19.java openCV4.x 入门-Imgproc之图形绘制

本文主要是介绍19.java openCV4.x 入门-Imgproc之图形绘制，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

专栏简介
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本节内容比较简单，但是很重要

一、直线绘制

  线段被图像边界裁剪。对于非抗锯齿的整数坐标线，使用8-连接或4-连接的Bresenham算法。粗线以圆角结束绘制。抗锯齿线使用高斯滤波器绘制。

字段

LINE_4	使用4点线段。这通常用于表示直线，使用起点和终点坐标
LINE_8	使用8点线段。这提供了更多的控制点，可以用于更精确地表示曲线或直线
LINE_AA	使用抗锯齿线段。抗锯齿技术用于平滑线条的边缘，使其看起来更平滑和自然

1.带箭直线绘制

1.在给定的图像上，从第一个点到第二个点绘制一个箭头线段

arrowedLine(Mat img, Point pt1, Point pt2, Scalar color, int thickness, int line_type, int shift, double tipLength)
参数：
img	要绘制线段的图像
pt1	线段的起始点坐标
pt2	线段的终点坐标
color	线段的颜色
thickness	线段的粗细
line_type	线段的类型。 参见 #LINE_*
shift	坐标点的小数位数
tipLength	箭头尖端的长度与箭头长度之间的关系

        //创建一个图像Mat mat = new Mat(400,400, CvType.CV_8UC3);//设置颜色mat.setTo(new Scalar(0,0,0));// 定义线段的起始点和终点坐标Point pt1 = new Point(50, 50);Point pt2 = new Point(350, 350);// 定义线段的颜色Scalar color = new Scalar(0, 0, 255);int lineType=Imgproc.LINE_AA;Imgproc.arrowedLine(mat,pt1,pt2,color,10, lineType, 0, 0.1);HighGui.imshow("mat",mat);HighGui.waitKey();

结果：

2.普通直线绘制

1.line

1.图像上绘制直线（线段被图像边界裁剪）

line(Mat img, Point pt1, Point pt2, Scalar color, int thickness, int lineType, int shift)
参数：
img	要绘制线段的图像
pt1	线段的起始点坐标
pt2	线段的终点坐标
color	线段的颜色
thickness	线段的粗细
line_type	线段的类型。 参见 #LINE_*
shift	坐标点的小数位数

        //创建矩阵Mat img = new Mat(200,300, CvType.CV_8UC3,new Scalar(0,0,0) );//定义线段开始结束坐标pt1Point pt1 = new Point(20,20);Point pt2 = new Point(100,100);Point pt3 = new Point(150,100);//定义绘制的颜色Scalar scalar= new Scalar(0,255,0);//定义线条粗细int thickness = 2;//定义线条类型int lineType=Imgproc.LINE_AA;//定义点坐标小数位数int shift=0;Imgproc.line(img,pt1,pt2,scalar,thickness,lineType,shift);Imgproc.line(img,pt2,pt3,scalar,thickness,lineType,shift);//显示HighGui.imshow("img",img);HighGui.waitKey();

结果：

2.polylines

1.绘制多段线

polylines(Mat img, java.util.List pts, boolean isClosed, Scalar color, int thickness, int lineType, int shift)
参数：
img	要绘制线段的图像
pts	包含多段线顶点的 java.util.List 对象。每个 MatOfPoint 对象表示多段线的一个单独部分
isClosed	一个布尔值，指示多段线是否闭合。如果为 true，则多段线闭合；如果为 false，则不闭合
color	线段的颜色
thickness	线段的粗细
line_type	线段的类型。 参见 #LINE_*
shift	坐标点的小数位数

 		Mat mat = new Mat(500,500, CvType.CV_8UC3);mat.setTo(new Scalar(255,255,255));List<MatOfPoint> pts = new ArrayList<>();MatOfPoint point = new MatOfPoint();point.fromArray(new Point(50,50),new Point(150,90),new Point(80,180),new Point(250,250));pts.add(point);Imgproc.polylines(mat,pts,false,new Scalar(0,255,0),2,Imgproc.LINE_AA,0);HighGui.imshow("mat",mat);HighGui.waitKey();

