OpenCV(C++)创建图片绘制图形(矩形、圆、文字、线段等等)

一、OpenCV介绍

OpenCV 是基于开源许可证的跨平台计算机视觉库，提供了一组丰富、广泛的图像处理和计算机视觉算法。OpenCV 支持多种编程语言，包括 C++、Python、Java 等，可以运行在 Linux、Windows、Mac OS 等平台上。

OpenCV 能够在图像上绘制各种几何形状、文本和曲线，以及对图像进行调整、裁剪和旋转等操作，这些功能都为图像的分析和处理提供了很大的帮助。

以下是 OpenCV 可以绘制图像的一些应用：

（1）图像标注：在图像上添加标注或者注释，例如在目标检测或者图像分类任务中，通过在图像上绘制框、标签等信息来标记检测到的目标。

（2）处理后显示：例如在图像处理过程中，可以在处理前和处理后的图像上绘制对比图，直观地显示图像处理的效果。

（3）实时显示：通过持续不断地在屏幕上绘画来实现实时显示效果，例如在视频处理中输出处理后的视频流并将其实时渲染在屏幕上。

二、绘制图形

【1】绘制图形弹窗显示

下面代码实现的功能：

使用 OpenCV(C++) 新建一张透明图片，在图片里绘制一个矩形、一条直线、一段文字、一个圆。

// 创建一张大小为 512x512，具有 alpha 通道的透明图片
 cv::Mat img(512, 512, CV_8UC4, cv::Scalar(0, 0, 0, 0));
 ​
 // 在图片上绘制一个矩形
 cv::rectangle(img, cv::Point(50, 50), cv::Point(200, 150), cv::Scalar(255, 0, 0, 255), -1);
 ​
 // 在图片上绘制一条直线
 cv::line(img, cv::Point(300, 100), cv::Point(450, 100), cv::Scalar(0, 255, 0, 255), 3);
 ​
 // 在图片上绘制一段文本
 std::string text = "Hello, OpenCV!";
 cv::putText(img, text, cv::Point(50, 300), cv::FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, cv::Scalar(0, 0, 255, 255), 2);
 ​
 // 在图片上绘制一个圆
 cv::circle(img, cv::Point(400, 350), 50, cv::Scalar(255, 255, 0, 255), -1);
 ​
 // 显示图片
 cv::imshow("image", img);
 cv::waitKey(0);

cv::Mat 是 OpenCV 中表示图像的数据结构，它可以存储多通道的图像。

cv::Scalar 是一个四通道的实数向量，用于表示像素点的颜色和 alpha 值。

cv::Point 是一个二维整型向量，用于表示像素点的坐标。

cv::rectangle 函数用于在图片上绘制矩形。

cv::line 函数用于在图片上绘制直线。

cv::putText 函数用于在图片上绘制文本。

cv::circle 函数用于在图片上绘制圆。

【2】绘制图形保存到本地

// 创建一张大小为 512x512，具有 alpha 通道的透明图片
 cv::Mat img(512, 512, CV_8UC4, cv::Scalar(0, 0, 0, 0));
 ​
 // 在图片上绘制一个矩形
 cv::rectangle(img, cv::Point(50, 50), cv::Point(200, 150), cv::Scalar(255, 0, 0, 255), -1);
 ​
 // 在图片上绘制一条直线
 cv::line(img, cv::Point(300, 100), cv::Point(450, 100), cv::Scalar(0, 255, 0, 255), 3);
 ​
 // 在图片上绘制一段文本
 std::string text = "Hello, OpenCV!";
 cv::putText(img, text, cv::Point(50, 300), cv::FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, cv::Scalar(0, 0, 255, 255), 2);
 ​
 // 在图片上绘制一个圆
 cv::circle(img, cv::Point(400, 350), 50, cv::Scalar(255, 255, 0, 255), -1);
 ​
 // 保存图片到本地
 cv::imwrite("output.png", img);

三、函数功能介绍

【1】绘制直线

cv::line 函数用于在图像上绘制一条直线，其参数如下：

void cv::line(InputOutputArray img, Point pt1, Point pt2, const Scalar& color,
               int thickness = 1, LineTypes lineType = LINE_8, int shift = 0);

• img: 输入输出参数，表示待绘制的目标图像。

• pt1: 输入参数，表示的是直线的起点坐标，是一个 cv::Point 类型的对象。

• pt2: 输入参数，表示的是直线的终点坐标，也是一个 cv::Point 类型的对象。

• color: 输入参数，表示绘制直线的颜色以及透明度，是一个 cv::Scalar 类型的对象。常见的颜色有：红色（0, 0, 255）、绿色（0, 255, 0）、蓝色（255, 0, 0）等。

