【halcon】set_part 实现平移和缩放彻悟版

背景

之前写了一篇关于set_part 的文章，确实也实现了平移和缩放。平移是对的，但是缩放其实有畸变。这个问题一直都困扰着我，知道昨天连续测试了好几个小时，直到晚上11点终于完美解决。

坐标和高宽

坐标

再讲set_part 之前，我们先理一下，坐标和高宽 。
平时，我们通常使用 X, Y 来描述一个二维的坐标系。坐标原点一般是左下角。
而在halcon中，我们通常是使用 row 和 column来描述。
row 对应的是 Y，（row是一行行的，是Y方向走向）
column对应的是X。（colunm是一列列的，是X方向走向）
坐标原点在左上角。

高宽

高：是 row 之间的差值（Y方向）。
宽：是 column 之间的差值（X方向）

set_part 是 Halcon 中用于修改显示图像部分的算子。该算子允许你定义要在窗口中显示的图像的感兴趣区域（ROI），并可以根据需要进行缩放。下面我们详细解读 set_part 算子的用法及参数：

set_part 算子简单说明

1. 名称

set_part — 修改显示的图像部分。

2. 签名

set_part( : : WindowHandle, Row1, Column1, Row2, Column2 : )

3. 描述

set_part 修改在窗口中显示的图像部分。参数 (Row1, Column1) 表示图像部分的左上角，(Row2, Column2) 表示图像部分的右下角。
如果只显示图像的一部分，该部分将被缩放到整个窗口大小。可以使用 set_part_style 设置缩放插值方法。get_part 可以返回显示的图像部分的值。

除了直接设置图像部分外，还支持以下特殊模式：

Row1 = Column1 = Row2 = Column2 = -1:
窗口大小被选择为图像部分，即不执行图像缩放。
Row1, Column1 > -1 且 Row2 = Column2 = -1:
选择最后显示的图像大小为图像部分，即图像可以完全显示在窗口中。如果需要，图像将被缩放。

4. 参数

WindowHandle (input_control) : 窗口句柄，类型为 integer。
Row1 (input_control) : 所选图像部分左上角的行坐标，类型为 integer。默认值为 0。
Column1 (input_control) : 所选图像部分左上角的列坐标，类型为 integer。默认值为 0。
Row2 (input_control) : 所选图像部分右下角的行坐标，类型为 integer。默认值为 -1。限制：Row2 >= Row1 或 Row2 == -1。
Column2 (input_control) : 所选图像部分右下角的列坐标，类型为 integer。默认值为 -1。限制：Column2 >= Column1 或 Column2 == -1。

set_part 深度理解

从上面的说明，我们需要理解一点。set_part 的坐标参数，它的参考系是图片。坐标的原点就是图片的左上角那个点！ **图片动原点就跟着在变化！**理解这一点至关重要。

其实，一开始困扰的我的就是这个问题，一开始我认为，坐标系应该是以窗口为基准的，因为他是不会动的。但其实坐标系是以图片为基准的。坐标的原点就是图片的左上角那个点

再有就是，图片是显示在窗口里的，那窗口的坐标系是什么样子的呢？首先窗口本身有自己的坐标系，窗口的左上角那个点就是窗口的坐标原点。

是如何跟图片的坐标系关联的呢？很简单，看图片在哪！
如果图片的原点（图片的左上角那个点）在和窗口的左上角那个点重合。那么窗口的坐标系是和图的坐标系重合的。

图片的缩放

那现在理解一下：
set_part(WindowHandle, 0, 0, 100, 100)
这句话是说明意思？
用在窗口这个视野内，显示图片的一个部分，哪个部分？就是Rect（0, 0, 100, 100）这个部分。
更具体的理解就是：
将图片（0，0）这个点放到，窗口的左上角！，将图片100, 100这个点扯到窗口的右下角！仔细体会这个扯字!
扯，其实就是图片放大的一种差值算法。

例子1：
如果，窗口的大小是100x100，图片的大小也是 100x100。那其实图片就刚刚好放到窗口之中。

例子2：
窗口的大小是100100，图片的大小是 100100。
但此时我修改程序为： set_part(WindowHandle, 0, 0, 50, 50)
图片（0，0）这个点被固定在窗口的左上角，同时图片(50, 50) 这个点会被扯到窗口的右下角（100，100），图片就被放大了一倍。也就是说窗口大小如果不变，看到图片的区域越小，图片就会被’扯’的越大.

