欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  IT编程

python开发之HighGUI上位机开发(可变色画布和自制绘图板)

程序员文章站 2022-10-07 13:51:45
继上两篇博文:python开发之HighGUI上位机开发(一)python开发之HighGUI上位机开发(二):键盘事件监听、窗口销毁、窗口显示图像、滑动条组件、按键组件以及鼠标事件监听作者:ywsydwsbn博客主页:https://blog.csdn.net/ywsydwsbn时间:2020-08-27 18:06字数:12505简介:先点赞在看,养成习惯!!!这篇博文主要分析HighGUI上位机开发过程中的两个项目实战。分别为可变色画布和自制绘图板。字数可能有点多,但都....

字数可能有点多,但都是干货,请慢慢耐心学习观看,相信你肯定会有所收获

从最开始带你从创建一个特定灰度的灰度图, 到终端输入灰度的值生成特定灰度的图片, 然后我们引入了一个新的HighGui组件:Trackbar 。你还会接触到**回调函数(callback)**这个概念, 用于响应Trackbar 拖动带来的影响。你可以拖动滑条, 动态的看到色块颜色的改变。最后做出功能丰富的绘图板出来。



项目实战-可变色画布

1. 创建统一灰度画布的函数

我们创建一个函数createGrayscaleCanvas 用于创建灰度图的画布.

import numpy as np import cv2 # 初始化灰度图的画布 def createGrayscaleCanvas(width, height, color=255): canvas = np.ones((height, width), dtype="uint8") canvas[:] = color return canvas # 创建一个颜色为125的灰度图 canvas = createGrayscaleCanvas(500, 500, color=125) # 展示画布 cv2.imshow("canvas", canvas) # 中断 cv2.waitKey(0) # 关闭窗口 cv2.destroyAllWindows() 

python开发之HighGUI上位机开发(可变色画布和自制绘图板)

2. 终端输入灰度 生成灰度图

接下来, 如果想通过终端输入一个特定的数值,然后生成对应值的灰度图,那我们如何来实现呢?

在python中, 类似C语言中的scanf语句的函数是inputinput 中传入的字符串是提示。

读入字符串赋值给gray_value. 注意这里读入的是字符串, 不是数值

gvalue_str = input("请输入灰度值: ") 

如果我们想得到整数的数值的话, 需要对其进行强制类型转换. 使用int() 函数.

gvalue = int(gvalue_str) 

接下来, 我们还要判断, 数值范围是否合法, 在[0, 255] 区间之内.

我们使用函数is_gvalue_legal来判断灰度值是否合法:

# 判断灰度值是否合法 def is_gvalue_legal(gvalue): return not (gvalue < 0 or gvalue > 255) 

如果要写的完整一点的话,版本就是这样的:

# 判断灰度值是否合法 def is_gvalue_legal_balabala(gvalue): if gvalue < 0 or gvalue > 255: return False else: return True 

读入gvalue , 如果符合要求的话, 就生成对应的背景. 不合法就要求重新输入.

#  读入灰度值 def read_gvalue(): # 是否读取成功 read_done = False gvalue = None while not read_done: gvalue_str = input("请输入灰度值: ") gvalue = int(gvalue_str) read_done = is_gvalue_legal(gvalue) # 添加一个温馨小提示 if not read_done: print("温馨提示, 数值范围越界, 灰度图取值范围在0到255区间") return gvalue 

完整版本的程序见:

import numpy as np import cv2 # 初始化灰度图的画布 def createGrayscaleCanvas(width, height, color=255): canvas = np.ones((height, width), dtype="uint8") canvas[:] = color return canvas # 判断灰度值是否合法 def is_gvalue_legal(gvalue): return not (gvalue < 0 or gvalue > 255) #  读入灰度值 #  如果符合要求的话, 就生成对应的背景. 不合法就要求重新输入.  def read_gvalue(): # 是否读取成功 read_done = False gvalue = None while not read_done: gvalue_str = input("请输入灰度值: ") gvalue = int(gvalue_str) read_done = is_gvalue_legal(gvalue) if not read_done: print("温馨提示, 数值范围越界, 灰度图取值范围在0到255区间") return gvalue

gvalue = read_gvalue() canvas = createGrayscaleCanvas(500, 500, color=gvalue) cv2.imshow("canvas", canvas) print("按任意按键结束程序") cv2.waitKey(0) cv2.destroyAllWindows() 

效果展示:

python开发之HighGUI上位机开发(可变色画布和自制绘图板)

3. 创建滑条-ceateTrackBar

用终端的方式, 也有它的弊端, 主要是我没办法从交互界面上去规范它输入的值.

于是我就用到了我们的TrackBar 组件.

