前言

在上一節我們通過使用NumPy的陣列分割成功的在我們的影象上畫了一個綠色的方塊，但是如果我們想畫一個單一的線條或者圓圈該怎麼辦呢？NumPy沒有提供相關的功能，但是OpenCV提供了相關的函式，在本節就將為大家介紹三個基本的OpenCV畫圖方法：

cv2.line() #1
cv2.rectangle() #2
cv2.circle() #3

1 畫直線和矩形

在開始我們用OpenCV畫我們的傑作之前，我們需要定義一個畫布

import numpy as np #1
import cv2 #2

canvas = np.zeros((300, 300, 3), dtype="uint8"
 
) #3

#1-2:
關於所需包的匯入

#3：
我們使用np.zeros()方法構造了一個300*300的NumPy陣列，同時分配了三個顏色空間，分別表示Red,Green,Blue,正如zeros名字所描述的一樣，這個方法用0填充了這個陣列的每一個元素。在np.zeros()的第二個變數是資料型別：dtype。由於我們需要用RGB格式來表示我們的影象，它的取值範圍是[0,255]，所以我們用“uint8”就顯得至關重要了，如果不宣告的話np.zeros()預設的變數型別是float64.

1.1 畫直線

green = (0, 255, 0) #4
cv2.line(canvas, (0, 0), (300
 
, 300), green) #5
cv2.imshow("Canvas", canvas) #6
cv2.waitKey(0) #7

red = (0, 0, 255) #8
cv2.line(canvas, (300, 0), (0, 300), red, 3) #9
cv2.imshow("Canvas", canvas) #10
cv2.waitKey(0) #11

#4:
我們定義了一個元組來表示綠色

#5-7:
我們在canvas上畫了一條綠線從座標(0,0)到(300,300),將結果顯示出來，並等待按下任意按鍵

#8：
我們定義了一個元組來表示紅色，再次強調OpenCV是BGR模式而不是RGB模式

#9-11：

1.2 畫矩形

cv2.rectangle(canvas, (10, 10), (60, 60), green) #12
cv2.imshow("Canvas", canvas) #13
cv2.waitKey(0) #14

cv2.rectangle(canvas, (50, 200), (200, 225), red, 5) #15
cv2.imshow("Canvas", canvas) #16
cv2.waitKey(0) #17

blue = (255, 0, 0) #18
cv2.rectangle(canvas, (200, 50), (225, 125), blue, -1) #19
cv2.imshow("Canvas", canvas) #20
cv2.waitKey(0) #21

#12-14：
我們使用了cv2.rectangle()方法，這個方法與cv2.line()方法用法是一樣的，第一個引數表示我們想要在canvas這個畫布上進行畫圖，第二個引數是我們矩形的開始點(10,10)，第三個引數是我們矩形的結束點(60,60),通過這兩個點我們定義了一個50*50畫素大小的區域，第四個引數是我們矩形邊框的顏色——綠色，然後將結果顯示出來，並等待按下任意按鍵。

#15-17：
在第15行程式碼中，正如我們可以控制話直線的線型粗細程度，我們也可以控制畫矩形的線型粗細，在這行程式碼中最後一個引數“5”，則表示我們將在canvas上畫出一個邊框粗細為5個畫素大小的起點為(50, 200),終點為 (200, 225)的紅色矩形，然後將結果顯示出來，並等待按下任意按鍵。

#18-21
到目前為止，我們畫的都是圖形的邊框，如果我們想要填充這個邊框怎麼辦呢？
在第19行程式碼中：

cv2.rectangle(canvas, (200, 50), (225, 125), blue, -1) #19

我們畫了一個起點為（200,50），終點為（225,125）的藍色矩形，當我們將最後一個設定線型的引數設定為“-1”，我們便可以得到一個填充藍色的矩形。

2 畫圓形

畫圓形和畫直線和矩形是一樣容易的，但是它有有一些不同：

2.1 同心圓

canvas = np.zeros((300, 300, 3), dtype="uint8") #22
(centerX, centerY) = (canvas.shape[1] // 2, canvas.shape[0] // 2) #23
white = (255, 255, 255) #24

for r in range(0, 175, 25):   #25
    cv2.circle(canvas, (centerX, centerY), r, white)  #26

cv2.imshow("Canvas", canvas) #27
cv2.waitKey(0)  #28

for i in range(0, 25):  #29
    radius = np.random.randint(5, high=200)  #30
    color = np.random.randint(0, high=256, size=(3,))  #31

    pt = np.random.randint(0, high=300, size=(2,)) #32

    cv2.circle(canvas, tuple(pt), radius, color, 1) #33

cv2.imshow("Canvas", canvas) #34
cv2.waitKey(0) #35

#22：
我們重新將我們的畫板變成一個白板

#23：
我們定義並計算一箇中心點的座標（centerX,centerY）,在第1節和第2節我們均提到過shape[0]表示圖片的高度，shape[1]表示圖片的寬度，分別取它們的一半，得到centerY,centerX

