我們打算畫兩個(gè)例子（原子和賭棍）， 所以必須創(chuàng)建兩個(gè)圖像和對(duì)應(yīng)的窗口以顯示。

創(chuàng)建用來畫不同幾何形狀的函數(shù)。比如用?MyEllipse?和?MyFilledCircle?來畫原子。

接下來用?MyLine*，*rectangle?和 a?MyPolygon?來畫賭棍：

現(xiàn)在來看看每個(gè)函數(shù)內(nèi)部如何定義:

• MyLine

  void MyLine( Mat img, Point start, Point end ) {int thickness = 2;int lineType = 8;line( img,start,end,Scalar( 0, 0, 0 ),thickness,lineType ); }

  正如我們所見,?MyLine?調(diào)用函數(shù)?line?來實(shí)現(xiàn)以下操作:

  • 畫一條從點(diǎn)?start?到點(diǎn)?end?的直線段
  • 此線段將被畫到圖像?img?上
  • 線的顏色由?Scalar( 0, 0, 0)?來定義，在此其相應(yīng)RGB值為?黑色
  • 線的粗細(xì)由?thickness?設(shè)定(此處設(shè)為 2)
  • 此線為8聯(lián)通 (lineType?= 8)

• MyEllipse

  void MyEllipse( Mat img, double angle ) {int thickness = 2;int lineType = 8;ellipse( img,Point( w/2.0, w/2.0 ),Size( w/4.0, w/16.0 ),angle,0,360,Scalar( 255, 0, 0 ),thickness,lineType ); }

  根據(jù)以上代碼，我們可看到函數(shù)?ellipse?按照以下規(guī)則繪制橢圓：

  • 橢圓將被畫到圖像?img?上
  • 橢圓中心為點(diǎn)?(w/2.0, w/2.0)?并且大小位于矩形?(w/4.0, w/16.0)?內(nèi)
  • 橢圓旋轉(zhuǎn)角度為?angle
  • 橢圓擴(kuò)展的弧度從?0?度到?360?度
  • 圖形顏色為?Scalar( 255, 255, 0)?，既藍(lán)色
  • 繪橢圓的線粗為?thickness?，此處是2

• MyFilledCircle

  void MyFilledCircle( Mat img, Point center ) {int thickness = -1;int lineType = 8;circle( img,center,w/32.0,Scalar( 0, 0, 255 ),thickness,lineType ); }

  類似于橢圓函數(shù)，我們可以看到?circle?函數(shù)的參數(shù)意義如下：

  • 圓將被畫到圖像 (?img?)上
  • 圓心由點(diǎn)?center?定義
  • 圓的半徑為:?w/32.0
  • 圓的顏色為:?Scalar(0, 0, 255)?，按BGR的格式為?紅色
  • 線粗定義為?thickness?= -1, 因此次圓將被填充

• MyPolygon

  void MyPolygon( Mat img ) {int lineType = 8;/** 創(chuàng)建一些點(diǎn) */Point rook_points[1][20];rook_points[0][0] = Point( w/4.0, 7*w/8.0 );rook_points[0][1] = Point( 3*w/4.0, 7*w/8.0 );rook_points[0][2] = Point( 3*w/4.0, 13*w/16.0 );rook_points[0][3] = Point( 11*w/16.0, 13*w/16.0 );rook_points[0][4] = Point( 19*w/32.0, 3*w/8.0 );rook_points[0][5] = Point( 3*w/4.0, 3*w/8.0 );rook_points[0][6] = Point( 3*w/4.0, w/8.0 );rook_points[0][7] = Point( 26*w/40.0, w/8.0 );rook_points[0][8] = Point( 26*w/40.0, w/4.0 );rook_points[0][9] = Point( 22*w/40.0, w/4.0 );rook_points[0][10] = Point( 22*w/40.0, w/8.0 );rook_points[0][11] = Point( 18*w/40.0, w/8.0 );rook_points[0][12] = Point( 18*w/40.0, w/4.0 );rook_points[0][13] = Point( 14*w/40.0, w/4.0 );rook_points[0][14] = Point( 14*w/40.0, w/8.0 );rook_points[0][15] = Point( w/4.0, w/8.0 );rook_points[0][16] = Point( w/4.0, 3*w/8.0 );rook_points[0][17] = Point( 13*w/32.0, 3*w/8.0 );rook_points[0][18] = Point( 5*w/16.0, 13*w/16.0 );rook_points[0][19] = Point( w/4.0, 13*w/16.0) ;const Point* ppt[1] = { rook_points[0] };int npt[] = { 20 };fillPoly( img,ppt,npt,1,Scalar( 255, 255, 255 ),lineType );}我們用函數(shù) :fill_poly:`fillPoly <>` 來繪制填充的多邊形。請(qǐng)注意：
  • 多邊形將被畫到圖像?img?上
  • 多邊形的頂點(diǎn)集為?ppt
  • 要繪制的多邊形頂點(diǎn)數(shù)目為?npt
  • 要繪制的多邊形數(shù)量僅為?1
  • 多邊形的顏色定義為?Scalar( 255, 255, 255), 既BGR值為?白色

