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OpenCV绘制图形

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1、绘制直线

绘制直线函数是cv::line，函数完整形式如下

void line(InputOutputArray img, Point pt1, Point pt2, const Scalar& color, int thickness = 1, int lineType = LINE_8, int shift = 0);
/*
@param img 图像
@param pt1 线段端点1
@param pt2 线段端点2
@param color 线段颜色
@param thickness 线宽
@param lineType 线的类型
@param shift 点坐标的小数位偏移
*/

color可以使用cv::Scalar构造，但是传入参数的顺序是BGR，使用CV_RGB宏更直观，以RGB顺序传入；

lineType取值有LINE_4、LINE_8和LINE_AA，分别表示4连接线，8连接线，抗锯齿线，是以不同的算法产生直线（也可以是FILLED=-1，直接填充）；

shift是指点坐标的二进制表示的位偏移，每加1坐标值减一半，实验的结果，不知道理解的对不对，使用默认值0就可以了；

在两个点之间绘制线宽为1的红色直线定义为一个函数

void DrawLine(const cv::Mat& destImg, const cv::Point& pt1, const cv::Point& pt2)
{
    cv::line(destImg, pt1, pt2, CV_RGB(255, 0, 0), 1);
}

下面的实例在鼠标两次点击位置中间画一根直线，绘制完成可以按Enter键保存图像。

cv::Mat g_originImage;//原始图像
cv::Mat g_editImage;//编辑的图像
std::vector<cv::Point> g_editPoints;//正在绘制的图形的点
std::vector<std::vector<cv::Point>> g_lines;//所有的线段
 
void RedrawAllLines()
{
    g_originImage.copyTo(g_editImage);//恢复背景图像
    for (int i = 0; i < g_lines.size(); i++)
    {
        if (g_lines[i].size() >= 2)
        {
            DrawLine(g_editImage,g_lines[i][0], g_lines[i][1]);
        }
    }
}
void OnDrawLineMouseEvent(int event, int x, int y, int flags, void* userdata)
{
    if (event == cv::EVENT_LBUTTONDOWN)
    {
        if (g_editPoints.size() > 0)
        {
            //在第二个点按下鼠标之后添加到线段列表中，并重绘图像
            g_editPoints.push_back(cv::Point(x, y));
            g_lines.push_back(g_editPoints);
            RedrawAllLines();
            g_editPoints.clear();
            imshow("image", g_editImage);
        }
        else
        {
            g_editPoints.push_back(cv::Point(x, y));//第一个点
        }
    }
    else if (event == cv::EVENT_MOUSEMOVE)
    {
        if (g_editPoints.size() > 0)
        {
            //鼠标移动中，绘制到鼠标位置的直线，但鼠标当前点不加入到g_editPoints中
            RedrawAllLines();
            DrawLine(g_editImage,g_editPoints[g_editPoints.size() - 1], cv::Point(x, y));
            imshow("image", g_editImage);
        }
    }
}
 
int main(int argc, char **arv)
{
    g_originImage = cv::imread("walkers.jpg");
    g_originImage.copyTo(g_editImage);
    cv::namedWindow("image");
    imshow("image", g_editImage);
    cv::setMouseCallback("image", OnDrawLineMouseEvent);
    int key = cv::waitKey(0);
    while (key != 27)
    {
        if (key == 13)
        {
            cv::imwrite("testsave.png", g_editImage);
        }
        key = cv::waitKey(0);
    }
    return 0;
}

2、绘制圆

绘制圆的函数cv::circle

void circle(InputOutputArray img, Point center, int radius,const Scalar& color, int thickness = 1,int lineType = LINE_8, int shift = 0);
/*
@param img 图像
@param center 圆心
@param radius 半径
@param color 线颜色
@param thickness 线宽，如果小于0则填充圆
@param lineType 线类型
@param shift 圆心和半径值的位偏移
*/

以两个点画一个圆，第一个点为圆心，两点距离为圆半径，定义为一个函数DrawCircle

void DrawCircle(const cv::Mat& destImg, const cv::Point& pt1, const cv::Point& pt2)
{
    cv::Point deltaPt = pt2 - pt1;
    float radius = cv::sqrt(deltaPt.x*deltaPt.x + deltaPt.y*deltaPt.y);
    cv::circle(destImg, pt1, radius, CV_RGB(255, 0, 0), 1);
}

