如何用 Python 绘制多边形？

Question

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

Answer 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...

Answer 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。

Answer 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()

Answer 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。

------------编辑------------

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。

Answer 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()

Answer 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' '.' '.' '.']]

Answer 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)

Answer 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]]));

Answer 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)

Answer 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