OpenCV.图形绘制.箭头

这篇博客介绍如何在JavaFX应用中利用OpenCV的arrowedLine()函数绘制箭头。通过创建一个线程处理图像处理任务,读取指定路径的图片,然后在图像上绘制箭头并转换为JavaFX可显示的图像格式。代码示例展示了如何从文件选择器获取图像文件,调用OpenCV的箭头绘制方法,并将结果设置到ImageView组件中。

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箭头绘制

在OpenCV中箭头的绘制依赖于arrowedLine() 该函数。该函数的一个重载函数如下:
Imgproc.arrowedLine(mat, pt1, pt2, color, thickness);
各参数解释如下:

  • mat
    表示要在其上绘制箭头的图像的Mat对象。

  • pt1pt2
    两个Point对象,表示要绘制的箭头的点。其中pt1系起点,pt2系箭头点。

  • color
    表示矩形颜色的标量对象(BGR)。

  • thickness
    表示厚度。

Java代码(JavaFX Controller层)

public class Controller{
   

    @FXML private Text fxText;
    @FXML private ImageView imageView;

    @FXML public void handleButtonEvent(ActionEvent actionEvent) throws IOException {
   

        Node source = (Node) actionEvent.getSource();
        Window theStage = source.getScene().getWindow();
        FileChooser fileChooser = new FileChooser
<think>好的,我现在需要帮助用户在Visual Studio 2019中使用C++OpenCV绘制逆时针方向的任意角度圆弧。用户还要求示例代码。首先,我得回顾OpenCV绘制圆弧的函数和相关参数。 记得OpenCV的ellipse函数可以用来椭圆弧,可能可以用来实现圆弧绘制。查阅资料,发现cv::ellipse函数有一个重载版本,可以指定起始和结束角度,以及旋转角度。不过用户需要的是逆时针方向,需要确认角度方向是否符合。 根据引用[2],旋转角度在CSS中是顺时针为正,但OpenCV中的坐标系可能不同。OpenCV图像坐标系原点在左上角,x轴向右,y轴向下。在数学中,角度通常是逆时针为正,但在图像处理中可能相反。需要确认ellipse函数的角度方向。 查看OpenCV文档,发现ellipse函数的参数包括中心点、轴长、旋转角度、起始角度和结束角度。起始和结束角度是以度为单位,从x轴正方向开始,顺时针测量。因此,如果要逆时针绘制,可能需要调整起始和结束角度,或者旋转角度设置为负值? 例如,要逆时针从30度到150度圆弧,可能需要将起始角度设为30,结束角度设为150,但由于默认是顺时针,这样会得到顺时针的弧。因此,要逆时针,可能需要起始角度大于结束角度。比如,起始角度150,结束角度30,这样在顺时针绘制时,实际是逆时针的弧。或者是否有参数可以指定方向? 或者,通过设置旋转角度为负值?根据引用[2],旋转角度正值为顺时针,负值为逆时针。但不确定是否适用于OpenCV的ellipse函数。需要验证。 假设用户想绘制一个圆弧,中心在(300,300),半径100,起始角度30度,结束角度150度,逆时针方向。根据OpenCV的ellipse函数,起始和结束角度是相对于椭圆的旋转后的坐标系。如果椭圆是圆,则旋转角度为0,那么起始角度30到结束角度150度默认是顺时针绘制的120度圆弧。如果要逆时针,可能需要起始角度设为150,结束角度30,这样绘制的是顺时针的210度圆弧,但实际需要的部分是逆时针的120度。这样可能行不通,因为这样会绘制较大的弧。 或者,是否可以通过设置参数来指定是否为小弧或大弧?可能没有这个参数。所以可能需要调整起始和结束角度,使得起始角度大于结束角度,这样OpenCV会按顺时针方向绘制,但实际效果是逆时针的弧? 例如,起始角度=150,结束角度=30,这样绘制的弧是顺时针从150到30,即逆时针方向从30到150。这可能需要测试。 或者,使用数学中的极坐标方程生成点,然后连接这些点形成圆弧。这可能更灵活,但代码量更大。 先尝试使用ellipse函数。假设用户需要绘制圆弧,可以这样做: cv::ellipse(img, center, axes, 0, start_angle, end_angle, color, thickness); 这里,axes是椭圆的长短轴,如果是圆,则axes为Size(radius, radius)。旋转角度设为0,起始角度start_angle和结束角度end_angle。因为OpenCV默认顺时针绘制,所以如果start_angle小于end_angle,弧是顺时针的;如果start_angle大于end_angle,则是逆时针方向? 比如,start_angle=30,end_angle=150,顺时针绘制120度。如果start_angle=150,end_angle=30,则绘制210度的顺时针弧,但用户可能只需要120度的逆时针弧。这可能不行。所以可能需要另一种方法。 或者,调整旋转角度参数。例如,旋转角度设为-90度,但不确定。 或者,用户可能需要接受OpenCV默认的顺时针方向,通过调整起始和结束角度来模拟逆时针。比如,想要逆时针从30度到150度,即角度增加方向是逆时针,那么start_angle=30,end_angle=150,但OpenCV默认顺时针,所以实际绘制的弧会是顺时针的,即从30到150度,覆盖240度?这显然不对。 