• thickness: 可选参数，表示绘制直线的宽度。默认值为 1 表示绘制一个像素宽度的直线，如果设置为负值，则表示绘制一条填充直线。

• lineType
  

  : 可选参数，表示直线的类型，可以取以下几个值：

  • cv::LINE_4: 表示绘制一条 4 连通的直线，默认值。
  • cv::LINE_8: 表示绘制一条 8 连通的直线。
  • cv::LINE_AA: 表示绘制一条抗锯齿的直线。

• shift: 可选参数，表示坐标点像素值所占用的位数，默认为 0。

【2】绘制圆

cv::circle 函数用于在图像上绘制一个圆，其参数如下：

void cv::circle(InputOutputArray img, Point center, int radius, const Scalar& color,
                 int thickness = 1, LineTypes lineType = LINE_8, int shift = 0);

• img: 输入输出参数，表示待绘制的目标图像。

• center: 输入参数，表示圆心坐标，是一个 cv::Point 类型的对象。

• radius: 输入参数，表示圆的半径。

• color: 输入参数，表示绘制圆的颜色以及透明度，是一个 cv::Scalar 类型的对象。

• thickness: 可选参数，表示圆线条的宽度。默认值为 1 表示绘制一个像素宽度的圆，如果设置为负值，则表示绘制一条填充的圆。

• lineType
  

  : 可选参数，表示圆边界的类型，可以取以下几个值：

  • cv::LINE_4: 表示绘制四个相邻的点的圆边界，默认值。
  • cv::LINE_8: 表示绘制八个相邻的点的圆边界。
  • cv::LINE_AA: 表示绘制抗锯齿的圆边界。

• shift: 可选参数，表示坐标点像素值所占用的位数，默认值为 0。

【3】绘制矩形

cv::rectangle 函数用于在图像上绘制一个矩形，其参数如下：

void cv::rectangle(InputOutputArray img, Rect rect, const Scalar& color,
                    int thickness = 1, LineTypes lineType = LINE_8, int shift = 0);

• img: 输入输出参数，表示待绘制的目标图像。

• rect: 输入参数，表示矩形，是一个 cv::Rect 类型的对象，可以通过传递左上角和右下角坐标的方式来定义一个矩形。

• color: 输入参数，表示绘制矩形的颜色以及透明度，是一个 cv::Scalar 类型的对象。

• thickness: 可选参数，表示矩形边框的宽度。默认值为 1 表示绘制一个像素宽度的矩形，如果设置为负值，则表示绘制一条填充的矩形。

• lineType
  

  : 可选参数，表示矩形边框的类型，可以取以下几个值：

  • cv::LINE_4: 表示绘制四个相邻的点的矩形边框，默认值。
  • cv::LINE_8: 表示绘制八个相邻的点的矩形边框。
  • cv::LINE_AA: 表示绘制抗锯齿的矩形边框。

• shift: 可选参数，表示坐标点像素值所占用的位数，默认值为 0。

【4】绘制文本

cv::putText 函数用于在图像上绘制文本，其参数如下：

void cv::putText(InputOutputArray img, const String& text, Point org, int fontFace,
                 double fontScale, Scalar color, int thickness = 1, int lineType = LINE_8,
                 bool bottomLeftOrigin = false);

• img: 输入输出参数，表示待绘制的目标图像。

• text: 输入参数，表示要绘制的文本字符串。

• org: 输入参数，表示文本框左下角的坐标点，是一个 cv::Point 类型的对象。

• fontFace
  

  : 输入参数，表示字体类型，可以取以下几个值：

  • cv::FONT_HERSHEY_COMPLEX: 复杂风格字体。
  • cv::FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL: 小字号复杂风格字体。
  • cv::FONT_HERSHEY_DUPLEX: 双线条字体。
  • cv::FONT_HERSHEY_PLAIN: 单线条字体。
  • cv::FONT_HERSHEY_SIMPLEX: 正常大小的字体。
  • cv::FONT_HERSHEY_TRIPLEX: 三线条字体。

• fontScale: 输入参数，表示字体大小缩放比例。

• color: 输入参数，表示绘制文本的颜色以及透明度，是一个 cv::Scalar 类型的对象。

• thickness: 可选参数，表示文本轮廓线条的宽度。默认值为 1 表示绘制一个像素宽度的文本，如果设置为负值，则表示绘制一条填充的文本。

• lineType
  

  : 可选参数，表示文本边界的类型，可以取以下几个值：

  • cv::LINE_4: 表示绘制四个相邻的点的文本边界，默认值。
  • cv::LINE_8: 表示绘制八个相邻的点的文本边界。
  • cv::LINE_AA: 表示绘制抗锯齿的文本边界。

• bottomLeftOrigin: 可选参数，表示坐标点是否为文本框左下角的坐标点，默认值为 false，表示坐标点为文本框左上角的坐标点。

审核编辑 黄宇