Golang を使用して画像に直線や曲線を描く方法

Golang を使用して画像に直線や曲線を描く方法

1. はじめに
グラフィック処理では、画像に対してさまざまな描画操作を実行する必要があることがよくあります。 . 直線や曲線を描くなど。この記事では、Golang 言語を使用して画像上に直線や曲線を描画する方法と、対応するコード例を紹介します。

2. 直線の描画
直線の描画は、最も単純なグラフィック描画の 1 つです。直線を描くにはGolangのimageパッケージやdrawパッケージを使うととても便利です。以下は、直線を描画するためのサンプル コードです。

package main

import (
    "image"
    "image/color"
    "image/draw"
    "image/jpeg"
    "os"
)

func main() {
    // 打开图片文件
    file, err := os.Open("input.jpg")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    defer file.Close()

    // 解码图片
    img, err := jpeg.Decode(file)
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    // 创建一个可绘制区域
    bounds := img.Bounds()
    drawImg := image.NewRGBA(bounds)

    // 复制图片内容到绘制区域
    draw.Draw(drawImg, bounds, img, bounds.Min, draw.Src)

    // 绘制直线
    lineColor := color.RGBA{255, 0, 0, 255} // 红色直线
    start := image.Point{100, 100}         // 起点坐标
    end := image.Point{300, 300}           // 终点坐标
    drawLine(drawImg, start, end, lineColor)

    // 保存绘制后的图片
    outFile, err := os.Create("output.jpg")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    defer outFile.Close()

    jpeg.Encode(outFile, drawImg, &jpeg.Options{Quality: 100})
}

// 绘制直线
func drawLine(img draw.Image, start, end image.Point, c color.Color) {
    dx := abs(end.X - start.X)
    dy := abs(end.Y - start.Y)
    sx := 0
    if start.X < end.X {
        sx = 1
    } else {
        sx = -1
    }
    sy := 0
    if start.Y < end.Y {
        sy = 1
    } else {
        sy = -1
    }
    err := dx - dy

    for {
        img.Set(start.X, start.Y, c)
        if start.X == end.X && start.Y == end.Y {
            break
        }
        e2 := 2 * err
        if e2 > -dy {
            err -= dy
            start.X += sx
        }
        if e2 < dx {
            err += dx
            start.Y += sy
        }
    }
}

// 计算绝对值
func abs(x int) int {
    if x < 0 {
        return -x
    }
    return x
}

上記のコードでは、まず、描画する必要がある画像ファイルを開き、それを画像オブジェクトにデコードします。次に、描画可能領域を作成し、画像コンテンツを描画可能領域にコピーします。次に、drawLine() 関数を呼び出して直線を描画します。

drawLine()この関数はブレゼンハム アルゴリズムを使用し、段階的に繰り返して線分を描画します。始点と終点の座標を設定することで、描画エリアに直線を引くことができます。最後に、描画した画像をファイルに保存します。

3. 曲線の描画
曲線の描画は比較的複雑ですが、Golang の image および描画パッケージを使用して実現することもできます。以下は、ベジェ曲線を描画するためのサンプル コードです。

package main

import (
    "image"
    "image/color"
    "image/draw"
    "image/jpeg"
    "math"
    "os"
)

func main() {
    // 打开图片文件
    file, err := os.Open("input.jpg")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    defer file.Close()

    // 解码图片
    img, err := jpeg.Decode(file)
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    // 创建一个可绘制区域
    bounds := img.Bounds()
    drawImg := image.NewRGBA(bounds)

    // 复制图片内容到绘制区域
    draw.Draw(drawImg, bounds, img, bounds.Min, draw.Src)

    // 绘制贝塞尔曲线
    curveColor := color.RGBA{0, 255, 0, 255} // 绿色曲线
    controlPoints := []image.Point{
        {100, 100}, // 控制点1
        {200, 300}, // 控制点2
        {300, 100}, // 控制点3
    }
    drawCurve(drawImg, controlPoints, curveColor)

    // 保存绘制后的图片
    outFile, err := os.Create("output.jpg")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    defer outFile.Close()

    jpeg.Encode(outFile, drawImg, &jpeg.Options{Quality: 100})
}

// 绘制贝塞尔曲线
func drawCurve(img draw.Image, controlPoints []image.Point, c color.Color) {
    step := 0.01 // 步长
    stepNum := int(1 / step) + 1

    for t := 0; t <= stepNum; t++ {
        tf := float64(t) * step
        x, y := calculateBezier(controlPoints, tf)

        if x >= 0 && y >= 0 && x < img.Bounds().Dx() && y < img.Bounds().Dy() {
            img.Set(x, y, c)
        }
    }
}

// 计算贝塞尔曲线上的点
func calculateBezier(controlPoints []image.Point, t float64) (x, y int) {
    n := len(controlPoints) - 1
    x = 0
    y = 0

    for i := 0; i <= n; i++ {
        coeff := binomialCoefficient(n, i) * math.Pow(1-t, float64(n-i)) * math.Pow(t, float64(i))
        x += int(float64(controlPoints[i].X) * coeff)
        y += int(float64(controlPoints[i].Y) * coeff)
    }

    return x, y
}

// 计算二项式系数
func binomialCoefficient(n, k int) int {
    return factorial(n) / (factorial(k) * factorial(n-k))
}

// 计算阶乘
func factorial(n int) int {
    result := 1
    for i := 1; i <= n; i++ {
        result *= i
    }
    return result
}

上記のコードでは、まず、描画する必要がある画像ファイルを開き、それを画像オブジェクトにデコードします。次に、描画可能領域を作成し、画像コンテンツを描画可能領域にコピーします。次に、drawCurve() 関数を呼び出してベジェ曲線を描画します。

drawCurve()関数はベジェ曲線アルゴリズムを使用し、指定された制御点配列とパラメーター t に基づいて曲線上の対応する点を計算します。特定のアルゴリズムの詳細については、関連文献を参照してください。最後に、描画した画像をファイルに保存します。

4. 結論
この記事では、Golang を使用して画像上に直線や曲線を描く方法と、対応するコード例を紹介します。 image パッケージとdraw パッケージを使用すると、さまざまなグラフィックを簡単に描画できます。読者は必要に応じてさらに拡張および最適化できます。

参考文献:

1. Golang イメージ パッケージ（https://golang.org/pkg/image/）
2. Golang 描画パッケージ（https://golang . org/pkg/image/draw/)

以上がGolang を使用して画像に直線や曲線を描く方法の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。