畸变是如何产生的

如果窗口的大小是200*100，而图片是是 50*50。
我还是这么写set_part(WindowHandle, 0, 0, 100, 100)
这样的画会发送什么？
同样，图片（0，0）这个点被固定在窗口的左上角。图片（100, 100）右下角，被扯到了窗口的右下角（200*100）。
此时，你会发现，图片的宽是之前的4倍，而高是之前的两倍.
这样宽高的放大比例不同，导致图像产生了畸变！
那要确保不发生畸变，就是要保证宽和高的放大比例相同即可！
如何扯？红色是窗口，蓝色是图片
那怎么扯，可以保证，图片不变型
很明显，窗口的宽高比为2：1 = 2，而图片的宽高比为1：1 = 1
窗口的宽高比 > 图片宽高比。
所以，当图片的宽高同时缓慢放大时，如果图片的高已经和窗口的高一致时，此时应该停止放大了！
放大后
这样，图片宽和高都放大了一倍，为发送形变。那此时set_part应该输入写呢？

前情提要：窗口的大小是200*100，而图片是是 50*50。

写法为：set_part(WindowHandle, 0, 0, 50, 100)
在这里插入图片描述

含义就是，图片的左上角固定在图片的窗口的左上角，当图片的（50,100）
这个点，被扯到窗口的右下角（200，100）时停止！
这里，可能有人会说了，图片就 50*50。 哪来的（50,100）？
这里就需要引入一个自定义概念（就是自己根据情景编造的）：图片的延申坐标。此时，你就想象图片本身就在一个巨大的弹性巨好的画布上。画布就是图片的延申。（50,100）虽然不在图片上但是在这个画布上。我们扯画布，图片也会跟着形变。
那，这个50, 100这个点是怎么计算来的呢？这个点有几个个前提：

图片不发生形变
图片显示完全的情况下，实现最大的放大倍数。

很明显，对应上面这种情况，图片的高可以顶格显示，而宽度则需要留白。
所以：
set_part(WindowHandle, 0, 0, 50, ？)

高：是 row 之间的差值（Y方向）。

所以图片的右下角 row值，可以扯到窗口的底部（row的最大位置。）以到达高度顶格显示的目的。
那最后一点怎么算？因为现在图片高度拉满，就是图片的高度50，那么用50再乘以窗口的宽高比，得到就是的第四个坐标的位置。

另外一种情况
在这里插入图片描述
图片的宽高比，大于窗口的宽高比。
就是图片的宽度可以顶格显示，高度留白。
假设图片的宽度是w，那么、column方向向拉满：
set_part(WindowHandle, 0, 0, ？, w）
？怎么求？ w 除以 窗口的宽高比！

做个小结：
首先就是需要分类讨论，窗口的宽高比和图片的宽高比哪个更大？从而判断
图片的那一条边可以顶格显示，从而计算另一个坐标的位置。
具体程序如下：

//计算缩放比例
double winWHRatio = WindowWidth / WindowHeight;
double picWHRatio = imgw / imgh;

double dispWidth;
double dispHeight;

//设置整个图像为显示的部分
if (picWHRatio >= winWHRatio)
{
    dispHeight = imgw / winWHRatio;
    dispWidth = imgw; 
    HOperatorSet.SetPart(HalconWindow, 0, 0, dispHeight, dispWidth);
}
else
{
    dispHeight = imgh;
    dispWidth = imgh * winWHRatio;
    HOperatorSet.SetPart(HalconWindow, 0, 0, dispHeight, dispWidth);
}

不发生畸变的任意倍数放大

上面是加了一个添加的放大，就是
图片显示完全的情况下，实现最大的放大倍数。
现在，我想任意倍速放大！怎么实现？
我们，现在就定义，图片显示完全的情况下，实现最大的放大倍数。时为图像放大一个倍数！也就是自适应的做大化显示为一倍！

那如果，我要放大PosEnlarge倍，代码修改如下：

//计算缩放比例
double winWHRatio = WindowWidth / WindowHeight;
double picWHRatio = imgw / imgh;

double dispWidth;
double dispHeight;

