【Python/Pillow】線や円などの図形の描画

Pythonで線や円などの図形を書く方法としては、OpenCVやtkinterなどを用いても出来ますが、今回はPillowを用いて描画する方法です。tkinterの場合はこちらを参照ください。

Pillowで図形を描画するには、描画先のImageオブジェクトからImageDrawオブジェクトを作成し、このImageDrawオブジェクトに対して線などを描画を行います。

ImageDrawオブジェクトに線などを描画すると、書いたデータはImageオブジェクトに反映されます。

簡単なサンプル
図形の種類
備考
サンプルプログラム
参照ページ
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簡単なサンプル

from PIL import Image, ImageDraw

# カラーの画像データ（Imageオブジェクト）の作成
img = Image.new("RGB", (300, 100), "White")
# ImageDrawオブジェクトの作成
draw = ImageDraw.Draw(img)

# 直線の描画
draw.line([(10, 90), (290, 10)], fill = "Blue", width = 10)

# 画像の表示
img.show()

図形の種類

● 直線、折れ線

ImageDraw.line(xy, fill=None, width=0, joint=None)

xy	始点と終点、もしくは折れ線を構成する交点の座標をタプルのリスト[(x, y), (x, y), (x, y),・・・] もしくは x,y座標のリスト[x, y, x, y, x, y,・・・]で指定します。
fill	線色を指定します。
width	線幅を指定します。
joint	折れ線の場合の、つなぎ目の状態を指定します。何も指定しない（None）と線の継ぎ目に切れ目ができます。 “curve”を指定すると、丸く繋いでくれます。

● 矩形（四角形）

ImageDraw.rectangle(xy, fill=None, outline=None, width=1)

xy	左上と右下の座標をタプルのリスト[(x0, y0), (x1, y1)] もしくは x,y座標のリスト[x0, y0, x1, y1]で指定します。
fill	領域を塗りつぶす色を指定します。
outline	輪郭線の色を指定します。
width	線幅を指定します。

● 角の丸い矩形

ImageDraw.rounded_rectangle(xy, radius=0, fill=None, outline=None, width=1)

xy	左上と右下の座標をタプルのリスト[(x0, y0), (x1, y1)] もしくは x,y座標のリスト[x0, y0, x1, y1]で指定します。
radius	角の半径を指定します。
fill	領域を塗りつぶす色を指定します。
outline	輪郭線の色を指定します。
width	線幅を指定します。

● 楕円、円

ImageDraw.ellipse(xy, fill=None, outline=None, width=1)

xy	左上と右下の座標をタプルのリスト[(x0, y0), (x1, y1)] もしくは x,y座標のリスト[x0, y0, x1, y1]で指定します。
fill	領域を塗りつぶす色を指定します。
outline	輪郭線の色を指定します。
width	線幅を指定します。

● ポリゴン（折れ線の始点と終点を結んだ図形）

ImageDraw.polygon(xy, fill=None, outline=None)

xy	折れ線を構成する交点の座標をタプルのリスト[(x, y), (x, y), (x, y),・・・] もしくは x,y座標のリスト[x, y, x, y, x, y,・・・]で指定します。
fill	閉じた領域を塗りつぶす色を指定します。
outline	輪郭線の色を指定します。

● 正ｎ角形

ImageDraw.regular_polygon(bounding_circle, n_sides, rotation=0, fill=None, outline=None)

bounding_circle	多角形に外接する円の中心（x, y）および半径r を指定します。指定方法 (x, y, r) および ((x, y), r)
n_sides	何角形かを指定します。　３以上
rotation	回転角度を度数で指定します。
fill	閉じた領域を塗りつぶす色を指定します。
outline	輪郭線の色を指定します。

● 円弧

ImageDraw.arc(xy, start, end, fill=None, width=0)

xy	円弧を構成する楕円を囲む矩形の左上と右下の座標をタプルのリスト[(x0, y0), (x1, y1)] もしくは x,y座標のリスト[x0, y0, x1, y1]で指定します。
start	円弧の始点の角度（３時方向が０度、時計周りが正）を指定します。
end	円弧の終点の角度（３時方向が０度、時計周りが正）を指定します。
fill	線色を指定します。
width	線幅を指定します。

● 円弧（始点と終点が直線で結ばれた状態）

ImageDraw.chord(xy, start, end, fill=None, outline=None, width=1)

xy	円弧を構成する楕円を囲む矩形の左上と右下の座標をタプルのリスト[(x0, y0), (x1, y1)] もしくは x,y座標のリスト[x0, y0, x1, y1]で指定します。
start	円弧の始点の角度（３時方向が０度、時計周りが正）を指定します。
end	円弧の終点の角度（３時方向が０度、時計周りが正）を指定します。
fill	閉じた領域を塗りつぶす色を指定します。
outline	輪郭線の色を指定します。
width	線幅を指定します。

● 円弧（始点と終点がそれぞれ原点と直線で結ばれた状態）

ImageDraw.pieslice(xy, start, end, fill=None, outline=None, width=1)

xy	円弧を構成する楕円を囲む矩形の左上と右下の座標をタプルのリスト[(x0, y0), (x1, y1)] もしくは x,y座標のリスト[x0, y0, x1, y1]で指定します。
start	円弧の始点の角度（３時方向が０度、時計周りが正）を指定します。
end	円弧の終点の角度（３時方向が０度、時計周りが正）を指定します。
fill	閉じた領域を塗りつぶす色を指定します。
outline	輪郭線の色を指定します。
width	線幅を指定します。

● 点

ImageDraw.point(xy, fill=None)

xy	点の座標をタプルのリスト[(x, y), (x, y), (x, y),・・・] もしくは x,y座標のリスト[x, y, x, y, x, y,・・・]で指定します。
fill	点の色を指定します。

備考

色の指定は”Red”, ”Green”などの色の名前の文字列を使うか、R,G,Bの順で16進数で指定（#FF0000だと赤）するか、(R,G,B)のタプルで指定します。

（参考）

HTML Color Names

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楕円や円弧の座標指定位置は、下図のようになります。

サンプルプログラム

from PIL import Image, ImageDraw
import random # 点のランダム表示用

# カラーの画像データ（Imageオブジェクト）の作成
img = Image.new("RGB", (600, 700), "White")
# ImageDrawオブジェクトの作成
draw = ImageDraw.Draw(img)

# 直線
draw.line([(10, 60), (290, 10)], fill = "Blue", width = 3)

# 折れ線
draw.line([(10, 100), (150, 180), (290, 100)], fill = "Green", width = 20)
draw.line([(10, 200), (150, 280), (290, 200)], fill = "Red", width = 20, joint="curve")

# 四角形
draw.rectangle([(10, 300), (290, 380)], fill = "#FF8C00", outline="#DC143C", width = 5)

# 角の丸い四角形
draw.rounded_rectangle([(10, 400), (290, 480)], radius = 15, fill = (0, 0, 255), outline="Red", width = 5)

# 楕円
draw.ellipse([(10, 500), (290, 580)], fill = "Magenta", outline="Cyan", width = 5)
# 円
draw.ellipse([(110, 600), (190, 680)], fill = "Green", outline="Yellow", width = 5)

# ポリゴン（始点と終点を結んだ多角形）
draw.polygon([(310, 0), (450, 30), (590, 0), (590, 80), (450, 50), (310, 80)], fill = "Red", outline="FireBrick")
draw.polygon([(310, 100), (410, 180), (490, 100), (590, 180)], fill = "blue", outline="red")

# 正ｎ角形
draw.regular_polygon((450, 240, 40), 5, 0, fill = "blue", outline="red")

# 円弧
draw.arc([(310, 300), (590, 380)], 0, 240, fill = "Blue", width = 5)

# 円弧(始点と終点を結ぶ)
draw.chord([(310, 400), (590, 480)], 0, 240, fill = "Blue", outline="Red", width = 5)

# 円弧（始点・終点と原点を結ぶ）
draw.pieslice([(310, 500), (590, 580)], 0, 240, fill = "Blue", outline="Red", width = 5)

# 点
for i in range(1000):
    x = random.randrange(310, 590)
    y = random.randrange(600, 680)
    # 点の描画
    draw.point((x,y), fill = "Blue")

# 画像の保存
img.save("image.png")

# 画像の表示
img.show()

（実行結果）