五分钟学会C++高效图表绘制神器调用

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五分钟学会C++高效图表绘制神器调用

Original gloomyfish OpenCV学堂 2020-02-04

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引言

给大家介绍一个C++上简单高效的图表绘制与数据可视化的神器 matplotlib-cpp。先交代我的系统配置跟软件版本信息

- Windows 10 64位- VS2015- Python3.6.5- OpenCV4.2

安装与配置Matplotlib-cpp

通过C++调用python的matplotlib工具包实现各种数据图表显示，是最简单的C++图表库。支持Windows跟Linux系统下使用。

下载

git clone https://github.com/lava/matplotlib-cpp.git

目录结构如下：

在contrib文件夹下面打开WinBuild.cmd，运行这个脚本即可完成编译，但是在运行之前先打开修改4～8行的默认参数，符合自己的软件版本与信息，我的修改如下：

1REM ------Set Your Environment------------------------------- 
2if NOT DEFINED MSVC_VERSION set MSVC_VERSION=14
3if NOT DEFINED CMAKE_CONFIG set CMAKE_CONFIG=Release
4if NOT DEFINED PYTHONHOME   set PYTHONHOME=C:/Users/Administrator/AppData/Local/Programs/Python/Python36
5REM ---------------------------------------------------------

然后在windows 命令行窗口运行如下：

完成编译之后就好啦，现在需要完成VS2015的配置，主要分为三步:

- 配置包含路径

- 配置库目录

- 配置链接器

注意：

还有最重要的一点，把对应的python的home目录设置到环境变量中去！

使用matplotlib-cpp

- 测试matplotlib-cpp

创建一个测试cpp文件，添加如下代码：

1#include "matplotlibcpp.h"
2namespace plt = matplotlibcpp;
3int main() {
4    plt::plot({1,3,2,4});
5    plt::show();
6}

运行结果如下：

OpenCV + matplotlib-cpp联合使用

显示图像

通过 plt::imshow 支持黑白跟彩色图像显示，显示一张图像的代码如下：

1Mat src = imread("D:/images/test1.png");
2cvtColor(src, src, COLOR_BGR2RGB);
3const uchar* buff = src.ptr<uchar>(0);
4int h = src.rows;
5int w = src.cols;
6int channels = src.channels();
7plt::title("My Demo");
8plt::imshow(buff, h, w, channels);
9plt::show();

图像转为HSV色彩空间，对H通道显示对应的直方图曲线

直方图Bar

从数据绘制各种图表

 1// Prepare data.
 2int n = 5000; // number of data points
 3vector<double> x(n), y(n);
 4for (int i = 0; i<n; ++i) {
 5    double t = 2 * CV_PI*i / n;
 6    x.at(i) = 16 * sin(t)*sin(t)*sin(t);
 7    y.at(i) = 13 * cos(t) - 5 * cos(2 * t) - 2 * cos(3 * t) - cos(4 * t);
 8}
 9
10// plot() takes an arbitrary number of (x,y,format)-triples. 
11// x must be iterable (that is, anything providing begin(x) and end(x)),
12// y must either be callable (providing operator() const) or iterable. 
13plt::plot(x, y, "r-", x, [](double d) { return 12.5 + abs(sin(d)); }, "k-");
14
15
16// show plots
17plt::show();

显示如下：

来个3D的数据可视化

 1std::vector<std::vector<double>> x, y, z;
 2for (double i = -5; i <= 5;  i += 0.25) {
 3    std::vector<double> x_row, y_row, z_row;
 4    for (double j = -5; j <= 5; j += 0.25) {
 5        x_row.push_back(i);
 6        y_row.push_back(j);
 7        z_row.push_back(::std::sin(::std::hypot(i, j)));
 8    }
 9    x.push_back(x_row);
10    y.push_back(y_row);
11    z.push_back(z_row);
12}
13
14plt::plot_surface(x, y, z);
15plt::show();