二、矩形绘制

1.矩形绘制（填充）

rectangle(Mat img, Point pt1, Point pt2, Scalar color, int thickness, int lineType, int shift)
参数：
img	要绘制线段的图像
pt1	矩形的一个角的坐标
pt2	与 pt1 相对的矩形角的坐标
color	矩形的颜色
thickness	构成矩形的线条的厚度，-1则表示填充矩形
line_type	线段的类型。 参见 #LINE_*
shift	坐标点的小数位数

Mat mat = new Mat(300,300, CvType.CV_8UC3);
mat.setTo(new Scalar(255,255,255));Imgproc.rectangle(mat,new Point(50,50),new Point(250,250),new Scalar(0,250,0),4,Imgproc.LINE_AA,0);HighGui.imshow("mat",mat);
HighGui.waitKey();

结果：

2.矩形绘制（填充）

rectangle(Mat img, Rect rec, Scalar color, int thickness, int lineType, int shift)
参数：
img	要绘制线段的图像
rec	Rect对象，表示矩形的位置和大小
color	矩形的颜色
thickness	构成矩形的线条的厚度，-1则表示填充矩形
line_type	线段的类型。 参见 #LINE_*
shift	坐标点的小数位数

三、圆绘制

1.绘制一个圆

circle(Mat img, Point center, int radius, Scalar color, int thickness, int lineType, int shift)
参数：
img	要绘制圆的图像
center	圆心的坐标（x, y）
radius	圆的半径
color	圆的颜色
thickness	圆的线条厚度。如果为正数，表示绘制圆的外轮廓；如果为负数，表示绘制填充圆
line_type	圆的边界类型。 参见 #LINE_*
shift	圆心和半径值的坐标的小数位数

   //创建矩阵Mat img = new Mat(300,420, CvType.CV_8UC3,new Scalar(255,255,255));//定义坐标Point point = new Point(100,100);//定义半径int radius=50;//定义颜色Scalar scalar = new Scalar(255, 0, 0);//绘制圆Imgproc.circle(img,point,radius,scalar,4,Imgproc.LINE_AA,0);//蓝色圆//====在上方的基础上绘制一个五环===//定义坐标Point point1 = new Point(210,100);Point point2 = new Point(320,100);Point point3 = new Point(150,160);Point point4 = new Point(260,160);//定义颜色Scalar scalar1 = new Scalar(0, 0, 0);Scalar scalar2 = new Scalar(0,0,255);Scalar scalar3 = new Scalar(0,215,255);Scalar scalar4 = new Scalar(0,215,0);//绘制圆Imgproc.circle(img,point1,radius,scalar1,4,Imgproc.LINE_AA,0);//黑色圆Imgproc.circle(img,point2,radius,scalar2,4,Imgproc.LINE_AA,0);//红色圆Imgproc.circle(img,point3,radius,scalar3,4,Imgproc.LINE_AA,0);//黄色圆Imgproc.circle(img,point4,radius,scalar4,4,Imgproc.LINE_AA,0);//绿色圆//显示HighGui.imshow("img",img);HighGui.waitKey();

结果：

四、椭圆（椭圆弧）绘制

  使用分段线性曲线近似椭圆弧边界。如果您需要更多控制椭圆渲染，您可以使用 #ellipse2Poly 获取曲线，然后使用 #polylines 渲染或使用 #fillPoly 填充。如果您使用该函数的第一个变体并希望绘制整个椭圆而不是弧 ，请传递 startAngle=0 和 endAngle=360。如果 startAngle 大于 endAngle，它们将被交换。下面的图说明了绘制蓝色弧的参数的含义

ellipse(Mat img, Point center, Size axes, double angle, double startAngle, double endAngle, Scalar color, int thickness, int lineType, int shift)
参数：
img	要绘制椭圆的图像
center	椭圆的中心点
axes	椭圆的两个轴的长度（Size类型，包含宽度和高度）
angle	椭圆的旋转角度（以度为单位）
startAngle	椭圆弧的起始角度（以度为单位）
endAngle	椭圆弧的结束角度（以度为单位）
color	椭圆的颜色
thickness	这是线条的厚度。如果设置为负数，则会填充椭圆
line_type	边界类型。 参见 #LINE_*
shift	点坐标中的小数位数

