OpenCV-Python快速入门系列16多边形填充与绘制

前言

在计算机视觉任务中，绘制和填充多边形是基本技能，例如用于物体标注或区域分割的可视化。OpenCV 提供了多种方法实现多边形绘制和填充，其中包括 cv.polylines、cv.fillPoly 和 cv.drawContours 等。本文通过一个示例讲解如何灵活地绘制和填充多边形。

完整代码

import cv2 as cv
import numpy as np

def polyline_draw_demo():
    # 创建一个黑色画布
    image = np.zeros((512, 512, 3), dtype=np.uint8)

    # 定义多边形顶点
    pts = np.array([[100, 100], [350, 100], [450, 280], [320, 450], [80, 400]], dtype=np.int32)

    # 方法1：使用 cv.polylines 绘制多边形边框
    # cv.polylines(image, [pts], isClosed=True, color=(0, 0, 255), thickness=2)

    # 方法2：使用 cv.fillPoly 填充多边形
    # cv.fillPoly(image, [pts], (255, 0, 255))

    # 方法3：使用 cv.drawContours 绘制多边形边框
    cv.drawContours(image, [pts], contourIdx=-1, color=(0, 255, 0), thickness=1)

    # 方法4：使用 cv.drawContours 填充多边形边框并且填充
    cv.drawContours(image, [pts], contourIdx=-1, color=(0, 255, 0), thickness=-1)

    # 显示结果
    cv.imshow("Polyline", image)
    cv.waitKey(0)
    cv.destroyAllWindows()

# 调用函数
polyline_draw_demo()

代码详解

方法1：cv.polylines

用于绘制多边形的边框：

cv.polylines(image, [pts], isClosed=True, color=(0, 0, 255), thickness=2)

• 参数说明：
  • image: 绘制的目标图像。
  • [pts]: 多边形顶点列表，必须用方括号包裹。
  • isClosed=True: 指定是否闭合多边形。
  • color=(0, 0, 255): 边框颜色，BGR 格式，这里是红色。
  • thickness=2: 边框的线宽。

方法2：cv.fillPoly

用于填充多边形区域：

cv.fillPoly(image, [pts], (255, 0, 255))

• 参数说明：
  • image: 绘制的目标图像。
  • [pts]: 多边形顶点列表，必须用方括号包裹。
  • (255, 0, 255): 填充颜色，BGR 格式，这里是紫色。

方法3和4：cv.drawContours

用于绘制或填充多边形：

cv.drawContours(image, [pts], contourIdx=-1, color=(0, 255, 0), thickness=1)
cv.drawContours(image, [pts], contourIdx=-1, color=(0, 255, 0), thickness=-1)

• 参数说明：
  • image: 绘制的目标图像。
  • [pts]: 多边形顶点列表，必须用方括号包裹。
  • contourIdx=-1: 表示绘制所有轮廓，单一轮廓也用 -1。
  • color=(0, 255, 0): 绘制颜色，BGR 格式，这里是绿色。
  • thickness=1: 边框线宽，thickness=-1 表示填充区域。

不同方法的优缺点分析

方法1：cv.polylines

• 优点：
  • 语义明确，专用于绘制多边形的边框。
  • 提供 isClosed 参数，方便绘制非闭合多边形。
• 缺点：
  • 仅能绘制边框，不能直接填充区域。

方法2：cv.fillPoly

• 优点：
  • 高效填充多边形区域。
  • 简单直接，适合需要填充区域的场景。
• 缺点：
  • 无法绘制边框，只能填充。

方法3和4：cv.drawContours

• 优点：
  • 功能灵活，既可以绘制边框，也可以填充区域。
  • 更适合复杂的形状（如嵌套轮廓、多重区域）。
• 缺点：
  • 参数较多，初学者可能不容易理解。
  • 如果只需要简单的边框或填充，用它可能显得冗余。