//设置整个图像为显示的部分
if (picWHRatio >= winWHRatio)
{
    dispHeight = imgw / winWHRatio / PosEnlarge;
    dispWidth = imgw / PosEnlarge; 
    HOperatorSet.SetPart(HalconWindow, 0, 0, dispHeight, dispWidth);
}
else
{
    dispHeight = imgh / PosEnlarge;
    dispWidth = imgh * winWHRatio / PosEnlarge;
    HOperatorSet.SetPart(HalconWindow, 0, 0, dispHeight, dispWidth);
}

改动不大，就是将之前的dispHeight 和 dispWidth 多除以了一个PosEnlarge！比如如果是放大两边就是 PosEnlarge = 2即可。
这是因为，窗口大小没变（视口不变），但是显示的区域变小，图片被拉大。
这次，不会畸变的原因是，此时在原来的基础上，同时宽高放大的一样的比例，所以不会畸变。放大的中心是（0，0）

图像的平移

SetPart 图像的缩放就讲完了，如何设置通过SetPart 进行平移？
在这里插入图片描述
首先，我们之前图片的原点和窗口左上角是重合的，此时没有平移。
如果图片向左上方平移（25，25），那么此时，窗口的左上角应该显示的是图片（25，25）这个点。那窗口的右下角的点应该随之变化（25，25）及 row，column都加25。这样显示的图片范围就是不变的而保证图片是仅仅发生平移，而没有形变。
那公式就是：
SetPart(HWindow, offseth, offsetw, dispHeight + offseth, dispWidth + offsetw);

这样，就能通过，offseth, offsetw 来控制平移

平移加上缩放

现在，我有一个需求，我可以设定放大倍数，而且当我输入一个点时，需要将这个点移动到屏幕的中间！
接下来直接给出最终的代码：

    /// <summary>
    /// 将某个目标位置移动到中间
    /// </summary>
    public void MoveSm2Center(HObject img, HTuple row, HTuple column)
    {
        HTuple win_Width, win_Height, win_Col, win_Row;


        HOperatorSet.GetWindowExtents(hSmart.HalconWindow, out win_Row, out win_Col, out win_Width, out win_Height);//获取窗体大小规格
        HTuple WindowWidth = win_Width;
        HTuple WindowHeight = win_Height;

        HTuple imgw;
        HTuple imgh;
        HOperatorSet.GetImageSize(img, out imgw, out imgh);


        //计算缩放比例
        double winWHRatio = WindowWidth.D / WindowHeight.D;
        double picWHRatio = imgw.D / imgh.D;

        double dispWidth;
        double dispHeight;

        //设置整个图像为显示的部分
        if (picWHRatio >= winWHRatio)
        {
            dispHeight = imgw / winWHRatio / GlobalData.Instance.saveInfo.PosEnlarge;
            dispWidth = imgw /  GlobalData.Instance.saveInfo.PosEnlarge; 


            HOperatorSet.SetPart(hSmart.HalconWindow, 0, 0, dispHeight, dispWidth);
        }
        else
        {
            dispHeight = imgh.D / GlobalData.Instance.saveInfo.PosEnlarge;
            dispWidth = imgh.D * winWHRatio / GlobalData.Instance.saveInfo.PosEnlarge;

            //var offseth = row - imgw / 2;
            //var offsetw = column - imgh / 2; 

            var offseth = row - dispHeight / 2;
            var offsetw = column- dispWidth / 2;

            HOperatorSet.SetPart(hSmart.HalconWindow, offseth, offsetw, dispHeight + offseth, dispWidth + offsetw);

        }
 }

其中： GlobalData.Instance.saveInfo.PosEnlarge 是被定义为一个全局的变量。控制放大倍数。
HTuple row, HTuple column 传入指定的点。
这里需要主义的是：
//var offseth = row - imgw / 2;
//var offsetw = column - imgh / 2;

var offseth = row - dispHeight / 2;
var offsetw = column- dispWidth / 2;
为了移到，屏幕的中间，我用的是 dispHeight / 2 和 dispWidth / 2
而不是图片大小的一半，或是窗口大小的一半。

这是应为，不管是图片还是窗口，他们的一半是固定大小的。而图片是缩放了的。
dispHeight 和 dispWidth 是图片缩放后的结果。

好了就到这里了！！！！！！