OpenCV 可用 `cv2.pointPolygonTest()` 計算點到多邊形的最短距離，也可以只判斷點在多邊形內、外或邊界上。關鍵參數是 `measureDist`，設為 `True` 會回傳距離，設為 `False` 會回傳位置關係。
`cv2.pointPolygonTest()` 是什麼？
`cv2.pointPolygonTest()` 是 OpenCV 用來測試點與輪廓關係的函數。輸入一個 contour 和一個點，就能判斷點是否落在多邊形內部、外部或邊界。
函數語法如下：
```python
result = cv2.pointPolygonTest(contour, point, measureDist)
```
| 參數 | 說明 |
|---|---|
| `contour` | 多邊形輪廓，可為 NumPy 陣列或 OpenCV contour |
| `point` | 要測試的點，格式通常是 `(x, y)` |
| `measureDist` | 是否計算最短距離 |
`measureDist` 要設 True 還是 False？
`measureDist=True` 會回傳有正負號的距離值，`measureDist=False` 只回傳位置關係。若只需要知道點在內外，使用 `False` 比較直覺。
回傳值的意義如下：
| 回傳值 | 意義 |
|---|---|
| 正數 | 點在多邊形內部 |
| 負數 | 點在多邊形外部 |
| `0` | 點在多邊形邊界上 |
若 `measureDist=True`，數值大小就是點到輪廓邊界的最短距離，正負號仍表示內外關係。
```python
distance = cv2.pointPolygonTest(rect3, tuple(line1_midpoint), measureDist=True)
position = cv2.pointPolygonTest(rect3, tuple(line1_midpoint), measureDist=False)
```
如何用 `cv2.polylines()` 畫出多邊形？
`cv2.polylines()` 可用來畫多邊形輪廓。測試 `cv2.pointPolygonTest()` 前，先把 contour 畫出來，通常比較容易確認座標是否正確。
```python
import cv2
import numpy as np
rect1 = np.array([[100, 100], [300, 100], [300, 200], [100, 200]])
image = np.zeros((500, 500, 3), dtype=np.uint8)
cv2.polylines(image, [rect1], True, (0, 255, 0), thickness=2)
cv2.imshow("Image", image)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()
```
我通常會先把 contour 和測試點都畫在同一張 debug 圖上。只看距離數字時，很容易把 `(x, y)` 與陣列索引 `(row, col)` 搞反。
常見問題
`cv2.pointPolygonTest()` 可以處理非矩形多邊形嗎？
可以。`cv2.pointPolygonTest()` 接受一般 contour，因此矩形、多邊形或由輪廓偵測得到的形狀都能使用。
點在多邊形邊界上會回傳什麼？
點在邊界上會回傳 `0`。若 `measureDist=True`，距離也會是 `0`。
OpenCV 的 point 座標順序是什麼？
OpenCV 的 point 座標順序是 `(x, y)`。NumPy 陣列存取常用 `(row, col)`，兩者順序不同。
參考資料
- OpenCV Documentation, `pointPolygonTest`: <https://docs.opencv.org/4.x/d3/dc0/groupimgprocshape.html>
最後更新
Fri Jun 09 2023 08:00:00 GMT+0800 (Taiwan Standard Time)
延伸閱讀
關於作者 {#author}
Claire Chang ｜ 企業 AI 導入與流程轉型顧問。專注於 AI Agent 架構設計、ERP 系統整合與企業 AI 治理。
首次發布：2023-06-09