这里可能需要更仔细的分析。假设我们有一个圆,中心在(300,300),半径100。要逆时针从30度到150度,即120度的弧。在OpenCV中,ellipse函数的角度参数起始和结束是相对于x轴正方向,顺时针方向增加的。所以,当起始角度是30,结束角度是150时,绘制的弧是顺时针从30到150,即120度的弧。但用户想要的是逆时针方向,所以这个弧的方向是否正确? 或许用户不关心绘制的方向,只要弧的形状正确。但如果是绘制箭头或者有方向性的图形,方向就很重要。可能用户需要的是点按照逆时针顺序生成,所以可能需要手动计算点坐标。 另一种方法是使用cv::ellipse2Poly函数生成弧上的点,然后绘制这些点。例如: std::vector<cv::Point> points; cv::ellipse2Poly(center, axes, 0, start_angle, end_angle, delta, points); cv::polylines(img, points, false, color, thickness); 这里delta是角度步长。但需要注意起始和结束角度的顺序,以及方向。 或者,用户的问题可能只需要绘制弧的形状,而方向不影响显示,但用户明确要求逆时针方向,可能涉及绘制的顺序或后续处理。 现在需要给出一个示例代码。假设使用ellipse函数,正确的参数设置。例如,绘制逆时针的圆弧,可能需要将起始角度设为较大的值,结束角度设为较小的值,并设置旋转角度为0。例如,start_angle=150,end_angle=30,这样绘制的是顺时针的210度弧,但用户需要的是逆时针的120度。这可能不适用。 或者,是否可以通过设置旋转角度为负值?比如,旋转角度为-0度,起始角度30,结束150,这样可能改变方向?不确定。 可能在这种情况下,OpenCV的ellipse函数不支持直接逆时针绘制,所以需要手动生成点。例如,计算圆弧上的点,按逆时针方向,然后用polylines绘制。 例如,使用极坐标方程,从起始角度到结束角度,按逆时针方向步进,生成点坐标。 具体步骤: 1. 确定圆心(center),半径(radius),起始角度(start_angle),结束角度(end_angle),颜色,线宽等参数。 2. 计算圆弧上的点。因为OpenCV的坐标系中,y轴向下,所以角度计算可能需要调整。例如,数学中的角度是逆时针从x轴正方向开始,但OpenCV的坐标系中,y轴向下,所以可能需要将角度转换为顺时针方向? 或者,直接按数学中的极坐标计算,但结果在图像中的显示方向是否正确? 例如,假设起始角度是30度,结束角度是150度,逆时针方向。在数学坐标系中,这没问题。但在OpenCV中,y轴向下,因此30度的方向可能不同。需要调整角度。 例如,数学中的角度θ在OpenCV中可以表示为θ' = -θ + 90度?或者可能需要其他转换? 这可能比较复杂。或者,忽略坐标系的差异,直接按数学上的极坐标生成点,然后转换到OpenCV的坐标系。 例如,数学上的极坐标点(x,y) = (r*cosθ, r*sinθ),但在OpenCV中,原点在左上角,y轴向下,所以实际图像中的坐标是(center.x + x, center.y - y)。 所以,生成每个点的步骤是: for θ从start到end,步长delta: x = radius * cos(θ) y = radius * sin(θ) point在图像中的坐标为 (center.x + x, center.y - y) 然后将这些点连接起来。 但这样生成的弧是否是正确的逆时针方向? 例如,当θ从30度到150度,按逆时针方向步进,生成的点在数学坐标系中是逆时针的,在OpenCV的坐标系中,由于y轴反转,可能显示为顺时针?或者不影响,只要点的顺序正确,绘制出来的线就是正确的形状? 或者,可能生成的弧的形状是正确的,但方向是顺时针还是逆时针取决于点的顺序。例如,用polylines连接点,如果是按逆时针顺序生成的点,那么绘制的弧的方向可能不影响显示,除非有箭头等需要方向的情况。 所以,可能的解决方法是手动生成点,并确保点的顺序是逆时针方向。 示例代码的大致结构: #include <opencv2/opencv.hpp> #include <cmath> using namespace cv; int main() { Mat img(600, 600, CV_8UC3, Scalar(255, 255, 255)); // 白色背景 Point center(300, 300); int radius = 100; double start_angle = 30.0; // 起始角度,度 double end_angle = 150.0; // 结束角度,度 bool is_clockwise = false; // 逆时针 std::vector<Point> points; double delta_angle = 1.0; // 角度步长,度 if (!is_clockwise) { // 逆时针,角度递增 if (end_angle < start_angle) { end_angle += 360; } for (double theta = start_angle; theta <= end_angle; theta += delta_angle) { double radians = theta * CV_PI / 180.0; int x = center.x + radius * cos(radians); int y = center.y - radius * sin(radians); // y轴向下,所以减去 points.push_back(Point(x, y)); } } else { // 顺时针,角度递减 if (end_angle > start_angle) { end_angle -= 360; } for (double theta = start_angle; theta >= end_angle; theta -= delta_angle) { double radians = theta * CV_PI / 180.0; int x = center.x + radius * cos(radians); int y = center.y - radius * sin(radians); points.push_back(Point(x, y)); } } polylines(img, points, false, Scalar(0, 0, 255), 2); // 红色,线宽2 imshow("Arc", img); waitKey(0); return 0; } 这样,通过生成点的方式,可以控制方向。如果用户需要的是逆时针方向,设置is_clockwise为false,这样角度从start到end递增,生成的点的顺序是逆时针的。在绘制时,用polylines连接这些点,形成圆弧。 需要注意的是,当start_angle和end_angle的差超过360度时,应该调整步长。此外,可能需要处理角度范围,例如当逆时针时,如果start_angle=30,end_angle=150,正常处理;如果start_angle=150,end_angle=30(逆时针),则end_angle需要加上360变成390,这样循环从150到390,相当于150到30逆时针经过360度。 此外,这种方法可以确保点的顺序正确,绘制出的弧线方向正确。 然后,用户的问题是关于OpenCV的,所以示例代码应基于此方法。另外,可能需要提到使用ellipse函数的限制,即默认顺时针方向,无法直接逆时针,因此手动生成点更可靠。 总结步骤: 1. 确定圆心、半径、起始和结束角度。 2. 根据逆时针方向生成一系列点,使用极坐标方程转换到图像坐标系。 3. 使用polylines函数连接这些点。 这样,用户可以得到逆时针的圆弧。 最后,给出完整的示例代码,并解释关键部分。确保代码在VS2019中配置好OpenCV环境后可以运行。</think>在C++ OpenCV绘制逆时针圆弧需要结合极坐标计算和`cv::polylines`函数实现。OpenCV的`cv::ellipse`函数默认按顺时针方向绘制线[^2],因此需手动生成点坐标来控制方向。 ### 实现步骤 1. **参数设置**:定义圆心、半径、起止角度和方向标记 2. **坐标计算**:根据角度步长生成逆时针方向的点序列 3. **绘制图形**:使用`cv::polylines`连接所有点形成圆弧 ### 示例代码 ```cpp #include <opencv2/opencv.hpp> #include <vector> #include <cmath> using namespace cv; int main() { // 创建白色背景图像 Mat image(600, 600, CV_8UC3, Scalar(255, 255, 255)); Point center(300, 300); int radius = 100; double start_angle = 30.0; // 起始角度(度) double end_angle = 150.0; // 结束角度(度) bool clockwise = false; // 方向标记 std::vector<Point> contourPoints; const double angle_step = 1.0; // 角度步长 if (!clockwise) { // 处理角度跨过0度的情况 if (end_angle < start_angle) end_angle += 360; for (double theta = start_angle; theta <= end_angle; theta += angle_step) { double radian = theta * CV_PI / 180.0; int x = center.x + static_cast<int>(radius * std::cos(radian)); int y = center.y - static_cast<int>(radius * std::sin(radian)); // Y轴向下需取反 contourPoints.emplace_back(x, y); } } else { // 顺时针方向生成点 if (end_angle > start_angle) end_angle -= 360; for (double theta = start_angle; theta >= end_angle; theta -= angle_step) { double radian = theta * CV_PI / 180.0; int x = center.x + static_cast<int>(radius * std::cos(radian)); int y = center.y - static_cast<int>(radius * std::sin(radian)); contourPoints.emplace_back(x, y); } } // 绘制圆弧 polylines(image, contourPoints, false, Scalar(0, 0, 255), 2); // 显示结果 imshow("Arc Drawing Demo", image); waitKey(0); return 0; } ``` ### 关键说明 - **坐标系转换**:图像坐标系Y轴向下,计算时需对Y坐标取反 - **角度处理**:通过`end_angle += 360`处理跨过0度的情况 - **绘制函数**:`cv::polylines`的第三个参数设置为`false`表示不闭合曲线
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