• rectangle

  rectangle( rook_image,Point( 0, 7*w/8.0 ),Point( w, w),Scalar( 0, 255, 255 ),-1,8 );

  最后是函數(shù):rectangle:rectangle <>?（我們并沒有為這家伙創(chuàng)建特定函數(shù)）。請(qǐng)注意：

  • 矩形將被畫到圖像?rook_image?上
  • 矩形兩個(gè)對(duì)角頂點(diǎn)為?Point( 0, 7*w/8.0 )?和?Point( w, w)
  • 矩形的顏色為?Scalar(0, 255, 255)?，既BGR格式下的?黃色
  • 由于線粗為?-1, 此矩形將被填充

讓我們檢視?main?函數(shù)。我們發(fā)現(xiàn)第一步是實(shí)例化一個(gè)?Random Number Generator（隨機(jī)數(shù)發(fā)生器對(duì)象）?(RNG):

RNG的實(shí)現(xiàn)了一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。 在上面的例子中,?rng?是用數(shù)值?0xFFFFFFFF?來實(shí)例化的一個(gè)RNG對(duì)象。

然后我們初始化一個(gè)?0?矩陣(代表一個(gè)全黑的圖像), 并且指定它的寬度，高度，和像素格式:

然后我們開始瘋狂的繪制。看過代碼時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)它主要分八個(gè)部分，正如函數(shù)定義的一樣：

所有這些范數(shù)都遵循相同的模式，所以我們只分析其中的一組，因?yàn)檫@適用于所有。

查看函數(shù)?Drawing_Random_Lines:

我們可以看到：

• for?循環(huán)將重復(fù)?NUMBER?次。 并且函數(shù)?line?在循環(huán)中, 這意味著要生成?NUMBER?條線段。

• 線段的兩個(gè)端點(diǎn)分別是?pt1?和?pt2. 對(duì)于?pt1?我們看到:

  pt1.x = rng.uniform( x_1, x_2 ); pt1.y = rng.uniform( y_1, y_2 );

  • 我們知道?rng?是一個(gè)?隨機(jī)數(shù)生成器?對(duì)象。在上面的代碼中我們調(diào)用了?rng.uniform(a,b)?。這指定了一個(gè)在?a和?b?之間的均勻分布(包含?a, 但不含?b)。

  • 由上面的說明，我們可以推斷出?pt1?和?pt2?將會(huì)是隨機(jī)的數(shù)值，因此產(chǎn)生的線段是變幻不定的，這會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很好的視覺效果（從下面繪制的圖片可以看出）。

  • 我們還可以發(fā)現(xiàn), 在?line?的參數(shù)設(shè)置中，對(duì)于?color?的設(shè)置我們用了：

    randomColor(rng)

    讓我們來看看函數(shù)的實(shí)現(xiàn)：

    static Scalar randomColor( RNG& rng ){int icolor = (unsigned) rng;return Scalar( icolor&255, (icolor>>8)&255, (icolor>>16)&255 );}

    正如我們看到的，函數(shù)的返回值是一個(gè)用三個(gè)隨機(jī)數(shù)初始化的?Scalar?對(duì)象，這三個(gè)隨機(jī)數(shù)代表了顏色的?R,?G,?B分量。所以，線段的顏色也是隨機(jī)的！

上面的解釋同樣適用于其它的幾何圖形，比如說參數(shù)?center（圓心）?和?vertices（頂點(diǎn)）?也是隨機(jī)的。

在結(jié)束之前，我們還應(yīng)該看看函數(shù)?Display_Random_Text?和?Displaying_Big_End, 因?yàn)樗鼈冇幸恍┯腥さ奶卣?

Display_Random_Text:

這些看起來都很熟悉，但是這一句：

函數(shù)?putText?都做了些什么？在我們的例子中：

• 在?image?上繪制文字?“Testing text rendering”?。
• 文字的左下角將用點(diǎn)?org?指定。
• 字體參數(shù)是用一個(gè)在??之間的整數(shù)來定義。
• 字體的縮放比例是用表達(dá)式?rng.uniform(0, 100)x0.05 + 0.1?指定(表示它的范圍是?)。
• 字體的顏色是隨機(jī)的 (記為?randomColor(rng))。
• 字體的粗細(xì)范圍是從 1 到 10, 表示為?rng.uniform(1,10)?。

因此, 我們將繪制 (與其余函數(shù)類似)?NUMBER?個(gè)文字到我們的圖片上，以位置隨機(jī)的方式。

Displaying_Big_End

除了?getTextSize?(用于獲取文字的大小參數(shù)), 我們可以發(fā)現(xiàn)在?for?循環(huán)里的新操作：

首先?NUMBER?條線段將出現(xiàn)在屏幕上，正如截圖所示：

然后，一個(gè)新的圖形，這次是一些矩形：

現(xiàn)在，一些弧線會(huì)出現(xiàn)，每一個(gè)弧線都有隨機(jī)的位置，大小，邊緣的粗細(xì)和弧長：

現(xiàn)在,帶有三個(gè)參數(shù)的?polylines（折線）?將會(huì)出現(xiàn)在屏幕上，同樣以隨機(jī)的方式：

填充的多邊形 (這里是三角形) 會(huì)出現(xiàn).

最后出現(xiàn)的圖形：圓

在結(jié)尾處,文字?“Testing Text Rendering”?將會(huì)以不同的字體，大小，顏色和位置出現(xiàn)在屏幕上。

最后 (這也順便表達(dá)了OpenCV的宗旨):

將圖像延擴(kuò)到最佳尺寸. 離散傅立葉變換的運(yùn)行速度與圖片的尺寸息息相關(guān)。當(dāng)圖像的尺寸是2， 3，5的整數(shù)倍時(shí)，計(jì)算速度最快。 因此，為了達(dá)到快速計(jì)算的目的，經(jīng)常通過添湊新的邊緣像素的方法獲取最佳圖像尺寸。函數(shù)?getOptimalDFTSize()返回最佳尺寸，而函數(shù)?copyMakeBorder()?填充邊緣像素:

添加的像素初始化為0.

為傅立葉變換的結(jié)果(實(shí)部和虛部)分配存儲(chǔ)空間. 傅立葉變換的結(jié)果是復(fù)數(shù)，這就是說對(duì)于每個(gè)原圖像值，結(jié)果是兩個(gè)圖像值。 此外，頻域值范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過空間值范圍， 因此至少要將頻域儲(chǔ)存在?float?格式中。 結(jié)果我們將輸入圖像轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)類型，并多加一個(gè)額外通道來儲(chǔ)存復(fù)數(shù)部分：

進(jìn)行離散傅立葉變換. 支持圖像原地計(jì)算 (輸入輸出為同一圖像):

將復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換為幅度.復(fù)數(shù)包含實(shí)數(shù)部分(Re)和復(fù)數(shù)部分 (imaginary -?Im)。 離散傅立葉變換的結(jié)果是復(fù)數(shù)，對(duì)應(yīng)的幅度可以表示為:

對(duì)數(shù)尺度(logarithmic scale)縮放. 傅立葉變換的幅度值范圍大到不適合在屏幕上顯示。高值在屏幕上顯示為白點(diǎn)，而低值為黑點(diǎn)，高低值的變化無法有效分辨。為了在屏幕上凸顯出高低變化的連續(xù)性，我們可以用對(duì)數(shù)尺度來替換線性尺度:

轉(zhuǎn)化為OpenCV代碼:

