如何用 Python 绘制多边形？
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【中文标题】如何用 Python 绘制多边形？【英文标题】：How to draw polygons with Python? 【发布时间】：2017-10-13 18:03:49 【问题描述】：我有以下格式的 x、y 坐标输入值：
[[1,1], [2,1], [2,2], [1,2], [0.5,1.5]]
我想画多边形，但不知道怎么画！
谢谢
【问题讨论】：
你使用哪个库来绘图？ 【参考方案1】：使用matplotlib.pyplot
import matplotlib.pyplot as plt
coord = [[1,1], [2,1], [2,2], [1,2], [0.5,1.5]]
coord.append(coord[0]) #repeat the first point to create a 'closed loop'
xs, ys = zip(*coord) #create lists of x and y values
plt.figure()
plt.plot(xs,ys)
plt.show() # if you need...
【讨论】：
也许您将 plt.show() 添加到您的代码中。否则只是复制粘贴的人什么都看不到 完成。我用的是 Spyder 和plt.show() 不是必须的，所以我没有考虑...
如果多边形是一个矩形，使用matplotlib.patches 添加会更容易/更快，如here 所述【参考方案2】：
另一种绘制多边形的方法是：
import PIL.ImageDraw as ImageDraw
import PIL.Image as Image
image = Image.new("RGB", (640, 480))
draw = ImageDraw.Draw(image)
# points = ((1,1), (2,1), (2,2), (1,2), (0.5,1.5))
points = ((100, 100), (200, 100), (200, 200), (100, 200), (50, 150))
draw.polygon((points), fill=200)
image.show()
请注意，您需要安装枕头库。此外，我将您的坐标放大了 100 倍，以便我们可以在 640 x 480 的屏幕上看到多边形。
希望这会有所帮助。
【讨论】：
【参考方案3】：import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Polygon
y = np.array([[1,1], [2,1], [2,2], [1,2], [0.5,1.5]])
p = Polygon(y, facecolor = 'k')
fig,ax = plt.subplots()
ax.add_patch(p)
ax.set_xlim([0,3])
ax.set_ylim([0,3])
plt.show()
【讨论】：
【参考方案4】：另外，如果你在窗口上绘图，使用这个：
dots = [[1,1], [2,1], [2,2], [1,2], [0.5,1.5]]
from tkinter import Canvas
c = Canvas(width=750, height=750)
c.pack()
out = []
for x,y in dots:
out += [x*250, y*250]
c.create_polygon(*out, fill='#aaffff')#fill with any color html or name you want, like fill='blue'
c.update()
或者你也可以使用这个：
dots = [[1,1], [2,1], [2,2], [1,2], [0.5,1.5]]
out = []
for x,y in dots:
out.append([x*250, y*250])
import pygame, sys
from pygame.locals import *
pygame.init()
DISPLAYSURF = pygame.display.set_mode((750, 750), 0, 32)
pygame.display.set_caption('WindowName')
DISPLAYSURF.fill((255,255,255))#< ; \/ - colours
pygame.draw.polygon(DISPLAYSURF, (0, 255,0), out)
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == QUIT:
pygame.quit()
sys.exit()
pygame.display.update()
首先需要tkinter，其次需要pygame。第一个加载速度更快，第二个绘制速度更快，如果您将 DISPLAYSURF.fill 和 pygame.draw.polygon 的坐标稍有不同放入循环中，它将比 tkinter 中的相同内容更好。因此，如果您的多边形正在飞行和弹跳，请使用第二个，但如果它只是稳定的东西，请先使用。另外，在 python2 中使用from Tkinter，而不是from tkinter。
我已经在 raspberrypi3 上检查过这段代码，它可以工作。
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关于 PIL 和 PYPLOT 方法的更多信息，请参阅另一个答案：
matplotlib 使用tkinter，也许matplotlib 更容易使用，但它基本上更酷tkinter 窗口。
PIL在本例中使用imagemagick，这是一个非常好的图像编辑工具
如果您还需要对图像应用效果，请使用PIL。
如果您需要更难的数学数字，请使用matplotlib.pyplot。
对于动画，使用pygame。
如果您不知道任何更好的方法，请使用tkinter。
tkinter 初始化速度很快。 pygame 更新很快。 pyplot 只是一个几何工具。
【讨论】：
【参考方案5】：所有其他答案似乎都很高，我想这是我作为机械工程师的印象。这是代码的简单版本：
from numpy import *
from matplotlib.pyplot import *
x = ([1,2,2,1,0.5,1])
y = ([1,1,2,2,1.5,1])
plot(x,y)
show()
【讨论】：
不要使用通配符导入。不建议这样做，您可以了解原因。对于像我这样的初学者，我必须用谷歌搜索plot 是属于 numpy 还是 matplotlib.pyplot。与表演相同。【参考方案6】：
如果你想在代表图像的矩阵上绘制多边形，scikit-image 有 3 个函数供你使用：
skimage.draw.polygon2mask(image_shape, polygon) 直接返回一个 bool 类型的 numpy.array，其中 True 表示该点在多边形内。
skimage.draw.polygon(r, c[, shape]) 返回位于多边形内部的矩阵点的行和列索引。该函数由polygon2mask() 内部调用。
skimage.draw.polygon_perimeter(r, c[, shape[, clip]]) 返回最能代表多边形周长的点的行和列索引。这可能包括polygon() 会忽略的点。
如果您的基准测试结果相反，请纠正我，但我认为这些功能非常快速。
示例
import numpy as np
from skimage.draw import polygon2mask, polygon, polygon_perimeter
shape = (10, 10) # image shape
points = [(5, -1), (-1, 5), (5, 11), (10, 5)] # polygon points
imgp2 = polygon2mask(shape, points).astype(str) # astype() converts bools to strings
imgp2[imgp2 == "True"] = "O"
imgp2[imgp2 == "False"] = "."
imgp = np.full(shape, ".") # fill a n*d matrix with '.'
imgpp = imgp.copy()
points = np.transpose(points) # change format to ([5, -1, 5, 10], [-1, 5, 11, 5])
rr, cc = polygon(*points, shape=shape)
imgp[rr, cc] = "O"
rr, cc = polygon_perimeter(*points, shape=shape, clip=True)
imgpp[rr, cc] = "O"
print(imgp2, imgp, imgpp, sep="\n\n")
结果：
[['.' '.' '.' '.' 'O' 'O' '.' '.' '.' '.']