#24:
定義一個白色的畫素

#25-28：
我們從[0,175)的範圍以跨度為25進行迴圈來取圓的半徑，

 cv2.circle(canvas, (centerX, centerY), r, white)  #26

然後在第26行通過cv2.circle()來進行畫圓，第一個引數表示在canvas上進行繪畫，第二個引數表示圓心，第三個引數表示半徑，第四個引數表示顏色。然後將結果顯示出來，並等待按下任意按鍵。

2.2 隨機圓

讓我們來讓圓多一點趣味：

for i in range(0, 25): #29
    radius = np.random.randint(5, high=200) #30
    color = np.random.randint(0, high=256, size=(3,)) #31

    pt = np.random.randint(0, high=300, size=(2,)) #32

    cv2.circle(canvas, tuple(pt), radius, color, -1) #33

cv2.imshow("Canvas", canvas) #34
cv2.waitKey(0) #35

#29：
通過迴圈表示，我們將畫25個圓

#30-32：
如果要畫圓，我們需要三個基本元素：圓的半徑，圓的顏色，圓的圓心。在這裡我們需要通過np.random.randint使用NumPy中產生隨機數的能力。

radius = np.random.randint(5, high=200) #30

在第30行我們在[5,200)範圍內產生隨機數

color = np.random.randint(0, high=256, size=(3,)) #31

在第31行我們將在[0,256)範圍內產生隨機數，由於顏色值擁有3個通道值，我們通過size=(3,)讓NumPy返回一個包含三個元素的列表。

pt = np.random.randint(0, high=300, size=(2,)) #32

在第32行我們將在[0,300)範圍內產生隨機數，我們通過size=(2,)讓NumPy返回一個包含2個元素的列表來表示圓心。

#33：

cv2.circle(canvas, tuple(pt), radius, color, -1) #33

在第33行中，我們通過呼叫cv2.circle()方法來畫圓，第一個引數表示在canvas上畫圓，第二個引數圓心座標需要注意必須是元組，所以使用tuple來進行強制轉化列表，第三個引數是半徑，第四個引數表示顏色，第5個引數為“-1”，表示產生實心圓。

#34-35：
將結果顯示出來，並等待按下任意按鍵。

3 完整程式碼

新建drawing.py

import numpy as np
import cv2

canvas = np.zeros((300, 300, 3), dtype="uint8")
green = (0, 255, 0)
cv2.line(canvas, (0, 0), (300, 300), green)
cv2.imshow("Canvas", canvas)
cv2.waitKey(0)

red = (0, 0, 255)
cv2.line(canvas, (300, 0), (0, 300), red, 3)
cv2.imshow("Canvas", canvas)
cv2.waitKey(0)

cv2.rectangle(canvas, (10, 10), (60, 60), green)
cv2.imshow("Canvas", canvas)
cv2.waitKey(0)

cv2.rectangle(canvas, (50, 200), (200, 225), red, 5)
cv2.imshow("Canvas", canvas)
cv2.waitKey(0)

blue = (255, 0, 0)
cv2.rectangle(canvas, (200, 50), (225, 125), blue, -1)
cv2.imshow("Canvas", canvas)
cv2.waitKey(0)

canvas = np.zeros((300, 300, 3), dtype="uint8")
(centerX, centerY) = (canvas.shape[1] // 2, canvas.shape[0] // 2)
white = (255, 255, 255)

for r in range(0, 175, 25):
    cv2.circle(canvas, (centerX, centerY), r, white)

cv2.imshow("Canvas", canvas)
cv2.waitKey(0)

for i in range(0, 25):
    radius = np.random.randint(5, high=200)
    color = np.random.randint(0, high=256, size=(3,))

    pt = np.random.randint(0, high=300, size=(2,))

    cv2.circle(canvas, tuple(pt), radius, color, -1)

cv2.imshow("Canvas", canvas)
cv2.waitKey(0)

4 效果展示