首先我们需要创建一个Trackbar , 调用createTrackbar 这个函数

cv2.createTrackbar(trackbar_name,window_name,min_value,max_value,callback_func) 

依次传入的函数

  • trackbar_name 滑条的名称,获取这个滑条的数值也是通过名称
  • window_name 滑条所在窗口 (window) 的名称
  • min_value 滑条最小值
  • max_value 滑条最大值
  • callback_func 回调函数,这个参数其实类似C语言中的函数指针,我传入的是函数名称,每次滑条被拖动的时候,都会执行这个函数.

例如:

# 这个nothing的意思就是啥也不做。 def nothing(x): pass cv2.createTrackbar('gray_value','image',0,255,nothing) 

这里的nothing(x) , 被传入的x 实际上是滑条的当前取值

你也可以改成这样, 看一下x 的值。

# 这个nothing的意思就是啥也不做。 def nothing(x): print(x) cv2.createTrackbar('gray_value','image',0,255,nothing) 

x 是我命名的值, 你可以命名为任意名称

4. 灰度图调色板 - V1

这里, 我们来演示, 不用回调函数的解决方法。

定时每隔1ms刷新画面, 这种方式比较低效, 即便值没有被修改1s也会修改1000次。

'''
滑块调色板 - v1 比较傻的版本
''' import cv2 import numpy as np # 初始化灰度图的画布 def createGrayscaleCanvas(width, height, color=255): canvas = np.ones((height, width), dtype="uint8") canvas[:] = color return canvas

cv2.namedWindow('image') # 函数原型 # createTrackbar(trackbarName, windowName, value, count, onChange) -> None # 解释 # 在window‘iamge’ 上创建一个滑动条,起名为Channel_XXX, 设定滑动范围为0-255,  # onChange事件回调 啥也不做 def nothing(x): pass cv2.createTrackbar('gray_value','image',0,255,nothing) print("进入Grayscale滑块实验, 键盘按e退出程序") img = None # 每隔1ms检查更新一次。 while(True): # 程序跳出判断 最多等待1毫秒 k = cv2.waitKey(1) # 如果key是e键就退出程序 if k == ord('e'): break # 获取当前滑条的值 gvalue = cv2.getTrackbarPos('gray_value','image') # 创建新的画布 img = createGrayscaleCanvas(500, 500, color=gvalue) # 显示更新后的图片 cv2.imshow('image',img) cv2.destroyAllWindows() 

效果展示:

python开发之HighGUI上位机开发(可变色画布和自制绘图板)

5. 灰度图调色板 - V2

我们首先创建一个名字叫做gray_valuetrackbar。 这个trackbarimage 窗口上。

最小取值是0, 最大取值是255, 修改时候的回调函数是updateImg

cv2.createTrackbar('gray_value','image',0,255,updateImg) 

那我们来看一下updateImg 图像更新的函数。 每次trackbar修改的时候, 就会给函数updateImg 传入当前的值gvalue

然后我们创建一个新的图片, 并在image 窗口展示。

# 更新画布 def updateImg(gvalue): img = createGrayscaleCanvas(500, 500, color=gvalue) # 显示更新后的图片 cv2.imshow('image',img) 

完整的程序:

'''
滑块调色板 - v2 回调函数
''' import cv2 import numpy as np # 初始化灰度图的画布 def createGrayscaleCanvas(width, height, color=255): canvas = np.ones((height, width), dtype="uint8") canvas[:] = color return canvas # 更新画布 def updateImg(gvalue): img = createGrayscaleCanvas(500, 500, color=gvalue) # 显示更新后的图片 cv2.imshow('image',img) cv2.namedWindow('image') # 初始化画布 updateImg(0) cv2.createTrackbar('gray_value','image',0,255,updateImg) print("进入Grayscale滑块实验, 键盘按e退出程序") img = None # 接收按键事件, 判断是否退出 while cv2.waitKey(0) != ord('e'): continue cv2.destroyAllWindows() 

效果展示:

python开发之HighGUI上位机开发(可变色画布和自制绘图板)

6. 自制:RGB三通道的带Trackbar的调色板

看到这里, 相信你已经掌握了如何创建画布与HighGUI组件中的Trackbar的使用。 接下来就是如何创建一个可以调RGB三通道的调色板。

思路:你需要创建三个TrackBar,分别记录三个通道的值。然后你拖动TrackBar触发更新当前color的事件,接下来,重新渲染画布。

我这提供一个代码模板:可以自己尝试一些如何自制:

'''
滑块调色板 - V2 利用回调更新窗口图像
''' import cv2 import numpy as np # 创建一个空白画布 canvas = np.zeros((300,512,3), np.uint8) # 色块的颜色 color = (0, 0, 0) # 更新图像,并且刷新windows def updateImage(): '''
    请填入你的代码
    ''' # 更新颜色 def updateColor(x): '''
        请填入代码
    ''' cv2.namedWindow('image') # 函数原型 # createTrackbar(trackbarName, windowName, value, count, onChange) -> None # 解释 # 在window‘iamge’ 上创建一个滑动条,起名为Channel_XXX, 设定滑动范围为0-255,  # onChange事件回调 啥也不做 cv2.createTrackbar('Channel_Red','image',0,255,updateColor) cv2.createTrackbar('Channel_Green','image',0,255,updateColor) cv2.createTrackbar('Channel_Blue','image',0,255,updateColor) print("进入RGB滑块实验, 键盘按e退出程序") # 首次初始化窗口的色块 # 后面的更新 都是由getTrackbarPos产生变化而触发 updateImage() while cv2.waitKey(0) != ord('e'): continue cv2.destroyAllWindows() 

项目实战-自制绘图板

1. 实战:绘图板v1-圆形点点

我们首先设定一个鼠标回调事件,我们需要指定窗口名称windowName , 只在这个指定窗口下触发事件.

然后我们需要指定一下,当Mouse事件触发时, 对应相应的回调函数onMouse

# 设置鼠标事件回调 cv2.setMouseCallback(windowName,onMouse) 

使用举例

# 设置鼠标事件回调 cv2.setMouseCallback('image',draw_circle) 

当每次鼠标事件产生的时候,例如鼠标移动鼠标点击等,就会触发draw_circle这个函数。

完整代码:

'''
鼠标 每次双击,触发回调函数, 在点击处绘制一个圆圈

''' import cv2 import numpy as np # 鼠标回调函数  # x, y 都是相对于窗口内的图像的位置 def draw_circle(event,x,y,flags,param): # 判断事件是否为 Left Button Double Clicck  if event == cv2.EVENT_LBUTTONDBLCLK: cv2.circle(img,(x,y),20,(255,0,0),-1) # 创建一个黑色图像,并绑定窗口和鼠标回调函数  img = np.zeros((512,512,3), np.uint8) cv2.namedWindow('image') # 设置鼠标事件回调 cv2.setMouseCallback('image',draw_circle) while(True): cv2.imshow('image',img) if cv2.waitKey(20) == ord('q'): break cv2.destroyAllWindows() # 保存图片 cv2.imwrite("MousePaint01.png", img) 

(0,0,255)画红点:

python开发之HighGUI上位机开发(可变色画布和自制绘图板)
(255,0,0)画蓝点:

python开发之HighGUI上位机开发(可变色画布和自制绘图板)

2. 实战:绘图板v2-线条绘制

有了单个圆圈的绘制, 我们想一下, 如何才能绘制一条曲线呢?

如果我移动鼠标的时候,一直绘制圆圈, 鼠标慢慢移动,这个轨迹不就是一个有宽度的曲线嘛~~

关键点在于, 我们需要判断,鼠标是否按下, 以此来判定是否需要绘制图片。

2.1 绘图板v2源码

我们先来看一下,不用flags参数我们需要如何实现。

我们使用isMouseLBDown 这个布尔值,记录当前鼠标的状态

'''
 鼠标按下绘制线条

''' import cv2 import numpy as np # 鼠标回调函数  # x, y 都是相对于窗口内的图像的位置 isMouseLBDown = False def draw_circle(event,x,y,flags,param): # 判断事件是否为 Left Button Double Clicck  print(event) global isMouseLBDown if event == cv2.EVENT_LBUTTONDOWN: # 检测到鼠标左键按下 print("mouse down") isMouseLBDown = True cv2.circle(img,(x,y),5,(255,0,0),-1) elif event == cv2.EVENT_LBUTTONUP: # 检测到鼠标左键抬起 isMouseLBDown = False print("mouse up") elif event == cv2.EVENT_MOUSEMOVE: if isMouseLBDown: print("drawing") cv2.circle(img,(x,y),5,(255,0,0),-1) # 创建一个黑色图像,并绑定窗口和鼠标回调函数  img = np.zeros((512,512,3), np.uint8) cv2.namedWindow('image') # 设置鼠标事件回调 cv2.setMouseCallback('image',draw_circle) while(True): cv2.imshow('image',img) if cv2.waitKey(1) == ord('q'): break cv2.destroyAllWindows() cv2.imwrite("MousePaint02.png", img) 

当然, 我们有了flags参数EVENT_FLAG_LBUTTON 本身就可以判定鼠标左键是否按下, 所以改写一下:

'''
 鼠标按下绘制线条

''' import cv2 import numpy as np # 鼠标回调函数  # x, y 都是相对于窗口内的图像的位置 def draw_circle(event,x,y,flags,param): if flags == cv2.EVENT_FLAG_LBUTTON: cv2.circle(img,(x,y),5,(255,0,0),-1) # 创建一个黑色图像,并绑定窗口和鼠标回调函数  img = np.zeros((512,512,3), np.uint8) cv2.namedWindow('image') # 设置鼠标事件回调 cv2.setMouseCallback('image',draw_circle) while(True): cv2.imshow('image',img) if cv2.waitKey(1) == ord('q'): break cv2.destroyAllWindows() cv2.imwrite("MousePaint03.png", img) 

看, 是不是通过flags参数, 大大减少了你的代码复杂度

我猜你的内心独白可能是这样的:“”哦,原来flags是这么用的。“

看我灵魂画手:

python开发之HighGUI上位机开发(可变色画布和自制绘图板)

2.2 存在问题

  1. 如果鼠标运动快了, 就会变成散点, 不连续。
  2. 只支持单个颜色, 不美丽。
  3. 不支持调节笔刷粗细。

3. 实战:绘图板v3-彩色线条笔触调节

3.1 绘图板v3源码

'''
 鼠标按下绘制线条 可以调整线条粗细 变换颜色
 线条也更流畅
''' import cv2 import numpy as np  

isMouseLBDown = False # 判断鼠标是否摁下的标志 circleColor = (0, 0, 0) # 画笔的颜色 circleRadius = 5 # 画笔的粗细 lastPoint = (0, 0) # 鼠标回调函数  绘制图像  # x, y 都是相对于窗口内的图像的位置 def draw_circle(event,x,y,flags,param): # 判断事件是否为 Left Button Double Clicck  # print(event) global img global isMouseLBDown global color global lastPoint if event == cv2.EVENT_LBUTTONDOWN: # 检测到鼠标左键按下 # print("mouse down") isMouseLBDown = True cv2.circle(img,(x,y), int(circleRadius/2), circleColor,-1) lastPoint = (x, y) elif event == cv2.EVENT_LBUTTONUP: # 检测到鼠标左键抬起 isMouseLBDown = False # print("mouse up") elif event == cv2.EVENT_MOUSEMOVE: if isMouseLBDown: # print("drawing") cv2.line(img, pt1=lastPoint, pt2=(x, y), color=circleColor, thickness=circleRadius) lastPoint = (x, y) # cv2.circle(img,(x,y), circleRadius, circleColor,-1) # 更新颜色 def updateCircleColor(x): global circleColor global colorPreviewImg

    r = cv2.getTrackbarPos('Channel_Red','image') g = cv2.getTrackbarPos('Channel_Green','image') b = cv2.getTrackbarPos('Channel_Blue','image') circleColor = (b, g, r) colorPreviewImg[:] = circleColor # 更新画笔的宽度 def updateCircleRadius(x): global circleRadius global radiusPreview

    circleRadius = cv2.getTrackbarPos('Circle_Radius', 'image') # 重置画布 radiusPreview[:] = (255, 255, 255) # 绘制圆形 cv2.circle(radiusPreview, center=(50, 50), radius=int(circleRadius / 2), color=(0, 0, 0), thickness=-1) # 创建一个画布,并绑定窗口和鼠标回调函数 img = np.ones((512,512,3), np.uint8) img[:] = (255, 255, 255) # 用于预览画笔的颜色 colorPreviewImg = np.ones((100, 100, 3), np.uint8) colorPreviewImg[:] = (0, 0, 0) # 用于预览画笔的粗细 radiusPreview = np.ones((100, 100, 3), np.uint8) radiusPreview[:] = (255, 255, 255) # 用于展示绘图区域的窗口 cv2.namedWindow('image') # 用于预览颜色的窗口 cv2.namedWindow('colorPreview') # 用于预览画笔宽度的窗口 cv2.namedWindow('radiusPreview') # 在window‘image’ 上创建一个滑动条,起名为Channel_XXX, 设定滑动范围为0-255,  # onChange事件回调 啥也不做 cv2.createTrackbar('Channel_Red','image',0,255,updateCircleColor) cv2.createTrackbar('Channel_Green','image',0,255,updateCircleColor) cv2.createTrackbar('Channel_Blue','image',0,255,updateCircleColor) cv2.createTrackbar('Circle_Radius','image',1,20,updateCircleRadius) # 设置鼠标事件回调 cv2.setMouseCallback('image',draw_circle) while(True): cv2.imshow('colorPreview', colorPreviewImg) cv2.imshow('radiusPreview', radiusPreview) cv2.imshow('image',img) if cv2.waitKey(1) == ord('q'): break cv2.destroyAllWindows() cv2.imwrite("MousePaint04.png", img) 

3.2 博主的灵魂画作

python开发之HighGUI上位机开发(可变色画布和自制绘图板)
python开发之HighGUI上位机开发(可变色画布和自制绘图板)

本文地址:https://blog.csdn.net/ywsydwsbn/article/details/108262483