以下示例实现鼠标点击两次绘制如上的一个圆，main函数与画直线一样，只要将鼠标事件回调改成OnDrawCircleMouseEvent

std::vector<std::vector<cv::Point>> g_circles;//所有的圆
 
void RedrawAllCircles()
{
    g_originImage.copyTo(g_editImage);//恢复背景图像
    for (int i = 0; i < g_circles.size(); i++)
    {
        if (g_circles[i].size() >= 2)
        {
            DrawCircle(g_editImage, g_circles[i][0], g_circles[i][1]);
        }
    }
}
void OnDrawCircleMouseEvent(int event, int x, int y, int flags, void* userdata)
{
    if (event == cv::EVENT_LBUTTONDOWN)
    {
        if (g_editPoints.size() > 0)
        {
            g_editPoints.push_back(cv::Point(x, y));
            g_circles.push_back(g_editPoints);
            RedrawAllCircles();
            g_editPoints.clear();
            imshow("image", g_editImage);
        }
        else
        {
            g_editPoints.push_back(cv::Point(x, y));//第一个点
        }
    }
    else if (event == cv::EVENT_MOUSEMOVE)
    {
        if (g_editPoints.size() > 0)
        {
            RedrawAllCircles();
            DrawCircle(g_editImage, g_editPoints[g_editPoints.size() - 1], cv::Point(x, y));
            imshow("image", g_editImage);
        }
    }
}

3、绘制椭圆

绘制椭圆的函数cv::ellipse，有两种形式，其中一个定义如下

void ellipse(InputOutputArray img, const RotatedRect& box, const Scalar& color,int thickness = 1, int lineType = LINE_8);
/*
@param img 图像
@param box 可以调整旋转角度的矩形
@param color 线颜色
@param thickness 线宽，如果小于0则填充椭圆
@param lineType 线类型
*/

以两个点组成的矩形内画一个椭圆，定义为函数DrawEllipse，这里不考虑矩形的旋转，固定为0

void DrawEllipse(const cv::Mat& destImg, const cv::Point& pt1, const cv::Point& pt2)
{
    cv::Point2f center = cv::Point2f((pt1.x + pt2.x) / 2.0, (pt1.y + pt2.y) / 2.0);
    cv::Point2f size = cv::Point2f(cv::abs(pt2.x - pt1.x), cv::abs(pt2.y - pt1.y));
    cv::ellipse(destImg,cv::RotatedRect(center, size, 0),CV_RGB(255, 0, 0), 1);
}

以下示例实现在鼠标两次点击位置中间画一个椭圆，main函数与画直线一样，将鼠标事件回调改成OnDrawEllipseMouseEvent

std::vector<std::vector<cv::Point>> g_ellipses;//所有的椭圆
void RedrawAllEllipses()
{
    g_originImage.copyTo(g_editImage);//恢复背景图像
    for (int i = 0; i < g_ellipses.size(); i++)
    {
        if (g_ellipses[i].size() >= 2)
        {
            DrawEllipse(g_editImage, g_ellipses[i][0], g_ellipses[i][1]);
        }
    }
}
void OnDrawEllipseMouseEvent(int event, int x, int y, int flags, void* userdata)
{
    if (event == cv::EVENT_LBUTTONDOWN)
    {
        if (g_editPoints.size() > 0)
        {
            g_editPoints.push_back(cv::Point(x, y));
            g_ellipses.push_back(g_editPoints);
            RedrawAllEllipses();
            g_editPoints.clear();
            imshow("image", g_editImage);
        }
        else
        {
            g_editPoints.push_back(cv::Point(x, y));//第一个点
        }
    }
    else if (event == cv::EVENT_MOUSEMOVE)
    {
        if (g_editPoints.size() > 0)
        {
            RedrawAllEllipses();
            DrawEllipse(g_editImage, g_editPoints[g_editPoints.size() - 1], cv::Point(x, y));
            imshow("image", g_editImage);
        }
    }
}

4、绘制矩形

绘制矩形的函数cv::rectangle，有两种形式，其中一个定义如下

void rectangle(InputOutputArray img, Rect rec,const Scalar& color, int thickness = 1,int lineType = LINE_8, int shift = 0);
/*
@param img 图像
@param rec 矩形坐标
@param color 线颜色
@param thickness 线宽，如果小于0则填充椭圆
@param lineType 线类型
@param shift  点坐标位偏移
*/

在两个点间画一个矩形，定义为函数DrawRectangle

void DrawRectangle(const cv::Mat& destImg, const cv::Point& pt1, const cv::Point& pt2)
{
    cv::rectangle(destImg, cv::Rect(pt1, pt2), CV_RGB(255, 0, 0), 1);
}

