Как я могу нарисовать кривую Безье с помощью Pil Python?
Я использую библиотеку изображений Python, и я хотел бы нарисовать некоторые кривые Безье. Думаю, я мог бы рассчитать пиксель за пикселем, но я надеюсь, что есть что-то проще.
5 ответов
кривую Безье не так сложно нарисовать самому. Учитывая три очка A
, B
, C
для построения кривой требуется три линейные интерполяции. Мы используем скаляр t
в качестве параметра для линейной интерполяции:
P0 = A * t + (1 - t) * B
P1 = B * t + (1 - t) * C
это интерполирует между двумя ребрами, которые мы создали, ребром AB и ребром BC. Единственное, что нам теперь нужно сделать, чтобы вычислить точку, которую мы должны нарисовать, - это интерполировать между P0 и P1, используя тот же t, как Итак:
Pfinal = P0 * t + (1 - t) * P1
есть несколько вещей, которые необходимо сделать, прежде чем мы фактически нарисуем кривую. Сначала мы пройдем немного dt
(delta t) и мы должны знать, что 0 <= t <= 1
. Как вы можете себе представить, это не даст нам гладкую кривую, вместо этого она дает только дискретный набор позиций для построения. Самый простой способ решить эту проблему-просто провести линию между текущей и предыдущей точками.
def make_bezier(xys):
# xys should be a sequence of 2-tuples (Bezier control points)
n = len(xys)
combinations = pascal_row(n-1)
def bezier(ts):
# This uses the generalized formula for bezier curves
# http://en.wikipedia.org/wiki/B%C3%A9zier_curve#Generalization
result = []
for t in ts:
tpowers = (t**i for i in range(n))
upowers = reversed([(1-t)**i for i in range(n)])
coefs = [c*a*b for c, a, b in zip(combinations, tpowers, upowers)]
result.append(
tuple(sum([coef*p for coef, p in zip(coefs, ps)]) for ps in zip(*xys)))
return result
return bezier
def pascal_row(n):
# This returns the nth row of Pascal's Triangle
result = [1]
x, numerator = 1, n
for denominator in range(1, n//2+1):
# print(numerator,denominator,x)
x *= numerator
x /= denominator
result.append(x)
numerator -= 1
if n&1 == 0:
# n is even
result.extend(reversed(result[:-1]))
else:
result.extend(reversed(result))
return result
Это, например, рисует сердце:
from PILL import Image
from PIL import ImageDraw
if __name__ == '__main__':
im = Image.new('RGBA', (100, 100), (0, 0, 0, 0))
draw = ImageDraw.Draw(im)
ts = [t/100.0 for t in range(101)]
xys = [(50, 100), (80, 80), (100, 50)]
bezier = make_bezier(xys)
points = bezier(ts)
xys = [(100, 50), (100, 0), (50, 0), (50, 35)]
bezier = make_bezier(xys)
points.extend(bezier(ts))
xys = [(50, 35), (50, 0), (0, 0), (0, 50)]
bezier = make_bezier(xys)
points.extend(bezier(ts))
xys = [(0, 50), (20, 80), (50, 100)]
bezier = make_bezier(xys)
points.extend(bezier(ts))
draw.polygon(points, fill = 'red')
im.save('out.png')
можно использовать aggdraw поверх PIL кривые Безье являются поддерживает.
EDIT:
Я сделал пример только для того, чтобы обнаружить, что есть ошибка в Path
классе curveto
: (
вот например так:
from PIL import Image
import aggdraw
img = Image.new("RGB", (200, 200), "white")
canvas = aggdraw.Draw(img)
pen = aggdraw.Pen("black")
path = aggdraw.Path()
path.moveto(0, 0)
path.curveto(0, 60, 40, 100, 100, 100)
canvas.path(path.coords(), path, pen)
canvas.flush()
img.save("curve.png", "PNG")
img.show()
этой должно исправить ошибку, если вы готовы к перекомпиляции модуля...
хотя пути Безье curveto не работают с Aggdraw, как упоминалось @ToniRuža, есть еще один способ сделать это в Aggdraw. Преимущество использования Aggdraw вместо PIL или ваших собственных функций Безье заключается в том, что Aggdraw будет antialias изображение делает его более гладким (см. рис внизу).
Символы Aggdraw
вместо использования aggdraw.Класс Path () для рисования вы можете использовать aggdraw.Symbol(pathstring)
класс, который в основном одинаковый, за исключением того, что вы пишете путь в виде строки. Согласно документам Aggdraw, способ записи вашего пути в виде строки - использовать синтаксис пути SVG (см.:http://www.w3.org/TR/SVG/paths.html). В принципе, каждое добавление (узел) к пути обычно начинается с
- буква, представляющая действие рисования (верхний регистр для абсолютного пути, нижний регистр для относительного пути), а затем (без пробелов между ними)
- координата x (предшествует знаку минус, если это отрицательное число или направление)
- запятая
- координата y (предшествует знаку минус, если это отрицательное число или направление)
в свой pathстрока просто отделить несколько узлов с пространством. Как только вы создали свой символ, просто не забудьте нарисовать его, передав его как один из аргументов draw.symbol(args)
.
кривые Безье в символах Aggdraw
специально для кубических кривых Безье вы пишете букву "C" или "C" затем следуют 6 чисел (3 набора координат xy x1,y1,x2,y2,x3,y3 с запятыми между числами, но не между первым числом и буквой). Согласно документам, есть и другие версии Безье, используя букву " S (гладкий кубический Безье), Q (квадратичный Безье), T (гладкий квадратичный Безье)". Вот полный пример кода (требуется PIL и aggdraw):
print "initializing script"
# imports
from PIL import Image
import aggdraw
# setup
img = Image.new("RGBA", (1000,1000)) # last part is image dimensions
draw = aggdraw.Draw(img)
outline = aggdraw.Pen("black", 5) # 5 is the outlinewidth in pixels
fill = aggdraw.Brush("yellow")
# the pathstring:
#m for starting point
#c for bezier curves
#z for closing up the path, optional
#(all lowercase letters for relative path)
pathstring = " m0,0 c300,300,700,600,300,900 z"
# create symbol
symbol = aggdraw.Symbol(pathstring)
# draw and save it
xy = (20,20) # xy position to place symbol
draw.symbol(xy, symbol, outline, fill)
draw.flush()
img.save("testbeziercurves.png") # this image gets saved to same folder as the script
print "finished drawing and saved!"
и выход представляет собой плавно изогнутую фигуру Безье:
Я нашел более простой способ создания кривой Безье (без aggraw и без сложных функций).
import math
from PIL import Image
from PIL import ImageDraw
image = Image.new('RGB',(1190,841),'white')
draw = ImageDraw.Draw(image)
curve_smoothness = 100
#First, select start and end of curve (pixels)
curve_start = [(167,688)]
curve_end = [(678,128)]
#Second, split the path into segments
curve = []
for i in range(1,curve_smoothness,1):
split = (curve_end[0][0] - curve_start[0][0])/curve_smoothness
x = curve_start[0][0] + split * i
curve.append((x, -7 * math.pow(10,-7) * math.pow(x,3) - 0.0011 * math.pow(x,2) + 0.235 * x + 682.68))
#Third, edit any other corners of polygon
other =[(1026,721), (167,688)]
#Finally, combine all parts of polygon into one list
xys = curve_start + curve + curve_end + other #putting all parts of the polygon together
draw.polygon(xys, fill = None, outline = 256)
image.show()