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前言
在本篇中,将利用绘图函数,学习如何在实战项目中使用绘图,绘制模拟时钟显示当前时间。
模拟时钟外观
结合 OpenCV
中的绘图函数(例如,cv2.line()
、cv2.circle()
和 cv2.putText()
等),以渲染更高级的绘图,同时更好的理解和实际运用所了解的绘图函数。为了将所有绘图函数进行综合运用,构建一个模拟时钟来显示当前时间——包括时针、分针和秒针。
为了实现上述需求,编写 clock_appearance.py
脚本。clock_appearance.py
脚本使用 cv.line()
、 cv.circle()
和 cv2.putText()
绘制模拟时钟,首先绘制静态时钟外观,我们需要两个包含固定坐标的数组(至于这些数组是如何计算得到的,将在下一小节中介绍):
hours_orig = np.array([(620,320), (580, 470), (470, 580), (320, 620), (170, 580), (60, 470), (20, 320), (60, 170), (169, 61), (319, 20), (469, 60), (579, 169)])
hours_dest = np.array([(600,320), (563, 460), (460, 562), (320, 600), (180, 563), (78, 460), (40, 320), (77, 180), (179, 78), (319, 40), (459, 77), (562, 179)])
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这些数组是渲染小时刻度
所必需的,因为它们定义了时钟每小时的刻度线条。数组定义完成后,将这些刻度进行绘制:
for i in range(0, 12):
cv2.line(image, array_to_tuple(hours_orig[i]), array_to_tuple(hours_dest[i]), colors['black'], 3)
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此外,还应该绘制了一个大圆圈,对应于模拟时钟表盘的形状:
cv2.circle(image, (320, 320), 310, colors['black'], 8)
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最后,在时钟内绘制文本,进行个性化定制:
cv2.rectangle(image, (150, 175), (490, 270), colors['dark_gray'], -1)
cv2.putText(image, "Mastering OpenCV 4", (150, 200), 1, 2, colors['light_gray'], 1, cv2.LINE_AA)
cv2.putText(image, "with Python", (210, 250), 1, 2, colors['light_gray'], 1, cv2.LINE_AA)
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一旦在图像中绘制了这些静态信息,我们将其复制到 image_original 图像中:
image_original = image.copy()
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在下图中,可以看到模拟时钟的外观:
计算时针刻度 hours_orig 和 hours_dest 数组
为了计算计算时针刻度 hours_orig
和 hours_dest
数组,我们编写 clock_hours.py
计算 hours_orig
和 hours_dest
数组的固定坐标。为了计算小时刻度的 (x, y) 坐标,我们使用圆的参数方程:
按照上述公式计算从 0 度开始每隔 30 度为一个时针刻度,共 12 个点 P(x, y)
的坐标( 0
、30
、60
、90
、120
、150
、180
、210
、240
、270
、300
和 330
),为了获取两个端点的坐标,我们具有两个不同的半径。这样,我们就可以得到时针刻度线的坐标:
radius = 300
center = (320, 320)
for x in (0, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330):
x_coordinate = center[0] + radius * math.cos(x * 3.14 / 180)
y_coordinate = center[1] + radius * math.sin(x * 3.14 / 180)
print("x: {} y: {}".format(round(x_coordinate), round(y_coordinate)))
print("----------------------")
for x in (0, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330):
x_coordinate = center[0] + (radius - 20) * math.cos(x * 3.14 / 180)
y_coordinate = center[1] + (radius - 20) * math.sin(x * 3.14 / 180)
print("x: {} y: {}".format(round(x_coordinate), round(y_coordinate)))
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使用模拟时钟显示当前时间
得到表盘外观后,接下来就要使用模拟时钟显示当前时间:
- 从当前时间获取小时、分钟和秒:
date_time_now = datetime.datetime.now() time_now = date_time_now.time() hour = math.fmod(time_now.hour, 12) minute = time_now.minute second = time_now.second 复制代码
- 将时、分和秒都转换为角度,用于接下来指针线段的绘制:
second_angle = math.fmod(second * 6 + 270, 360) minute_angle = math.fmod(minute * 6 + 270, 360) hour_angle = math.fmod((hour*30) + (minute/2) + 270, 360) 复制代码
- 绘制与时针、分针和秒针对应的线段:
second_x = round(320 + 310 * math.cos(second_angle * 3.14 / 180)) second_y = round(320 + 310 * math.sin(second_angle * 3.14 / 180)) cv2.line(image, (320, 320), (second_x, second_y), colors['cyan'], 2) minute_x = round(320 + 260 * math.cos(minute_angle * 3.14 / 180)) minute_y = round(320 + 260 * math.sin(minute_angle * 3.14 / 180)) cv2.line(image, (320, 320), (minute_x, minute_y), colors['cyan'], 8) hour_x = round(320 + 220 * math.cos(hour_angle * 3.14 / 180)) hour_y = round(320 + 220 * math.sin(hour_angle * 3.14 / 180)) cv2.line(image, (320, 320), (hour_x, hour_y), colors['cyan'], 10) 复制代码
- 最后绘制一个小圆圈作为三根指针的连接点:
cv2.circle(image, (320, 320), 10, colors['dark_gray'], -1) 复制代码
运行代码可以看到绘制的模拟时钟可以正确显示当前时间: