canvas画布会黑屏吗_python开发之HighGUI上位机开发（三）——项目实战：可变色画布和自制绘图板...
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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。
keywords：highgui 可变色 画布 RGB Trackbar 绘图板 Painter 鼠标事件监听
”
01
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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 npimport 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()
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input，input 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：
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：
5. 灰度图调色板 - V2
我们首先创建一个名字叫做gray_value 的trackbar。这个trackbar在image 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:
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()02
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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：
(255,0,0)画蓝点：
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：
2.2 存在问题
如果鼠标运动快了， 就会变成散点， 不连续。
只支持单个颜色， 不美丽。
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
03
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备注
创作不易，各位老铁来个三连击鼓励鼓励一下博主啥。
博文中有自己动手去做的一个小项目，大家可以自己尝试的去做，也不能全靠开源，是吧，还是需要自己多多动手，将bug一个个扫除，fighting。。。。。
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