    //创建空白图像Mat mat = new Mat(500,500, CvType.CV_8UC3,new Scalar(255,255,255));//椭圆中心点Point point = new Point(250,250);//轴长Size axes = new Size(200,150);//旋转角度double angle = 0;//起始角度double startAngle= 0;//结束角度double endAngle = 360;Imgproc.ellipse(mat,point,axes,angle,startAngle,endAngle,new Scalar(0,200,0),2,Imgproc.LINE_8,0);//绘制椭圆double vals[]={200,200,100,100,0};RotatedRect box = new RotatedRect(vals);Imgproc.ellipse(mat,box,new Scalar(0,0,255),2,Imgproc.LINE_8);Imgcodecs.imwrite(FileUtil.resPath + "imgproc/ellipse.jpg",mat);

结果：

2.椭圆绘制

ellipse(Mat img, RotatedRect box, Scalar color, int thickness, int lineType)
参数：
img	要绘制椭圆的图像
box	这是一个 RotatedRect 对象，表示椭圆的边界框
axes	椭圆的两个轴的长度（Size类型，包含宽度和高度）
angle	椭圆的旋转角度（以度为单位）
startAngle	椭圆弧的起始角度（以度为单位）
endAngle	椭圆弧的结束角度（以度为单位）
color	椭圆的颜色
thickness	这是线条的厚度。如果设置为负数，则会填充椭圆
line_type	边界类型。 参见 #LINE_*
shift	点坐标中的小数位数

五、多边形填充

1.单个填充

  fillConvexPoly 用于绘制填充的凸多边形它不仅可以填充凸多边形，还可以填充任何单调的非自相交多边形，即轮廓最多与每条水平线（扫描线）相交两次的多边形（尽管其顶部和/或底部边缘可能是水平的）

fillConvexPoly(Mat img, MatOfPoint points, Scalar color, int lineType, int shift)
参数：
img	输入/输出图像
points	含多边形顶点坐标的 MatOfPoint 对象
color	填充多边形时使用的颜色
line_type	边界类型。 参见 #LINE_*
shift	点坐标中的小数位数

        Mat mat = new Mat(500,500, CvType.CV_8UC3,new Scalar(255,255,255));MatOfPoint matOfPoint = new MatOfPoint();matOfPoint.fromArray(new Point(100 ,100 ),new Point(400 ,100 ),new Point(400 ,400 ),new Point(100 ,400 ));//填充多边形Imgproc.fillConvexPoly(mat,matOfPoint,new Scalar(0,255,0),Imgproc.LINE_8,0);HighGui.imshow("fill",mat);HighGui.waitKey();mat.release();HighGui.destroyAllWindows();

2.多个填充

  fillPoly 用于填充由多个多边形轮廓所包围的区域。该函数可以填充复杂的区域，例如包含空洞的区域、具有自交点（即某些部分相互交叉）的轮廓等等.

fillPoly(Mat img, java.util.List pts, Scalar color, int lineType, int shift, Point offset)
参数：
img	输入/输出图像
pts	包含多边形顶点坐标的 java.util.List 对象
color	填充多边形时使用的颜色
line_type	边界类型。 参见 #LINE_*
offset	填充多边形时的偏移量，是一个 Point 对象