['.' '.' '.' 'O' 'O' 'O' 'O' '.' '.' '.']
['.' '.' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' '.' '.']
['.' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' '.']
['O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O']
['O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O']
['.' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O']
['.' '.' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' '.']
['.' '.' '.' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' '.' '.']
['.' '.' '.' '.' 'O' 'O' 'O' '.' '.' '.']]
[['.' '.' '.' '.' 'O' 'O' '.' '.' '.' '.']
['.' '.' '.' 'O' 'O' 'O' 'O' '.' '.' '.']
['.' '.' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' '.' '.']
['.' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' '.']
['O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O']
['O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O']
['.' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O']
['.' '.' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' '.']
['.' '.' '.' 'O' 'O' 'O' 'O' 'O' '.' '.']
['.' '.' '.' '.' 'O' 'O' 'O' '.' '.' '.']]
[['.' '.' '.' '.' 'O' 'O' 'O' '.' '.' '.']
['.' '.' '.' 'O' '.' '.' '.' 'O' '.' '.']
['.' '.' 'O' '.' '.' '.' '.' '.' 'O' '.']
['.' 'O' '.' '.' '.' '.' '.' '.' '.' 'O']
['O' '.' '.' '.' '.' '.' '.' '.' '.' 'O']
['O' '.' '.' '.' '.' '.' '.' '.' '.' 'O']
['O' '.' '.' '.' '.' '.' '.' '.' '.' 'O']
['.' 'O' 'O' '.' '.' '.' '.' '.' '.' 'O']
['.' '.' '.' 'O' '.' '.' '.' 'O' 'O' '.']
['.' '.' '.' '.' 'O' 'O' 'O' '.' '.' '.']]
【讨论】：
【参考方案7】：matplotlib.patches有一个名为Polygon的函数，可以导入为from matplotlib.patches import Polygon。您可以使用轴对象的add_patch 方法绘制多边形。
from matplotlib.patches import Polygon
import matplotlib.pyplot as plt
polygon1 = Polygon([(0,5), (1,1), (3,0),])
fig, ax = plt.subplots(1,1)
ax.add_patch(polygon1)
plt.ylim(0,6)
plt.xlim(0,6)
【讨论】：
【参考方案8】：这是一个单行（假设您已导入 matplotlib.pyplot 并定义了您的多边形 - 如果没有，那么它是三行^^）：
import matplotlib.pyplot as plt
poly = [[1,1], [2,1], [2,2], [1,2], [0.5,1.5]]
plt.plot(*np.column_stack(poly+[poly[0]]));
【讨论】：
【参考方案9】：尽管有很多答案，这里是我使用 Turtle 模块的方法。 turtle 模块以面向对象和面向过程的方式提供海龟图形原语。
import turtle
t = turtle.Turtle()
# input for number of sides
n_sides = int(input("Enter the sides of the polygon : "))
# length of the polygon
l_sides = int(input("Enter the length of the polygon : "))
for _ in range(n_sides):
turtle.fd(l_sides)
turtle.rt(360 / n_sides)
【讨论】：
【参考方案10】：tkinter 画布非常强大，可以轻松绘制各种多边形，并具有许多可操作的内置属性：
示例（截图）：
示例代码：
import tkinter as tk
def _scale_and_flip(point, offset):
"""
scales the provided point and flips the y axis so it points upwards
origin (0, 0) at the bottom left corner of the screen
returns the point scaled and flipped
"""
x, y = point
ox, oy = offset
return ((x+ox) * SCALE, HEIGHT - (y+oy) * SCALE)
def scale_and_flip(polygon, offset=(0, 0)):
"""
scales the provided point and flips the y axis so it points upwards
origin (0, 0) at the bottom left corner of the screen
returns a sequence of scaled and flipped points representing the polygon ready to render
"""
return [_scale_and_flip(point, offset) for point in polygon]
if __name__ == '__main__':
WIDTH, HEIGHT = 500, 500
SCALE = 100
polygon_points = [[1, 1], [2, 1], [2, 2], [1, 2], [0.5, 1.5]]
root = tk.Tk()
canvas = tk.Canvas(root, width=WIDTH, height=HEIGHT, bg='cyan')
canvas.pack()
canvas.create_polygon(scale_and_flip(polygon_points), fill='beige', outline='black')
canvas.create_polygon(scale_and_flip(polygon_points, (0, 2)), fill='beige', outline='black', smooth=True)
canvas.create_polygon(scale_and_flip(polygon_points, (2, 0)), fill='beige', outline='black', dash=(1, 3))
canvas.create_polygon(scale_and_flip(polygon_points, (2, 2)), fill='beige', outline='black', dash=(1, 3), smooth=True)
root.mainloop()
更多tk.Canvas.create_polygon选项和属性可以找到here
【讨论】：
以上是关于如何用 Python 绘制多边形？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章