以下示例实现在鼠标两次点击位置中间画一个矩形，main函数与画直线一样，将鼠标事件回调改成OnDrawRectangleMouseEvent

 std::vector<std::vector<cv::Point>> g_rectangles;//所有的矩形
void RedrawAllRectangles()
{
    g_originImage.copyTo(g_editImage);//恢复背景图像
    for (int i = 0; i < g_rectangles.size(); i++)
    {
        if (g_rectangles[i].size() >= 2)
        {
            DrawRectangle(g_editImage, g_rectangles[i][0], g_rectangles[i][1]);
        }
    }
}
void OnDrawRectangleMouseEvent(int event, int x, int y, int flags, void* userdata)
{
    if (event == cv::EVENT_LBUTTONDOWN)
    {
        if (g_editPoints.size() > 0)
        {
            g_editPoints.push_back(cv::Point(x, y));
            g_rectangles.push_back(g_editPoints);
            RedrawAllRectangles();
            g_editPoints.clear();
            imshow("image", g_editImage);
        }
        else
        {
            g_editPoints.push_back(cv::Point(x, y));//第一个点
        }
    }
    else if (event == cv::EVENT_MOUSEMOVE)
    {
        if (g_editPoints.size() > 0)
        {
            RedrawAllRectangles();
            DrawRectangle(g_editImage, g_editPoints[g_editPoints.size() - 1], cv::Point(x, y));
            imshow("image", g_editImage);
        }
    }
}

5、绘制多边形轮廓

绘制多边形的函数cv::polylines，有两种形式，其中一个定义如下

void polylines(InputOutputArray img, InputArrayOfArrays pts,bool isClosed, const Scalar& color,int thickness = 1, int lineType = LINE_8, int shift = 0 );
/*
@param img 图像
@param pts 多边形坐标数组
@param isClosed 是否绘制闭合多边形
@param color 线颜色
@param thickness 线宽
@param lineType 线类型
@param shift  点坐标位偏移
*/

这里的pts是一个2维数组，表示多个多边形，以下分别实现绘制多个多边形和单个多边形的函数

void DrawMultiPolys(const cv::Mat& destImg, const std::vector<std::vector<cv::Point>>& points, bool bClose)
{
    cv::polylines(destImg, points, bClose, CV_RGB(255, 0, 0), 1);
}
void DrawOnePoly(const cv::Mat& destImg, const std::vector<cv::Point>& points,bool bClose)
{
    if (points.size() >= 2)
    {
        std::vector<std::vector<cv::Point>> polyPoints;
        polyPoints.push_back(points);
        DrawMultiPolys(destImg,polyPoints,bClose);
    }
}

以下示例实现在鼠标多次点击的位置绘制多边形，main函数与画直线一样，将鼠标事件回调改成OnDrawPolyMouseEvent

std::vector<std::vector<cv::Point>> g_polys;//所有的多边形
void RedrawAllPolys()
{
    g_originImage.copyTo(g_editImage);//恢复背景图像
    DrawMultiPolys(g_editImage,g_polys,true);
}
void OnDrawPolyMouseEvent(int event, int x, int y, int flags, void* userdata)
{
    if (event == cv::EVENT_LBUTTONDOWN)
    {
        if (g_editPoints.size() > 0)
        {
            g_editPoints.push_back(cv::Point(x, y));
            RedrawAllPolys();
            DrawOnePoly(g_editImage, g_editPoints, false);//正在绘制的多边形要单独画，而且不能闭合
            imshow("image", g_editImage);
        }
        else
        {
            g_editPoints.push_back(cv::Point(x, y));//第一个点
        }
    }
    else if (event == cv::EVENT_MOUSEMOVE)
    {
        if (g_editPoints.size() > 0)
        {
            RedrawAllPolys();
            DrawOnePoly(g_editImage,g_editPoints,false);//正在绘制的多边形要单独画，而且不能闭合
            DrawLine(g_editImage, g_editPoints[g_editPoints.size() - 1], cv::Point(x, y));//绘制一根到鼠标位置的直线
            imshow("image", g_editImage);
        }
    }
    else if (event == cv::EVENT_RBUTTONDOWN)
    {
        //右键按下结束多边形绘制，加入到g_polys
        g_polys.push_back(g_editPoints);
        RedrawAllPolys();
        g_editPoints.clear();
        cv::imshow("image", g_editImage);
    }
}

6、绘制填充多边形

绘制填充多边形函数cv::fillPoly，有两种形式，其中一个定义如下

void fillPoly(InputOutputArray img, InputArrayOfArrays pts,const Scalar& color, int lineType = LINE_8, int shift = 0,Point offset = Point() );
/*
@param img 图像
@param pts 多边形坐标数组
@param color 线颜色
@param lineType 线类型
@param shift  点坐标位偏移
@param offset 所有多边形点的偏移
*/

绘制填充多边形与绘制多边形轮廓差不多，只要将polylines换成fillpoly

void DrawMultiPolys(const cv::Mat& destImg, const std::vector<std::vector<cv::Point>>& points)
{
    cv::fillPoly(destImg, points,CV_RGB(255, 0, 0));
}
void DrawOnePoly(const cv::Mat& destImg, const std::vector<cv::Point>& points)
{
    if (points.size() >= 2)
    {
        std::vector<std::vector<cv::Point>> polyPoints;
        polyPoints.push_back(points);
        DrawMultiPolys(destImg,polyPoints);
    }
}

如果将上面的所有功能以一定方式组合起来，就可以在图像上绘制多种形状图形并保存了。

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