OpenCV 之ios 随机数发生器&绘制文字
2019-11-05 本文已影响0人
充满活力的早晨
1.目的
本节你将学到:
2代码
#ifdef __cplusplus
#import <opencv2/opencv.hpp>
#import <opencv2/imgcodecs/ios.h>
#import <opencv2/imgproc.hpp>
#import <opencv2/highgui.hpp>
#import <opencv2/core/operations.hpp>
#import <opencv2/core/core_c.h>
using namespace cv;
using namespace std;
#endif
const int NUMBER = 100;
float window_height =900;
float window_width =600;
int x_1 = -window_width/2;
int x_2 = window_width*3/2;
int y_1 = -window_width/2;
int y_2 = window_width*3/2;
#import "RandomAndTextViewController.h"
@interface RandomAndTextViewController ()
@end
@implementation RandomAndTextViewController
RNG rng( 0xFFFFFFFF);
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
Mat image = Mat::zeros( window_height, window_width, CV_8UC3);
UIImageView *imageView;
[self Drawing_Random_Lines:image];
[self Drawing_Random_Rectangles:image];
[self Drawing_Random_Ellipses:image];
[self Drawing_Random_Polylines:image];
[self Drawing_Random_Filled_Polygons:image];
[self Drawing_Random_Circles:image];
[self Displaying_Random_Text:image];
imageView = [self createImageViewInRect:self.view.bounds];
[self.view addSubview:imageView];
imageView.image = [self UIImageFromCVMat:image];
// [self Displaying_Big_End:image];
}
-(void)Drawing_Random_Lines:(Mat)image{
cv::Point pt1, pt2;
for( int i = 0; i < NUMBER; i++ )
{
pt1.x = rng.uniform( x_1, x_2 );
pt1.y = rng.uniform( y_1, y_2 );
pt2.x = rng.uniform( x_1, x_2 );
pt2.y = rng.uniform( y_1, y_2 );
line(image, pt1, pt2, [self randomColor], rng.uniform(1, 10), 8 );
}
}
-(void)Drawing_Random_Rectangles:(Mat)image{
cv::Point pt1, pt2;
int lineType = 8;
int thickness = rng.uniform( -3, 10 );
for( int i = 0; i < NUMBER; i++ )
{
pt1.x = rng.uniform( x_1, x_2 );
pt1.y = rng.uniform( y_1, y_2 );
pt2.x = rng.uniform( x_1, x_2 );
pt2.y = rng.uniform( y_1, y_2 );
rectangle( image, pt1, pt2, [self randomColor], MAX( thickness, -1 ), lineType );
}
}
-(void)Drawing_Random_Ellipses:(Mat)image{
int lineType = 8;
for ( int i = 0; i < NUMBER; i++ )
{
cv::Point center;
center.x = rng.uniform(x_1, x_2);
center.y = rng.uniform(y_1, y_2);
cv::Size axes;
axes.width = rng.uniform(0, 200);
axes.height = rng.uniform(0, 200);
double angle = rng.uniform(0, 180);
ellipse( image, center, axes, angle, angle - 100, angle + 200,
[self randomColor], rng.uniform(-1,9), lineType );
}
}
-(void)Drawing_Random_Polylines:(Mat)image{
int lineType = 8;
for( int i = 0; i< NUMBER; i++ )
{
cv::Point pt[2][3];
pt[0][0].x = rng.uniform(x_1, x_2);
pt[0][0].y = rng.uniform(y_1, y_2);
pt[0][1].x = rng.uniform(x_1, x_2);
pt[0][1].y = rng.uniform(y_1, y_2);
pt[0][2].x = rng.uniform(x_1, x_2);
pt[0][2].y = rng.uniform(y_1, y_2);
pt[1][0].x = rng.uniform(x_1, x_2);
pt[1][0].y = rng.uniform(y_1, y_2);
pt[1][1].x = rng.uniform(x_1, x_2);
pt[1][1].y = rng.uniform(y_1, y_2);
pt[1][2].x = rng.uniform(x_1, x_2);
pt[1][2].y = rng.uniform(y_1, y_2);
const cv::Point* ppt[2] = {pt[0], pt[1]};
int npt[] = {3, 3};
polylines(image, ppt, npt, 2, true, [self randomColor], rng.uniform(1,10), lineType);
}
}
-(void)Drawing_Random_Filled_Polygons:(Mat)image{
int lineType = 8;
for ( int i = 0; i < NUMBER; i++ )
{
cv::Point pt[2][3];
pt[0][0].x = rng.uniform(x_1, x_2);
pt[0][0].y = rng.uniform(y_1, y_2);
pt[0][1].x = rng.uniform(x_1, x_2);
pt[0][1].y = rng.uniform(y_1, y_2);
pt[0][2].x = rng.uniform(x_1, x_2);
pt[0][2].y = rng.uniform(y_1, y_2);
pt[1][0].x = rng.uniform(x_1, x_2);
pt[1][0].y = rng.uniform(y_1, y_2);
pt[1][1].x = rng.uniform(x_1, x_2);
pt[1][1].y = rng.uniform(y_1, y_2);
pt[1][2].x = rng.uniform(x_1, x_2);
pt[1][2].y = rng.uniform(y_1, y_2);
const cv::Point* ppt[2] = {pt[0], pt[1]};
int npt[] = {3, 3};
fillPoly( image, ppt, npt, 2,[self randomColor], lineType );
}
}
-(void)Drawing_Random_Circles:(Mat)image{
int lineType = 8;
for (int i = 0; i < NUMBER; I++)
{
cv::Point center;
center.x = rng.uniform(x_1, x_2);
center.y = rng.uniform(y_1, y_2);
circle( image, center, rng.uniform(0, 300), [self randomColor],
rng.uniform(-1, 9), lineType );
}
}
-(void)Displaying_Random_Text:(Mat)image{
int lineType = 8;
for ( int i = 1; i < NUMBER; i++ )
{
cv::Point org;
org.x = rng.uniform(x_1, x_2);
org.y = rng.uniform(y_1, y_2);
putText( image, "Testing text rendering", org, rng.uniform(0,8),
rng.uniform(0,100)*0.05+0.1,[self randomColor], rng.uniform(1, 10), lineType);
}
}
-(void)Displaying_Big_End:(Mat)image{
cv::Size textsize = getTextSize("OpenCV forever!", FONT_HERSHEY_COMPLEX, 3, 5, 0);
cv::Point org((window_width - textsize.width)/2, (window_height - textsize.height)/2);
int lineType = 8;
Mat image2;
UIImageView * imageView;
for( int i = 0; i < 255; i += 2 )
{
image2 = image - Scalar::all(i);
putText( image2, "OpenCV forever!", org, FONT_HERSHEY_COMPLEX, 3,
Scalar(i, i, 255), 5, lineType );
imageView = [self createImageViewInRect:self.view.bounds];
[self.view addSubview:imageView];
imageView.image = [self UIImageFromCVMat:image2];
}
}
-(Scalar)randomColor{
int icolor = (unsigned) rng;
return Scalar( icolor&255, (icolor>>8)&255, (icolor>>16)&255 );
}
#pragma mark - private
-(UIImage *)UIImageFromCVMat:(cv::Mat)cvMat
{
// mat 是brg 而 rgb
Mat src;
NSData *data=nil;
CGBitmapInfo info =kCGImageAlphaNone|kCGBitmapByteOrderDefault;
CGColorSpaceRef colorSpace;
if (cvMat.elemSize() == 1) {
colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray();
data= [NSData dataWithBytes:cvMat.data length:cvMat.elemSize()*cvMat.total()];
} else if(cvMat.elemSize() == 3){
cvtColor(cvMat, src, COLOR_BGR2RGB);
data= [NSData dataWithBytes:src.data length:src.elemSize()*src.total()];
colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
}else{
colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
cvtColor(cvMat, src, COLOR_BGRA2RGBA);
data= [NSData dataWithBytes:src.data length:src.elemSize()*src.total()];
info =kCGImageAlphaNoneSkipLast | kCGBitmapByteOrderDefault;
}
CGDataProviderRef provider = CGDataProviderCreateWithCFData((__bridge CFDataRef)data);
// Creating CGImage from cv::Mat
CGImageRef imageRef = CGImageCreate(cvMat.cols, //width
cvMat.rows, //height
8, //bits per component
8 * cvMat.elemSize(), //bits per pixel
cvMat.step[0], //bytesPerRow
colorSpace, //colorspace
kCGImageAlphaNone|kCGBitmapByteOrderDefault,// bitmap info
provider, //CGDataProviderRef
NULL, //decode
false, //should interpolate
kCGRenderingIntentAbsoluteColorimetric //intent
);
// Getting UIImage from CGImage
UIImage *finalImage = [UIImage imageWithCGImage:imageRef];
CGImageRelease(imageRef);
CGDataProviderRelease(provider);
CGColorSpaceRelease(colorSpace);
return finalImage;
}
/*
#pragma mark - Navigation
// In a storyboard-based application, you will often want to do a little preparation before navigation
- (void)prepareForSegue:(UIStoryboardSegue *)segue sender:(id)sender {
// Get the new view controller using [segue destinationViewController].
// Pass the selected object to the new view controller.
}
*/
@end
3.说明
- 1.让我们检视 main 函数。我们发现第一步是实例化一个 Random Number Generator（随机数发生器对象） (RNG):
RNG rng( 0xFFFFFFFF );
RNG的实现了一个随机数发生器。 在上面的例子中, rng 是用数值 0xFFFFFFFF 来实例化的一个RNG对象。
- 2.然后我们初始化一个 0 矩阵(代表一个全黑的图像), 并且指定它的宽度，高度，和像素格式:
Mat image = Mat::zeros( window_height, window_width, CV_8UC3 );
- 3.然后我们开始疯狂的绘制。看过代码时候你会发现它主要分八个部分，正如函数定义的一样：
[self Drawing_Random_Lines:image];
[self Drawing_Random_Rectangles:image];
[self Drawing_Random_Ellipses:image];
[self Drawing_Random_Polylines:image];
[self Drawing_Random_Filled_Polygons:image];
[self Drawing_Random_Circles:image];
[self Displaying_Random_Text:image];
[self Displaying_Big_End:image];
所有这些范数都遵循相同的模式，所以我们只分析其中的一组，因为这适用于所有。
- 查看函数 Drawing_Random_Lines:
-(void)Drawing_Random_Lines:(Mat)image{
cv::Point pt1, pt2;
for( int i = 0; i < NUMBER; i++ )
{
pt1.x = rng.uniform( x_1, x_2 );
pt1.y = rng.uniform( y_1, y_2 );
pt2.x = rng.uniform( x_1, x_2 );
pt2.y = rng.uniform( y_1, y_2 );
line(image, pt1, pt2, [self randomColor], rng.uniform(1, 10), 8 );
}
}
- for 循环将重复 NUMBER 次。 并且函数 line 在循环中, 这意味着要生成 NUMBER 条线段。
- 线段的两个端点分别是 pt1 和 pt2. 对于 pt1 我们看到:
我们知道 rng 是一个 随机数生成器 对象。在上面的代码中我们调用了 rng.uniform(a,b) 。这指定了一个在 a 和 b 之间的均匀分布(包含 a, 但不含 b)。
由上面的说明，我们可以推断出 pt1 和 pt2 将会是随机的数值，因此产生的线段是变幻不定的，这会产生一个很好的视觉效果（从下面绘制的图片可以看出）。
我们还可以发现, 在 line 的参数设置中，对于 color 的设置我们用了：-(Scalar)randomColor{ int icolor = (unsigned) rng; return Scalar( icolor&255, (icolor>>8)&255, (icolor>>16)&255 ); }正如我们看到的，函数的返回值是一个用三个随机数初始化的 Scalar 对象，这三个随机数代表了颜色的 R, G, B 分量。所以，线段的颜色也是随机的！
- 5上面的解释同样适用于其它的几何图形，比如说参数 center（圆心） 和 vertices（顶点） 也是随机的。
- 在结束之前，我们还应该看看函数 Display_Random_Text 和 Displaying_Big_End, 因为它们有一些有趣的特征:
- 7.Display_Random_Text:
-(void)Displaying_Random_Text:(Mat)image{
int lineType = 8;
for ( int i = 1; i < NUMBER; i++ )
{
cv::Point org;
org.x = rng.uniform(x_1, x_2);
org.y = rng.uniform(y_1, y_2);
putText( image, "Testing text rendering", org, rng.uniform(0,8),
rng.uniform(0,100)*0.05+0.1,[self randomColor], rng.uniform(1, 10), lineType);
}
}
函数 putText 都做了些什么？在我们的例子中：
- 在 image 上绘制文字 “Testing text rendering” 。
- 文字的左下角将用点 org 指定。
- 字体参数是用一个在[0,8)之间的整数来定义。
- 字体的缩放比例是用表达式 rng.uniform(0, 100)x0.05 + 0.1 指定(表示它的范围是 [0.1,5.1)
- 字体的颜色是随机的 (记为 [self randomColor])。
- 字体的粗细范围是从 1 到 10, 表示为 rng.uniform(1,10) 。
因此, 我们将绘制 (与其余函数类似) NUMBER 个文字到我们的图片上，以位置随机的方式。
- 8 Displaying_Big_End
-(void)Displaying_Big_End:(Mat)image{
cv::Size textsize = getTextSize("OpenCV forever!", FONT_HERSHEY_COMPLEX, 3, 5, 0);
cv::Point org((window_width - textsize.width)/2, (window_height - textsize.height)/2);
int lineType = 8;
Mat image2;
for( int i = 0; i < 255; i += 2 )
{
image2 = image - Scalar::all(i);
putText( image2, "OpenCV forever!", org, FONT_HERSHEY_COMPLEX, 3,
Scalar(i, i, 255), 5, lineType );
}
}
除了 getTextSize (用于获取文字的大小参数), 我们可以发现在 for 循环里的新操作：
image2 = image - Scalar::all(i)
**image2** 是 **image** 和 **Scalar::all(i)** 的差。事实上，**image2** 的每个像素都是 **image** 的每个像素减去 **i** (对于每个像素，都是由R，G，B三个分量组成，每个分量都会独立做差)的差。
我们还要知道，减法操作 总是 保证是 合理 的操作, 这表明结果总是在合理的范围内 (这个例子里结果不会为负数，并且保证在 0～255的合理范围内)。
5结果
截取一部分结果展示
