影像的幾何變形
這篇教學會介紹 OpenCV 裡的 warpAffine() 和 warpPerspective() 方法，搭配 getPerspectiveTransform()、warpPerspective() 和 getAffineTransform() 方法，就可以將影像進行平移、指定角度旋轉或透視的幾何變形效果。
快速導覽：
因為程式中的 OpenCV 會需要使用鏡頭或 GPU，所以請使用本機環境 ( 參考：使用 Python 虛擬環境 ) 或使用 Anaconda Jupyter 進行實作 ( 參考：使用 Anaconda ) ，並安裝 OpenCV 函式庫 ( 參考：OpenCV 函式庫 )。
warpAffine() 平移影像
warpAffine() 方法可以將來源的圖像，根據指定的「仿射矩陣」，輸出成仿射轉換後的新影像，矩陣必須採用 numpy 的矩陣格式，使用的方法如下：
cv2.warpAffine(img, M, (w, h))
# img 來源圖像，M 仿射矩陣，(w, h) 圖片長寬
如果要平移影像，可以使用 2x3 的矩陣來實現，下方的程式碼執行後，會將圖片的垂直與水平方向，移動 100 像素。
import cv2
import numpy as np
img = cv2.imread('meme.jpg')
M = np.float32([[1, 0, 100], [0, 1, 100]]) # 2x3 矩陣，x 軸平移 100，y 軸平移 100
output = cv2.warpAffine(img, M, (480, 360))
cv2.imshow('oxxostudio', output)
getRotationMatrix2D() 旋轉影像
getRotationMatrix2D() 方法可以產生旋轉指定角度影像的仿射矩陣，再透過 warpAffine() 產生旋轉的影像，使用方式如下：
cv2.getRotationMatrix2D((x, y), angle, scale)
# (x, y) 旋轉的中心點，angle 旋轉角度 ( - 順時針，+ 逆時針 )，scale 旋轉後的尺寸
下方的程式碼，會產生一張順時針旋轉 45 度的圖片。
import cv2
img = cv2.imread('meme.jpg')
M = cv2.getRotationMatrix2D((240, 180), 45, 1) # 中心點 (240, 180)，旋轉 45 度，尺寸 1
output = cv2.warpAffine(img, M, (480, 360))
cv2.imshow('oxxostudio', output)
getAffineTransform() 圖像仿射變換
getAffineTransform() 方法，可以根據輸入影像的三個點，對應輸出影像的三個點，產生仿射矩陣，再透過 warpAffine() 產生仿射變換後的影像，使用 2x3 的 numpy 矩陣作為三個點的座標格式，使用方法如下：
cv2.getAffineTransform(輸入影像三個點的座標，輸出影像三個點的座標)
下方的程式碼，會將左邊的圖片，仿射變換成右邊的圖片。
import cv2
import numpy as np
img = cv2.imread('meme.jpg')
p1 = np.float32([[100,100],[480,0],[0,360]])
p2 = np.float32([[0,0],[480,0],[0,360]])
M = cv2.getAffineTransform(p1, p2)
output = cv2.warpAffine(img, M, (480, 360))
cv2.imshow('oxxostudio', output)
warpPerspective() + getPerspectiveTransform() 影像透視
warpPerspective() 方法為影像透視的方法，根據指定的「透視矩陣」，輸出成透視轉換後的新影像，使用方法如下：
cv2.warpPerspective(img, M, (w, h))
# img 來源圖像，M 透視矩陣，(w, h) 圖片長寬
getPerspectiveTransform() 方法，可以根據輸入影像的四個點，對應輸出影像的四個點，產生透視矩陣，再透過 warpPerspective() 產生透視變換後的影像，使用 2x4 的 numpy 矩陣作為四個點的座標格式，使用方法如下：
cv2.getPerspectiveTransform(輸入影像四個點的座標，輸出影像四個點的座標)
下方的程式碼，會將左邊的圖片，透視變換成右邊的圖片。
import cv2
import numpy as np
p1 = np.float32([[100,100],[480,0],[0,360],[480,360]])
p2 = np.float32([[0,0],[480,0],[0,360],[480,360]])
m = cv2.getPerspectiveTransform(p1,p2)
img = cv2.imread('meme.jpg')
output = cv2.warpPerspective(img, m, (480, 360))
cv2.imshow('oxxostudio', output)
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