剪切和重分布幅度圖象限. 還記得我們?cè)诘谝徊綍r(shí)延擴(kuò)了圖像嗎? 那現(xiàn)在是時(shí)候?qū)⑿绿砑拥南袼靥蕹恕榱朔奖泔@示，我們也可以重新分布幅度圖象限位置(注：將第五步得到的幅度圖從中間劃開得到四張1/4子圖像，將每張子圖像看成幅度圖的一個(gè)象限，重新分布即將四個(gè)角點(diǎn)重疊到圖片中心)。 這樣的話原點(diǎn)(0,0)就位移到圖像中心。

歸一化. 這一步的目的仍然是為了顯示。 現(xiàn)在我們有了重分布后的幅度圖，但是幅度值仍然超過可顯示范圍[0,1] 。我們使用normalize()?函數(shù)將幅度歸一化到可顯示范圍。

XML\YAML 文件的打開和關(guān)閉。?在你寫入內(nèi)容到此類文件中前，你必須先打開它，并在結(jié)束時(shí)關(guān)閉它。在OpenCV中標(biāo)識(shí)XML和YAML的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是?FileStorage?。要將此結(jié)構(gòu)和硬盤上的文件綁定時(shí)，可使用其構(gòu)造函數(shù)或者?open()?函數(shù):

無論以哪種方式綁定，函數(shù)中的第二個(gè)參數(shù)都以常量形式指定你要對(duì)文件進(jìn)行操作的類型，包括：WRITE, READ 或 APPEND。文件擴(kuò)展名決定了你將采用的輸出格式。如果你指定擴(kuò)展名如?.xml.gz?，輸出甚至可以是壓縮文件。

當(dāng)?FileStorage?對(duì)象被銷毀時(shí)，文件將自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)然你也可以顯示調(diào)用?release?函數(shù):

輸入\輸出文本和數(shù)字。?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使用與STL相同的 << 輸出操作符。輸出任何類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，首先都必須指定其標(biāo)識(shí)符,這通過簡(jiǎn)單級(jí)聯(lián)輸出標(biāo)識(shí)符即可實(shí)現(xiàn)。基本類型數(shù)據(jù)輸出必須遵循此規(guī)則:

讀入則通過簡(jiǎn)單的尋址（通過 [] 操作符）操作和強(qiáng)制轉(zhuǎn)換或 >> 操作符實(shí)現(xiàn)：

輸入\輸出OpenCV數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。?其實(shí)和對(duì)基本類型的操作方法是相同的:

輸入\輸出 vectors（數(shù)組）和相應(yīng)的maps.?之前提到我們也可以輸出maps和序列（數(shù)組, vector)。同樣，首先輸出變量的標(biāo)識(shí)符，接下來必須指定輸出的是序列還是map。

對(duì)于序列，在第一個(gè)元素前輸出”[“字符，并在最后一個(gè)元素后輸出”]“字符：

對(duì)于maps使用相同的方法，但采用”{“和”}“作為分隔符。

對(duì)于數(shù)據(jù)讀取，可使用?FileNode?和?FileNodeIterator?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。?FileStorage?的[] 操作符將返回一個(gè)?FileNode?數(shù)據(jù)類型。如果這個(gè)節(jié)點(diǎn)是序列化的，我們可以使用?FileNodeIterator?來迭代遍歷所有元素。

對(duì)于maps類型，可以用 [] 操作符訪問指定的元素（或者 >> 操作符）：

讀寫自定義數(shù)據(jù)類型。?假設(shè)你定義了如下數(shù)據(jù)類型：

添加內(nèi)部和外部的讀寫函數(shù)，就可以使用OpenCV I/O XML/YAML接口對(duì)其進(jìn)行序列化（就像對(duì)OpenCV數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行序列化一樣）。內(nèi)部函數(shù)定義如下：

接下來在類的外部定義以下函數(shù)：

這兒可以看到，如果讀取的節(jié)點(diǎn)不存在，我們返回默認(rèn)值。更復(fù)雜一些的解決方案是返回一個(gè)對(duì)象ID為負(fù)值的實(shí)例。

一旦添加了這四個(gè)函數(shù)，就可以用 >> 操作符和 << 操作符分別進(jìn)行讀，寫操作：

或試著讀取不存在的值: