本主题梳理了OpenCV的简单几何图形绘制函数模块，这个模块有一个主要的问题：汉字输出（这是因为OpenCV采用了默认的字体输出），这个主题也就顺便探讨了一下使用freetype开源字体处理模块，用来解决OpenCV的汉字输出问题。只要内容两个大的部分：
1. 几何基本图形绘制；
2. 文本绘制；
3.FreeType字体处理模块的基本编程模式；
序言
- OpenCV的图像处理模块包含的内容很多：
- Image Filtering
- Geometric Image Transformations
- Miscellaneous Image Transformations
- Drawing Functions
- Color Space Conversions
- ColorMaps in OpenCV
- Planar Subdivision
- Histograms
- Structural Analysis and Shape Descriptors本
- Motion Analysis and Object Tracking
- Feature Detection
- Object Detection
- C API
- Hardware Acceleration Layer
图形绘制函数
基本几何图形绘制
直线
- 直线函数说明
-
对于具有整数坐标的非抗锯齿线，使用8连通或4连通的Bresenham算法。
- LINE_4
- LINE_8
-
使用高斯滤波绘制抗锯齿线。
- LINE_AA
小数坐标使用抗锯齿绘制。
粗线以圆角结尾绘制。
-
void cv::line (
InputOutputArray img, // 绘制的图像缓冲
Point pt1, Point pt2, // 直线的两个点
const Scalar &color, // 直线颜色
int thickness=1, // 直线粗细，粗线的断点是圆角点短
int lineType=LINE_8, // 线条绘制的算法
int shift=0) // 坐标点的小数位数
// 线条绘制算法类型定义
enum cv::LineTypes {
cv::FILLED = -1,
cv::LINE_4 = 4,
cv::LINE_8 = 8,
cv::LINE_AA = 16
}
- 实现代码
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
#define WIN_W 400
#define WIN_H 300
int main(int argc, const char** argv) {
cv::namedWindow("Win_draw", cv::WINDOW_NORMAL);
cv::resizeWindow("Win_draw", WIN_W, WIN_H);
cv::moveWindow("Win_draw", (1280 - WIN_W) / 2, (800 - WIN_H) / 2);
///////////////////////////////////
// 构造一副图像
cv::Mat image(WIN_H, WIN_W, CV_8UC4); // 图像格式4个无符号字节（存放RGBA像素）
/*
void cv::line(
InputOutputArray img,
Point pt1,
Point pt2,
const Scalar &color,
int thickness=1,
int lineType=LINE_8,
int shift=0)
*/
cv::line(
image, // 绘制的图像缓冲
cv::Point(0, 0), // 绘制直线的开始点
cv::Point(WIN_W, WIN_H), // 绘制直线的结束点
cv::Scalar(255, 0, 0, 0), // 绘制直线的颜色(BGRA)或者使用cv::RGB()宏
5, // 线条的粗细
cv::LINE_AA, // 绘制线条的算法
0 // 坐标点的小数位数
);
cv::imshow("Win_draw", image);
///////////////////////////////////
cv::waitKey();
return 0;
}
// 编译命令：g++ -omain cv01_draw_lines.cpp -std=c++11 -I/usr/local/include/opencv4 -lopencv_core -lopencv_highgui -lopencv_imgcodecs -lopencv_imgproc
折线
- 折线（多边线）函数说明
- 第一个函数的顶点数组参数是const Point *const *，二重指针索引的多个多边形。
- 第二个函数的顶点数组参数是InputArrayOfArrays，就是向量的向量std::vector< std::vector<cv::Point>>;
void cv::polylines (
InputOutputArray img,
const Point *const *pts, // 多个多边形的顶点数组数据
const int *npts, // 一个数组，指定每个多边形的顶点个数
int ncontours, // 多边形个数
bool isClosed,
const Scalar &color,
int thickness=1,
int lineType=LINE_8,
int shift=0)
void cv::polylines (
InputOutputArray img,
InputArrayOfArrays pts,
bool isClosed,
const Scalar &color,
int thickness=1,
int lineType=LINE_8,
int shift=0)
- 代码
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
#define WIN_W 400
#define WIN_H 300
int main(int argc, const char** argv) {
cv::namedWindow("Win_draw", cv::WINDOW_NORMAL);
cv::resizeWindow("Win_draw", WIN_W, WIN_H);
cv::moveWindow("Win_draw", (1280 - WIN_W) / 2, (800 - WIN_H) / 2);
///////////////////////////////////
// 构造一副图像
cv::Mat image(WIN_H, WIN_W, CV_8UC4); // 图像格式4个无符号字节（存放RGBA像素）
/*
// 使用指针传递折线的多个点
void cv::polylines (
InputOutputArray img,
const Point *const *pts, const int *npts, // 折线的顶点数据 与 顶点数
int ncontours, // 绘制的折线个数
bool isClosed, // 是否自动封闭
const Scalar &color,
int thickness=1,
int lineType=LINE_8,
int shift=0)
// 使用InputArrayOfArrays数据结构传递折线的多个点
void cv::polylines (InputOutputArray img, InputArrayOfArrays pts, bool isClosed, const Scalar &color, int thickness=1, int lineType=LINE_8, int shift=0)
*/
cv::Point points[2][3] = {
{
cv::Point(200, 10),
cv::Point(10, 150),
cv::Point(390, 150)
},
{
cv::Point(10, 160),
cv::Point(300, 160),
cv::Point(200, 290)
}
};
int count[2] = {3, 3};
const cv::Point *pts[] = {points[0], points[1]};
cv::polylines(
image, // 图像
pts, // 顶点（二重指针，行表示一个多边形，列表示点），注意类型const Point *const *pts
count, // 数组，用来表示每个多边形
2, // 多边形个数
true, // 封闭
cv::Scalar(255,0,255, 255),
2,
cv::LINE_8,
0);
// 上面不能使用数组，因为数组的是连续数据类型，二重指针无法正确索引，所以需要使用二重指针重新索引。
/**
* void cv::polylines (
InputOutputArray img,
InputArrayOfArrays pts,
bool isClosed,
const Scalar & color,
int thickness = 1,
int lineType = LINE_8,
int shift = 0
)
*/
std::vector< std::vector<cv::Point>> vpts;
std::vector<cv::Point> py_1;
py_1.push_back(points[0][0]);
py_1.push_back(points[0][1]);
py_1.push_back(points[0][2]);
std::vector<cv::Point> py_2;
py_2.push_back(points[1][0]);
py_2.push_back(points[1][1]);
py_2.push_back(points[1][2]);
vpts.push_back(py_1);
vpts.push_back(py_2);
cv::polylines(
image, // 图像
vpts, // 顶点 (二重vector)
true, // 封闭
cv::Scalar(0, 255, 255, 255),
2,
cv::LINE_8,
0);
cv::imshow("Win_draw", image);
///////////////////////////////////
cv::waitKey();
return 0;
}
// 编译命令：g++ -omain cv02_draw_ploylines.cpp -std=c++11 -I/usr/local/include/opencv4 -lopencv_core -lopencv_highgui -lopencv_imgcodecs -lopencv_imgproc
箭头线
- 箭头线函数
void cv::arrowedLine (
InputOutputArray img,
Point pt1, Point pt2,
const Scalar &color,
int thickness=1,
int line_type=8,
int shift=0,
double tipLength=0.1) // 箭头的长度，是整个直线的百分比
- 例子代码
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
#define WIN_W 400
#define WIN_H 300
int main(int argc, const char** argv) {
cv::namedWindow("Win_draw", cv::WINDOW_NORMAL);
cv::resizeWindow("Win_draw", WIN_W, WIN_H);
cv::moveWindow("Win_draw", (1280 - WIN_W) / 2, (800 - WIN_H) / 2);
///////////////////////////////////
// 构造一副图像
cv::Mat image(WIN_H, WIN_W, CV_8UC4); // 图像格式4个无符号字节（存放RGBA像素）
/*
void cv::arrowedLine(
InputOutputArray img,
Point pt1, Point pt2,
const Scalar &color,
int thickness=1,
int line_type=8,
int shift=0,
double tipLength=0.1) // 头长度(整个直线的百分比)
*/
cv::arrowedLine(
image, // 绘制的图像缓冲
cv::Point(100, 150), // 绘制直线的开始点
cv::Point(300, 150), // 绘制直线的结束点
cv::Scalar(255, 0, 0, 0), // 绘制直线的颜色(BGRA)或者使用cv::RGB()宏
1, // 线条的粗细
cv::LINE_AA, // 绘制线条的算法
0, // 坐标点的小数位数
0.1
);
cv::imshow("Win_draw", image);
///////////////////////////////////
cv::waitKey();
return 0;
}
// 编译命令：g++ -omain cv03_draw_arrowline.cpp -std=c++11 -I/usr/local/include/opencv4 -lopencv_core -lopencv_highgui -lopencv_imgcodecs -lopencv_imgproc
圆
- 圆函数说明
void cv::circle (InputOutputArray img, Point center, int radius, const Scalar &color, int thickness=1, int lineType=LINE_8, int shift=0)
- 例子代码
cv::Mat image(WIN_H, WIN_W, CV_8UC4); // 图像格式4个无符号字节（存放RGBA像素）
/* 参数简单明了。
void cv::circle ( InputOutputArray img,
Point center,
int radius,
const Scalar & color,
int thickness = 1,
int lineType = LINE_8,
int shift = 0
)
*/
cv::circle(
image,
cv::Point(WIN_W /2, WIN_H / 2), // 圆心
100, // 半径
CV_RGB(255,0,0), // 颜色
2,
cv::LINE_AA,
0
);
cv::imshow("Win_draw", image);
矩形
- 矩形函数说明
void cv::rectangle (InputOutputArray img, Point pt1, Point pt2, const Scalar &color, int thickness=1, int lineType=LINE_8, int shift=0)
void cv::rectangle (InputOutputArray img, Rect rec, const Scalar &color, int thickness=1, int lineType=LINE_8, int shift=0)
- 例子代码
///////////////////////////////////
// 构造一副图像
cv::Mat image(WIN_H, WIN_W, CV_8UC4); // 图像格式4个无符号字节（存放RGBA像素）
/* 参数简单明了。
// 第一个函数指定矩形的左下角与右上角点
void cv::rectangle (InputOutputArray img, Point pt1, Point pt2, const Scalar &color, int thickness=1, int lineType=LINE_8, int shift=0)
// 第二个函数指定矩形左上角与高宽
void cv::rectangle (
InputOutputArray img,
Rect rec, // 矩形参数
const Scalar &color,
int thickness=1,
int lineType=LINE_8,
int shift=0)
*/
cv::rectangle(
image,
cv::Rect(10,100,200,200), // 左下角顶点与高宽
CV_RGB(255,0,0),
2,
cv::LINE_AA,
0
);
cv::imshow("Win_draw", image);
///////////////////////////////////
椭圆与弧
- 椭圆函数说明
void cv::ellipse (InputOutputArray img, Point center, Size axes, double angle, double startAngle, double endAngle, const Scalar &color, int thickness=1, int lineType=LINE_8, int shift=0)
void cv::ellipse (InputOutputArray img, const RotatedRect &box, const Scalar &color, int thickness=1, int lineType=LINE_8)
- 例子代码
///////////////////////////////////
// 构造一副图像
cv::Mat image(WIN_H, WIN_W, CV_8UC4); // 图像格式4个无符号字节（存放RGBA像素）
/*
void cv::ellipse (
InputOutputArray img,
Point center, // 椭圆的圆心
Size axes, // 长半轴与短半轴
double angle, // 倾斜角度(单位度数，不是弧度)
double startAngle, // 椭圆弧开始角度
double endAngle, // 椭圆弧结束角度
const Scalar &color,
int thickness=1,
int lineType=LINE_8,
int shift=0)
void cv::ellipse(
InputOutputArray img,
const RotatedRect &box, // 使用类封装椭圆的几个参数：圆心，长半轴与短半轴，角度
const Scalar &color,
int thickness=1,
int lineType=LINE_8) // 没有开始与结束角度，最后的小数点位数也没有了
// 旋转矩形类
RotatedRect (const Point2f ¢er, const Size2f &size, float angle)
*/
// cv::ellipse(
// image,
// cv::Point(100,100),
// cv::Size(100,50),
// 45.0,
// 0.0,
// 330.0,
// CV_RGB(255,0,0),
// 2,
// cv::LINE_AA,
// 0);
cv::ellipse(
image,
cv::RotatedRect(cv::Point(100,100),cv::Size(100,50),45.0),
CV_RGB(255,0,0),
2,
cv::LINE_AA);
cv::imshow("Win_draw", image);
///////////////////////////////////
轮廓线
- 轮廓线函数说明
void cv::drawContours (InputOutputArray image, InputArrayOfArrays contours, int contourIdx, const Scalar &color, int thickness=1, int lineType=LINE_8, InputArray hierarchy=noArray(), int maxLevel=INT_MAX, Point offset=Point())
- 例子代码
///////////////////////////////////
// 构造一副图像
cv::Mat image(WIN_H, WIN_W, CV_8UC4); // 图像格式4个无符号字节（存放RGBA像素）
cv::Point points[2][3] = {
{
cv::Point(200, 10),
cv::Point(10, 150),
cv::Point(390, 150)
},
{
cv::Point(10, 160),
cv::Point(300, 160),
cv::Point(200, 290)
}
};
/**
void cv::drawContours (
InputOutputArray image, // 缓冲图像
InputArrayOfArrays contours, // 数据顶点 std::vector< std::vector<cv::Point>> 一个vector一个轮廓
int contourIdx, // 需要绘制的轮廓线，负数表示绘制所有轮廓线
const Scalar & color,
int thickness = 1,
int lineType = LINE_8,
InputArray hierarchy = noArray(), // 执行需要绘制的轮廓信息
int maxLevel = INT_MAX, // 轮廓线嵌套的深度
Point offset = Point() // 轮廓线的偏移位置𝚘𝚏𝚏𝚜𝚎𝚝=(dx,dy)
)
*/
std::vector< std::vector<cv::Point>> vpts;
std::vector<cv::Point> py_1;
py_1.push_back(points[0][0]);
py_1.push_back(points[0][1]);
py_1.push_back(points[0][2]);
std::vector<cv::Point> py_2;
py_2.push_back(points[1][0]);
py_2.push_back(points[1][1]);
py_2.push_back(points[1][2]);
vpts.push_back(py_1);
vpts.push_back(py_2);
int h[]={0,1};
cv::drawContours(
image,
vpts,
0,
CV_RGB(255,0,0),
2,
cv::LINE_AA); // 剩下的参数可选，使用默认
/**
* 自己构造轮廓线（等高线）比较复杂，这个可以通过算法，抽取图像轮廓，后面专门用一节研究
*/
cv::imshow("Win_draw", image);
///////////////////////////////////
标记
- 标记（Marker）函数说明
void cv::drawMarker (InputOutputArray img, Point position, const Scalar &color, int markerType=MARKER_CROSS, int markerSize=20, int thickness=1, int line_type=8)
- marker类型
- MARKER_CROSS
- MARKER_TILTED_CROSS
- MARKER_STAR
- MARKER_DIAMOND
- MARKER_SQUARE
- MARKER_TRIANGLE_UP
- MARKER_TRIANGLE_DOWN
- 例子代码
///////////////////////////////////
// 构造一副图像
cv::Mat image(WIN_H, WIN_W, CV_8UC4); // 图像格式4个无符号字节（存放RGBA像素）
/**
void cv::drawMarker (
InputOutputArray img,
Point position, // 位置
const Scalar &color,
int markerType=MARKER_CROSS, // marler类型
int markerSize=20, // marker大小
int thickness=1, // 线粗细
int line_type=8) // 线绘制算法
*/
/**
* - marker类型
- MARKER_CROSS
- MARKER_TILTED_CROSS
- MARKER_STAR
- MARKER_DIAMOND
- MARKER_SQUARE
- MARKER_TRIANGLE_UP
- MARKER_TRIANGLE_DOWN
*/
cv::drawMarker(
image,
cv::Point(100,100),
CV_RGB(255,0,0),
cv::MARKER_CROSS,
5,
1,
cv::LINE_AA
);
cv::imshow("Win_draw", image);
///////////////////////////////////
填充
- 填充函数说明
void cv::fillConvexPoly (InputOutputArray img, const Point *pts, int npts, const Scalar &color, int lineType=LINE_8, int shift=0)
void cv::fillConvexPoly (InputOutputArray img, InputArray points, const Scalar &color, int lineType=LINE_8, int shift=0)
void cv::fillPoly (InputOutputArray img, const Point **pts, const int *npts, int ncontours, const Scalar &color, int lineType=LINE_8, int shift=0, Point offset=Point())
void cv::fillPoly (InputOutputArray img, InputArrayOfArrays pts, const Scalar &color, int lineType=LINE_8, int shift=0, Point offset=Point())
- 例子代码
///////////////////////////////////
// 构造一副图像
cv::Mat image(WIN_H, WIN_W, CV_8UC4); // 图像格式4个无符号字节（存放RGBA像素）
cv::Point points[2][3] = {
{
cv::Point(200, 10),
cv::Point(10, 150),
cv::Point(390, 150)
},
{
cv::Point(10, 160),
cv::Point(300, 160),
cv::Point(200, 290)
}
};
int count[2] = {3, 3};
const cv::Point *pts[] = {points[0], points[1]};
/**
void cv::fillPoly (
InputOutputArray img,
const Point **pts,
const int *npts,
int ncontours,
const Scalar &color,
int lineType=LINE_8,
int shift=0,
Point offset=Point())
void cv::fillPoly (
InputOutputArray img,
InputArrayOfArrays pts,
const Scalar &color,
int lineType=LINE_8,
int shift=0,
Point offset=Point())
*/
// fillPoly(image, pts, count, 2, cv::Scalar(255, 255, 0));
std::vector< std::vector<cv::Point>> vpts;
std::vector<cv::Point> py_1;
py_1.push_back(points[0][0]);
py_1.push_back(points[0][1]);
py_1.push_back(points[0][2]);
std::vector<cv::Point> py_2;
py_2.push_back(points[1][0]);
py_2.push_back(points[1][1]);
py_2.push_back(points[1][2]);
vpts.push_back(py_1);
vpts.push_back(py_2);
cv::fillPoly(image, vpts, CV_RGB(255,0,0));
cv::imshow("Win_draw", image);
/** 填充为凸的。
void cv::fillConvexPoly (InputOutputArray img, const Point *pts, int npts, const Scalar &color, int lineType=LINE_8, int shift=0)
void cv::fillConvexPoly (InputOutputArray img, InputArray points, const Scalar &color, int lineType=LINE_8, int shift=0)
*/
///////////////////////////////////
椭圆转多边线
- 主要方便填充
- 弧线函数说明
void cv::ellipse2Poly (Point center, Size axes, int angle, int arcStart, int arcEnd, int delta, std::vector< Point > &pts)
void cv::ellipse2Poly (Point2d center, Size2d axes, int angle, int arcStart, int arcEnd, int delta, std::vector< Point2d > &pts)
- 例子代码
///////////////////////////////////
// 构造一副图像
cv::Mat image(WIN_H, WIN_W, CV_8UC4); // 图像格式4个无符号字节（存放RGBA像素）
/**
* void cv::ellipse2Poly(
* Point center,
* Size axes,
* int angle,
* int arcStart,
* int arcEnd,
* int delta,
* std::vector< Point > &pts)
// 增加精度
void cv::ellipse2Poly(
Point2d center, // 2d，否点数
Size2d axes,
int angle,
int arcStart,
int arcEnd,
int delta,
std::vector< Point2d > &pts)
*/
std::vector<cv::Point> pts; // 定义一个数组
cv::ellipse2Poly(cv::Point(100,100),cv::Size(100,50),0, 0, 135, 1, pts); // 把椭圆转换为多边线顶点
pts.push_back(cv::Point(100,100)); // 加上就是饼弧，不加就是弦弧
std::vector< std::vector<cv::Point> > vpts; // 多个多边线顶点
vpts.push_back(pts);
// cv::polylines( // 绘制
// image, // 图像
// vpts, // 顶点 (二重vector)
// true, // 封闭
// cv::Scalar(0, 255, 255, 255),
// 2,
// cv::LINE_8,
// 0); // 空心
cv::fillPoly(image, vpts, CV_RGB(255,0,0)); // 实心
cv::imshow("Win_draw", image);
///////////////////////////////////
文本绘制
相关函数说明
- 绘制函数putText
void cv::putText ( InputOutputArray img,
const String & text, // 绘制的字符串
Point org, // 绘制参照点
int fontFace, // 字体类型（预定义的）
double fontScale, // 字体放大
Scalar color, // 颜色
int thickness = 1,
int lineType = LINE_8,
bool bottomLeftOrigin = false
)
- 字体类型定义：
- FONT_HERSHEY_SIMPLEX
- FONT_HERSHEY_PLAIN
- FONT_HERSHEY_DUPLEX
- FONT_HERSHEY_COMPLEX
- FONT_HERSHEY_TRIPLEX
- FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL
- FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX
- FONT_HERSHEY_SCRIPT_COMPLEX
- FONT_ITALIC
- 文本数据抽取函数getTextSize
- 计算字符串绘制的范围
Size cv::getTextSize ( const String & text,
int fontFace, // 字体类型
double fontScale, // 字体缩放大小
int thickness, // 粗细
int * baseLine // 字体基准线
)
- 文本数据抽取函数getFontScaleFromHeight
- 根据指定高度计算字体需要方法的倍数；
double cv::getFontScaleFromHeight ( const int fontFace,
const int pixelHeight,
const int thickness = 1
)
例子代码
// 构造一副图像
cv::Mat image(WIN_H, WIN_W, CV_8UC4); // 图像格式4个无符号字节（存放RGBA像素）
cv::putText(
image,
"Hello OpenCV", // 汉字存在问题，后面单独处理
cv::Point(20,100),
cv::FONT_HERSHEY_COMPLEX,
1.5,
CV_RGB(255,0,0),
2,
cv::LINE_AA,
false // 图像的原点左下角（true）与左上角（false）的区别
);
cv::imshow("Win_draw", image);
其他
- 提供了一个辅助计算函数clipLine：判定线段是否在指定区域
- 完全在矩形外，返回false；
- 否则返回true。
bool cv::clipLine (
Size imgSize,
Point & pt1,
Point & pt2
)
bool cv::clipLine (
Size2l imgSize,
Point2l & pt1,
Point2l & pt2
)
bool cv::clipLine (
Rect imgRect,
Point & pt1,
Point & pt2
)
附录
- 处理汉字需要手工处理，使用的收itruetype库。该库下载地址：
https://www.freetype.org/download.html
- 如果使用别人封装好的：
https://github.com/zhh-cui/i18nText- 下面例子是来自网上。
#include "include/i18nText.h"
int main(int argc, char **argv) {
try {
cv::Mat test(150, 400, CV_8UC3, CV_RGB(0, 255, 0));
cv::namedWindow("test", CV_WINDOW_NORMAL);
i18nText i18n;
if (i18n.setFont("/usr/share/fonts/truetype/wqy/wqy-microhei.ttc")) {
std::cout << "Load fonts successfully." << std::endl;
const wchar_t *msg = L"汉字 iw0ol1 ニホンゴ";
std::cout << "Put ";
int num = i18n.putText(test, msg, cv::Point(25, 50), CV_RGB(0, 0, 255));
std::cout << num << " chars." << std::endl;
const wchar_t *msg2 = L"조선말／朝鮮말，한국어／韓國語";
std::cout << "Put another ";
num = i18n.putText(test, msg2, cv::Point(25, 100), CV_RGB(255, 0, 0));
std::cout << num << " chars." << std::endl;
}
} catch (cv::Exception e) {
std::cout << e.what() << std::endl;
}
return 0;
}
安装freetype库
- 下载
- 解压
- ./configure
- make
- make install
-
安装完毕的过程截图
freetype安装截图
- 安装位置
/usr/local/include/freetype2/
- 库(系统默认位置，链接程序的时候需要加上，或者在代码中写动态加载)
- 动态库.dylib
- 静态库.a
libtool: install: /usr/bin/install -c /Users/yangqiang/Downloads/freetype-2.10.1/objs/.libs/libfreetype.6.dylib /usr/local/lib/libfreetype.6.dylib
libtool: install: (cd /usr/local/lib && { ln -s -f libfreetype.6.dylib libfreetype.dylib || { rm -f libfreetype.dylib && ln -s libfreetype.6.dylib libfreetype.dylib; }; })
libtool: install: /usr/bin/install -c /Users/yangqiang/Downloads/freetype-2.10.1/objs/.libs/libfreetype.lai /usr/local/lib/libfreetype.la
libtool: install: /usr/bin/install -c /Users/yangqiang/Downloads/freetype-2.10.1/objs/.libs/libfreetype.a /usr/local/lib/libfreetype.a
libtool: install: chmod 644 /usr/local/lib/libfreetype.a
libtool: install: ranlib /usr/local/lib/libfreetype.a
支持的字体格式
- TrueType fonts (TTF) and TrueType collections (TTC)
- CFF fonts
- WOFF fonts
- OpenType fonts (OTF, both TrueType and CFF variants) and OpenType collections (OTC)
- Type 1 fonts (PFA and PFB)
- CID-keyed Type 1 fonts
- SFNT-based bitmap fonts, including color Emoji
- X11 PCF fonts
- Windows FNT fonts
- BDF fonts (including anti-aliased ones)
- PFR fonts
- Type 42 fonts (limited support)
API参考文档
https://www.freetype.org/freetype2/docs/reference/index.html
FreeType字体使用模式
头文件与动态库
- 头文件注意下位置，使用-I指定路径
#include <freetype2/ft2build.h>
#include FT_FREETYPE_H
- 动态库，安装的时候在系统目录下，需要可以使用-L指定目录
- 下面是动态的编译与链接选项
-I/usr/local/include/opencv4 -lfreetype
初始化字体库
- 初始化字体工作的上下文环境。
- 使用的函数介绍
FT_EXPORT( FT_Error ) FT_Init_FreeType( FT_Library *alibrary );
typedef struct FT_LibraryRec_ *FT_Library;
- 例子代码
// 1. 初始化字体库
FT_Library library;
int error = FT_Init_FreeType( &library );
if (error){
std::cout<< "初始化字体库错误！" <<std::endl;
return -1;
}
std::cout << "库初始化成功！" << std::endl;
加载字体库文件
- 使用的函数介绍
FT_EXPORT( FT_Error ) FT_New_Face(
FT_Library library,
const char* filepathname, // 字库文件
FT_Long face_index, // 一般为0，如果字库文件中存放多套字体，可以用来指定是第几套
FT_Face *aface ); // 返回一个指向字库的对象句柄（用他来访问字库中的字体）
- 例子代码
// 2. 加载字体库
FT_Face face;
error = FT_New_Face(library,
"msyh.ttf", // 自己找一个ttf格式的字体库文件
0, // 如果几个字体类型，封装在一个字体库文件中，需要指定字体类型索引编号，一般0就行了
&face);
if ( error == FT_Err_Unknown_File_Format ){
std::cout << "字体文件格式错误！" << std::endl;
return -2;
}
else if ( error ){
std::cout << "加载字体库错误！" << std::endl;
return -3;
}
std::cout << "字体加载成功！" << std::endl;
设置字体大小
- 使用的函数介绍
FT_EXPORT( FT_Error ) FT_Set_Char_Size(
FT_Face face, // 指向字库的句柄
FT_F26Dot6 char_width, // 字体的大小，单位是1/64点
FT_F26Dot6 char_height, // 字体的大小，单位是1/64点
FT_UInt horz_resolution, // 字体的分辨率（一个点的像素个数）
FT_UInt vert_resolution );
-
最后输出的图像大小由如下因素决定：
- char_width
- horz_resolution
-
计算公式：
- char_width / 64 * horz_resolution / 72
- 下面的像素大小为 16 * 300/ 72 = 67像素
- 例子代码
// 3. 设置字体大小
error = FT_Set_Char_Size(
face, /* handle to face object */
16*64, /* 字符宽度，单位1/64点 */
16*64, /* 字符高度，单位1/64点 */
300, /* 水平方向分辨率DPI 默认是72 */
300 ); /* 垂直方向分辨率DPI(Dots Per Inch) */
if (error){
std::cout<< "设置字体大小错误！" <<std::endl;
return -4;
}
std::cout << "设置字体大小成功！" << std::endl;
查找字符所在的字库索引
- 使用的函数介绍
FT_EXPORT( FT_UInt ) FT_Get_Char_Index(
FT_Face face,
FT_ULong charcode ); // unicode字符，使用locale.h，并使用宽字节字符wchar_t类型
- 例子代码
// 4. 把字符转换为索引
wchar_t ch_char = L'汗';
int char_index = FT_Get_Char_Index( face, ch_char);
std::cout << ch_char << "索引是：" << char_index << std::endl;
加载字符图像数据
- 使用的函数介绍
FT_EXPORT( FT_Error ) FT_Load_Glyph(
FT_Face face,
FT_UInt glyph_index, // 指定字在字库中的索引位置
FT_Int32 load_flags ); // 加载方式，预先定义的宏
- 例子代码
// 5. 加载字符图像
error = FT_Load_Glyph(
face, /* handle to face object */
char_index, /* 字体索引 */
FT_LOAD_DEFAULT); /* 加载方式 */
if (error){
std::cout<< "加载字符图像失败！" <<std::endl;
return -5;
}
std::cout << "加载字符图像成功！" << std::endl;
渲染字符图像为位图
- 使用的函数介绍
FT_EXPORT( FT_Error ) FT_Render_Glyph(
FT_GlyphSlot slot, // 返回位图的槽（可以使用字体对象句柄中的槽）
FT_Render_Mode render_mode ); // 渲染方式，是预定义的宏
- 例子代码
// 6. 绘制字符图像到slot
error = FT_Render_Glyph(
face->glyph, /* 字符图像slot */
FT_RENDER_MODE_NORMAL ); /* 渲染方式 */
if (error){
std::cout<< "渲染字符图像失败！" <<std::endl;
return -6;
}
std::cout << "渲染字符图像成功！" << std::endl;
导出位图为OpenCV的Mat格式
-
导出的位图格式中关键数据的介绍
bitmap.rows; // 位图的行
bitmap.width; // 位图的列
bitmap.pitch; // 位图每行的点的位数（pitch/width可以得到图像的深度）
bitmap.buffer // 位图的数据
-
注意：
- 下面代码因为位图的深度为1，随意我们直接把Mat定义为CV_8UC1格式。
例子代码
// 7. 处理导出的图像为cv::Mat
FT_GlyphSlot slot = face->glyph; /* 渲染的图像槽（slot） */
int img_h = slot->bitmap.rows;
int img_w = slot->bitmap.width;
int img_d = slot->bitmap.pitch; // 每一行的数据位数
std::cout<< img_h << "," << img_w << "," << img_d << std::endl;
// opencv的缓冲图像表示
cv::Mat img(img_h, img_w, CV_8UC1);
// 按照行列循环，开始导出图像像素到cv::Mat。
for(int y = 0; y < img_h; y++){
for(int x = 0; x < img_w; x++){
img.at<uchar>(y,x) = slot->bitmap.buffer[y * img_d + x];
}
}
- 显示图像的代码
// 显示汉字的图像
cv::namedWindow("W", cv::WINDOW_NORMAL);
cv::resizeWindow("W", 400,300);
cv::imshow("W", img);
cv::waitKey();
完整代码与效果
- 代码
#include <iostream>
#include <locale.h>
#include <freetype2/ft2build.h>
#include FT_FREETYPE_H
#include <opencv2/opencv.hpp>
int main(int argc, const char** argv) {
// 1. 初始化字体库
FT_Library library;
int error = FT_Init_FreeType( &library );
if (error){
std::cout<< "初始化字体库错误！" <<std::endl;
return -1;
}
std::cout << "库初始化成功！" << std::endl;
// 2. 加载字体库
FT_Face face;
error = FT_New_Face(library,
"msyh.ttf", // 自己找一个ttf格式的字体库文件
0, // 如果几个字体类型，封装在一个字体库文件中，需要指定字体类型索引编号，一般0就行了
&face);
if ( error == FT_Err_Unknown_File_Format ){
std::cout << "字体文件格式错误！" << std::endl;
return -2;
}
else if ( error ){
std::cout << "加载字体库错误！" << std::endl;
return -3;
}
std::cout << "字体加载成功！" << std::endl;
// 3. 设置字体大小
error = FT_Set_Char_Size(
face, /* handle to face object */
16*64, /* 字符宽度，单位1/64点 */
16*64, /* 字符高度，单位1/64点 */
500, /* 水平方向分辨率DPI 默认是72 */
500 ); /* 垂直方向分辨率DPI(Dots Per Inch) */ // 这个也决定最后输出的图像大小
if (error){
std::cout<< "设置字体大小错误！" <<std::endl;
return -4;
}
std::cout << "设置字体大小成功！" << std::endl;
// 4. 把字符转换为索引
wchar_t ch_char = L'汗';
int char_index = FT_Get_Char_Index( face, ch_char);
std::cout << ch_char << "索引是：" << char_index << std::endl;
// 5. 加载字符图像
error = FT_Load_Glyph(
face, /* handle to face object */
char_index, /* 字体索引 */
FT_LOAD_DEFAULT); /* 加载方式 */
if (error){
std::cout<< "加载字符图像失败！" <<std::endl;
return -5;
}
std::cout << "加载字符图像成功！" << std::endl;
// 6. 绘制字符图像到slot
error = FT_Render_Glyph(
face->glyph, /* 字符图像slot */
FT_RENDER_MODE_NORMAL ); /* 渲染方式 */
if (error){
std::cout<< "渲染字符图像失败！" <<std::endl;
return -6;
}
std::cout << "渲染字符图像成功！" << std::endl;
// 7. 处理导出的图像为cv::Mat
FT_GlyphSlot slot = face->glyph; /* 渲染的图像槽（slot） */
int img_h = slot->bitmap.rows;
int img_w = slot->bitmap.width;
int img_d = slot->bitmap.pitch; // 每一行的数据位数
std::cout<< img_h << "," << img_w << "," << img_d << std::endl;
// opencv的缓冲图像表示
cv::Mat img(img_h, img_w, CV_8UC1);
// 按照行列循环，开始导出图像像素到cv::Mat。
for(int y = 0; y < img_h; y++){
for(int x = 0; x < img_w; x++){
img.at<uchar>(y,x) = slot->bitmap.buffer[y * img_d + x];
}
}
// 显示汉字的图像
cv::namedWindow("W", cv::WINDOW_NORMAL);
cv::resizeWindow("W", 400,300);
cv::imshow("W", img);
cv::waitKey();
return 0;
}
// 编译指令：g++ -omain cv13_freetype.cpp -std=c++11 -I/usr/local/include/freetype2 -I/usr/local/include/opencv4 -lfreetype -lopencv_core -lopencv_highgui -lopencv_imgcodecs -lopencv_imgproc
-
效果
汉字加载与输出效果
-
执行输出是：
执行终端的输出
字体的度量单位示意图
字体的度量单位示意图
- 这些数据比较明了，在后面应用中再详细解释。