      Mat mat = new Mat(500,500, CvType.CV_8UC3,new Scalar(255,255,255));MatOfPoint matOfPoint = new MatOfPoint();MatOfPoint matOfPoint1 = new MatOfPoint();matOfPoint.fromArray(new Point(100 ,100 ),new Point(400 ,100 ),new Point(400 ,400 ),new Point(100 ,400 ));matOfPoint1.fromArray(new Point(50 ,50 ),new Point(200 ,50 ),new Point(200 ,200 ),new Point(50 ,200 ));List pts = new ArrayList<>();pts.add(matOfPoint); pts.add(matOfPoint1);//填充多边形Imgproc.fillPoly(mat,pts,new Scalar(0,255,0),Imgproc.LINE_8,0);HighGui.imshow("fill",mat);HighGui.waitKey();mat.release();HighGui.destroyAllWindows();

结果：

六、标记绘制

1.字段

列举部分

MARKER_CROSS	十字形标记
MARKER_DIAMOND	菱形标记
MARKER_SQUARE	正方形标记
MARKER_STAR	五角星标记

2.方法介绍

​   在图像中预定义的位置绘制标记

drawMarker(Mat img, Point position, Scalar color, int markerType, int markerSize, int thickness, int line_type)
参数：
img	输入/输出图像
position	标记的位置
color	标记的颜色
markerType	标记的类型，表示标记的形状。可以使用Imgproc类中定义的常量，如Imgproc.MARKER_CROSS等
markerSize	标记轴的长度(标记的大小) [默认 = 20 像素]
thickness	标记的线条粗细
line_type	线条类型。

    // 创建一个空白图像Mat img = Mat.zeros(500, 500, 16); // 16表示CV_8UC3，即3通道的8位无符号整数图像// 定义标记的位置、颜色和其他参数Point position = new Point(250, 250); // 在图像中心Scalar color = new Scalar(0, 255, 0); // 绿色int markerType = Imgproc.MARKER_CROSS;int markerSize = 20;int thickness = 2;int lineType = Imgproc.LINE_8;// 在图像上绘制标记Imgproc.drawMarker(img, position, color, markerType, markerSize, thickness, lineType);// 显示图像HighGui.imshow("DrawMarkerExample", img);HighGui.waitKey(0);HighGui.destroyAllWindows();

结果：

七、文本绘制

  如果使用指定的字体无法渲染某些符号，它们将被替换为问号。

1.字段

列举部分。

FONT_HERSHEY_COMPLEX	使用复杂的 Hershey 字体风格。这是默认的字体样式，提供多种字符集和可读性
FONT_HERSHEY_PLAIN	使用简单的 Hershey 字体风格。字体比 FONT_HERSHEY_COMPLEX 更简单，但仍然具有多种字符集
FONT_HERSHEY_SCRIPT_COMPLEX	使用复杂的 Hershey 手写字体风格。这种字体模仿手写文字的外观
FONT_HERSHEY_SIMPLEX	使用Hershey简单字体风格。这种字体提供了一种清晰、简洁的外观，适合于在图像上绘制文本时要求较高的可读性和易读性的场景
FONT_HERSHEY_TRIPLEX	使用三重的 Hershey 字体风格，提供更多的字符集和可读性

2.方法介绍

1.绘制一个文本字符串

putText(Mat img, java.lang.String text, Point org, int fontFace, double fontScale, Scalar color, int thickness, int lineType, boolean bottomLeftOrigin)
参数：
img	输入/输出图像
text	要绘制的文本字符串
org	指定文本字符串的起始位置（左下角或右下角，取决于bottomLeftOrigin参数）
fontFace	指定字体类型。OpenCV提供了一些预定义的字体，如FONT_HERSHEY_SIMPLEX、FONT_HERSHEY_PLAIN等
fontScale	指定字体大小。它表示字体相对于原始大小的缩放因子
color	指定文本的颜色
thickness	文本线条线条粗细
line_type	线条类型。
bottomLeftOrigin	boolean类型，指定文本字符串的起始位置是否从图像的左下角开始。如果为true，则文本从左下角开始绘制；如果为false，则从图像的右下角开始绘制

        // 创建一个空白图像Mat img = Mat.zeros(200, 400, CvType.CV_8UC3);//绘制文本Imgproc.putText(img,"hello OpenCV",new Point(100,100),Imgproc.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,1,new Scalar(0,255,0),1,Imgproc.LINE_AA,false);// 显示图像HighGui.imshow("img", img);HighGui.waitKey(0);HighGui.destroyAllWindows();

结果：

八、相关扩展方法

1.线段裁定

clipLine用于检查线段是否完全位于给定的图像边界内，并进行裁剪。如果线段与图像边界相交或超出边界，它将被裁剪到边界内。函数返回一个布尔值，指示线段是否被裁剪。

clipLine(Rect imgRect, Point pt1, Point pt2)
参数：
img	输入/输出图像
pts	包含多边形顶点坐标的 java.util.List 对象
color	填充多边形时使用的颜色
line_type	边界类型。 参见 #LINE_*
offset	填充多边形时的偏移量，是一个 Point 对象

      // 创建一个图像矩形范围Rect imgRect = new Rect(0, 0, 100, 100);// 创建线段的起点和终点Point pt1 = new Point(50, 50);Point pt2 = new Point(60, 150);// 剪裁线段，使其位于图像矩形范围内boolean clipped = Imgproc.clipLine(imgRect, pt1, pt2);if (clipped) {System.out.println("线段被剪裁后的起点：" + pt1);System.out.println("线段被剪裁后的终点：" + pt2);} else {System.out.println("线段完全位于图像矩形范围之外");}

结果

线段被剪裁后的起点：{50.0, 50.0}
线段被剪裁后的终点：{55.0, 99.0}

2.椭圆弧转换为多段线

ellipse2Poly用于将椭圆弧转换为多段线 如果arcStart的值大于arcEnd，那么这两个值会被交换。

ellipse2Poly(Point center, Size axes, int angle, int arcStart, int arcEnd, int delta, MatOfPoint pts)
参数：
center	椭圆的中心点坐标 (Point 类型)
axes	椭圆的半长轴和半短轴的长度 (Size 类型).
angle	椭圆的旋转角度
arcStart	椭圆弧的起始角度
arcEnd	椭圆弧的结束角度
delta	角度增量，用于计算椭圆弧上的点。增加这个值会增加多段线的精度
pts	输出参数，包含生成的椭圆边界点的 MatOfPoint 对象.

      //创建空白图像Mat mat = new Mat(500,500, CvType.CV_8UC3,new Scalar(255,255,255));//椭圆中心点Point point = new Point(250,250);//轴长Size axes = new Size(200,150);//旋转角度int angle = 0;//起始角度int arcStart= 0;//结束角度int arcEnd = 360;//转换成线段MatOfPoint matOfPoint = new MatOfPoint();Imgproc.ellipse2Poly(point,axes,angle,arcStart,arcEnd,10,matOfPoint);System.out.println("matOfPoint.dump() = " + matOfPoint.dump());//绘制线段List pts = new ArrayList<>();pts.add(matOfPoint);Imgproc.polylines(mat,pts,true,new Scalar(255,0,0),2);Imgcodecs.imwrite(FileUtil.resPath + "imgproc/ellipse_2_poly.jpg",mat);

请自行验证结果。

3.计算字体尺寸比例

getFontScaleFromHeight用于根据给定的像素高度计算字体尺寸比例。这对于绘制文本到图像上时非常有用，特别是当您需要确保文本的高度与给定的像素高度相匹配时。
请注意，此方法返回的是字体尺寸的比例因子，而不是具体的像素值或绝对大小。这意味着，如果您使用返回的比例因子与某个基础字体大小（例如 12）相乘，您将获得合适的字体大小以匹配给定的像素高度。

getFontScaleFromHeight(int fontFace, int pixelHeight, int thickness)
参数：
fontFace	字体类型
pixelHeight	目标像素高度.
thickness	文本的线条粗细

请自行验证结果。

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