挑戰任務：使用OpenCV繪制一個随系統時間動态變化的時鐘。
01
挑戰内容
完成如下圖所展示的動态時鐘，時鐘需随系統時間變化，中間顯示目前日期。
其實本次任務涉及的OpenCV知識并不多，但有助于提升大家的程式設計實踐能力。
挑戰題不會做也木有關系，但請務必在自行嘗試後，再看下面的解答噢，不然…我也沒辦法(￣▽￣)”
02
挑戰解答
一 方案
本次挑戰任務旨在提升大家的動手實踐能力，解決實際問題，是以我們得先有個解題思路和方案。觀察下常見的時鐘表盤：
整個表盤其實隻有3根表針在動，是以可以先畫出靜态表盤，然後擷取系統目前時間，根據時間實時動态繪制3根表針就解決了。
二 繪制表盤
表盤上隻有60條分/秒刻線和12條小時刻線，當然還有表盤的外部輪廓圓，也就是重點在如何畫72根線。先把簡單的圓畫出來：
import cv2import mathimport datetimeimport numpy as np%matplotlib inlinemargin = 5 # 上下左右邊距radius = 220 # 圓的半徑center = (center_x, center_y) = (225, 225) # 圓心# 1. 建立一個畫闆并填充成白色img = np.zeros((450, 450, 3), np.uint8)img[:] = (255, 255, 255)# 2. 畫出圓盤cv2.circle(img, center, radius, (0, 0, 0), thickness=5)
前面我們使用OpenCV畫直線的時候，需知道直線的起點和終點坐标，那麼畫72根線就變成了擷取72組坐标。
在平面坐标系下，已知半徑和角度的話，A點的坐标可以表示為：
x=r×cosα
y=r×sinα
先隻考慮将坐标系原點移動到左上角，角度依然是平面坐标系中的逆時針計算，那麼新坐标是：
x=r×cosα
y=r×sinα
對于60條分/秒刻線，刻線間的夾角是360°/60=6°，對于小時刻線，角度是360°/12=30°，這樣就得到了72組起點坐标，那怎麼得到終點坐标呢？其實同樣的原理，用一個同心的小圓來計算得到B點：
通過A/B兩點就可以畫出直線：
pt1 = []# 3. 畫出60條秒和分鐘的刻線for i in range(60): # 最外部圓，計算A點 x1 = center_x+(radius-margin)*math.cos(i*6*np.pi/180.0) y1 = center_y+(radius-margin)*math.sin(i*6*np.pi/180.0) pt1.append((int(x1), int(y1))) # 同心小圓，計算B點 x2 = center_x+(radius-15)*math.cos(i*6*np.pi/180.0) y2 = center_y+(radius-15)*math.sin(i*6*np.pi/180.0) cv2.line(img, pt1[i], (int(x2), int(y2)), (0, 0, 0), thickness=2) # 4. 畫出12條小時的刻線for i in range(12): # 12條小時刻線應該更長一點 x = center_x+(radius-25)*math.cos(i*30*np.pi/180.0) y = center_y+(radius-25)*math.sin(i*30*np.pi/180.0) # 這裡用到了前面的pt1 cv2.line(img, pt1[i*5], (int(x), int(y)), (0, 0, 0), thickness=5)# 到這裡基本的表盤圖就已經畫出來了
三 角色換算
接下來算是一個小難點，首先時鐘的起始坐标在正常二維坐标系的90°方向，其次時鐘跟圖像一樣，都是順時針計算角度的，是以三者需要統一下：
因為角度是完全對稱的，順逆時針沒有影響，是以平面坐标系完全不用理會，放在這裡隻是便于大家了解。對于時鐘坐标和圖像坐标，時鐘0的0°對應圖像的270°，時鐘15的90°對應圖像的360°，時鐘30的180°對應圖像的450°(360°+90°)…
是以兩者之間的關系便是：
計算角度 = 時鐘角度+270°計算角度 = 計算角度 if 計算角度<=360° else 計算角度-360°
四 同步時間
Python中如何擷取目前時間和添加日期文字都比較簡單，看代碼就行，我就不解釋了。代碼中角度計算我換了一種方式，其實是一樣的，看你能不能看懂(●ˇ∀ˇ●)：
while(1): # 不斷拷貝表盤圖，才能更新繪制，不然會重疊在一起 temp = np.copy(img) # 5. 擷取系統時間，畫出動态的時-分-秒三條刻線 now_time = datetime.datetime.now() hour, minute, second = now_time.hour, now_time.minute, now_time.second # 畫秒刻線 # OpenCV中的角度是順時針計算的，是以需要轉換下 sec_angle = second*6+270 if second <= 15 else (second-15)*6 sec_x = center_x+(radius-margin)*math.cos(sec_angle*np.pi/180.0) sec_y = center_y+(radius-margin)*math.sin(sec_angle*np.pi/180.0) cv2.line(temp, center, (int(sec_x), int(sec_y)), (203, 222, 166), 2) # 畫分刻線 min_angle = minute*6+270 if minute <= 15 else (minute-15)*6 min_x = center_x+(radius-35)*math.cos(min_angle*np.pi/180.0) min_y = center_y+(radius-35)*math.sin(min_angle*np.pi/180.0) cv2.line(temp, center, (int(min_x), int(min_y)), (186, 199, 137), 8) # 畫時刻線 hour_angle = hour*30+270 if hour <= 3 else (hour-3)*30 hour_x = center_x+(radius-65)*math.cos(hour_angle*np.pi/180.0) hour_y = center_y+(radius-65)*math.sin(hour_angle*np.pi/180.0) cv2.line(temp, center, (int(hour_x), int(hour_y)), (169, 198, 26), 15) # 6. 添加目前日期文字 font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX time_str = now_time.strftime("%d/%m/%Y") cv2.putText(img, time_str, (135, 275), font, 1, (0, 0, 0), 2) cv2.imshow('clocking', temp) if cv2.waitKey(1) == 27: # 按下ESC鍵退出 break
本此挑戰旨在鍛煉一步步解決實際問題的思路(雖然有點數學知識(￣▽￣)”)，大家再接再厲噢！
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那麼如何了解線性回歸的原理和算法呢？
分類算法評估中的“它們”有什麼用處？
學好Scikit-Learn，
于是你默默地推了一下酷酷的墨鏡【上篇】
學會PyTorch，你就是這條街上最靓的仔~
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