表示线条粗细
  – lineType表示边界类型
  – shift表示顶点坐标中的小数位数

下面是绘制一个多边形的代码。

# -*- coding:utf-8 -*-
# By：Eastmount
import cv2
import numpy as np

#创建黑色图像
img = np.zeros((256,256,3), np.uint8)

#绘制多边形
pts = np.array([[10,80], [120,80], [120,200], [30,250]])
cv2.polylines(img, [pts], True, (255, 255, 255), 5)

#显示图像
cv2.imshow("ellipse", img)

#等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

输出结果如图3-6所示，绘制的多边形为白色的闭合图形。

下面的代码是绘制一个五角星多边形。

# -*- coding:utf-8 -*-
# By：Eastmount
import cv2
import numpy as np

#创建黑色图像
img = np.zeros((512,512,3), np.uint8)

#绘制多边形
pts = np.array([[50, 190], [380, 420], [255, 50], [120, 420], [450, 190]])
cv2.polylines(img, [pts], True, (0, 255, 255), 10)

#显示图像
cv2.imshow("ellipse", img)

#等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

输出结果如图3-7所示，它将五个顶点左边分别连接起来，构成了一个黄色的五角星。

六.绘制文字

在OpenCV中，调用cv2.putText()函数添加对应的文字，其函数原型如下所示：

• img = putText(img, text, org, fontFace, fontScale, color[, thickness[, lineType[, bottomLeftOrigin]]])
  – img表示要绘制的图像
  – text表示要绘制的文字
  – org表示要绘制的位置，图像中文本字符串的左下角
  – fontFace表示字体类型，具体查看see cv::HersheyFonts
  – fontScale表示字体的大小，计算为比例因子乘以字体特定的基本大小
  – color表示字体的颜色
  – thickness表示字体的粗细
  – lineType表示边界类型
  – bottomLeftOrigin如果为真，则图像数据原点位于左下角，否则它在左上角

下面是绘制文字的代码。

# -*- coding:utf-8 -*-
# By：Eastmount
import cv2
import numpy as np

#创建黑色图像
img = np.zeros((256,256,3), np.uint8)

#绘制文字
font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
cv2.putText(img, 'I love Python!I love Huawei!',
            (10, 100), font, 0.5, (255, 255, 0), 2)

#显示图像
cv2.imshow("polylines", img)

#等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

输出结果如图3-8所示，绘制的文字为“I love Python!I love Huawei!”。

七.总结

本文详细介绍了OpenCV绘制几何图形的方法，利用cv2.line()、v2.circle()、cv2.rectangle()、cv2.ellipse()、cv2.polylines()、cv2.putText()函数实现。初学者通过这篇文章将了解基础图形绘制的基础用法，为后续应用提供帮助。同时，建议读者结合这篇文章实现一个画图软件，您可以吗？

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