用 OpenCV 旋轉圖片：getRotationMatrix2D 與 warpAffine 範例

OpenCV 旋轉圖片要用哪兩個函數？

OpenCV 旋轉圖片主要使用 cv2.getRotationMatrix2D() 和 cv2.warpAffine()。前者決定旋轉中心、角度與縮放比例，後者把矩陣實際套用到圖片像素。

cv2.getRotationMatrix2D(center, angle, scale) 會回傳 2x3 的仿射矩陣。center 通常設為圖片中心點，angle 是旋轉角度，scale 是縮放倍率。

cv2.warpAffine(image, M, (w, h)) 會用矩陣 M 重新映射圖片。第三個參數 (w, h) 是輸出圖片尺寸，如果仍使用原圖寬高，旋轉後超出邊界的部分會被裁掉。

如何用 Python 寫一個 rotate_image 函數？

rotate_image() 可以把讀圖、取得中心點、產生旋轉矩陣與套用仿射轉換整理成同一個流程。這樣在測試不同角度時，只需要改變 angle 參數。

import cv2
import numpy as np

image = cv2.imread("image1.jpg")

def rotate_image(image, angle):
    (h, w) = image.shape[:2]
    center = (w // 2, h // 2)
    matrix = cv2.getRotationMatrix2D(center, angle, 1.0)
    rotated_image = cv2.warpAffine(image, matrix, (w, h))
    return rotated_image

rotated_image = rotate_image(image, 90)

cv2.imshow("image", image)
cv2.imshow("rotated_image", rotated_image)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

這段程式碼保留了原文最核心的做法：先取得圖片高度與寬度，再把中心點設為 (w // 2, h // 2)。如果圖片是 623x242，旋轉中心就會落在圖片中央附近。

旋轉角度的正負方向怎麼判斷？

OpenCV 的 getRotationMatrix2D() 以逆時針方向為正角度。若要讓圖片逆時針旋轉 90 度，angle 應設定為 90；若要順時針旋轉 90 度，angle 應設定為 -90。

這一點在調整影像資料集時很容易弄反。建議先用一張有明確方向的測試圖，例如含文字、箭頭或不對稱物件的圖片，確認正負角度符合預期後，再批次套用到資料夾。

如何讓旋轉後的邊界填成白色？

cv2.warpAffine() 可以透過 borderValue 設定旋轉後的空白邊界顏色。若資料背景是白色，設定 borderValue=(255, 255, 255) 可以讓旋轉結果更自然。

import cv2
import numpy as np

image = cv2.imread("image1.jpg")

def rotate_image(image, angle):
    (h, w) = image.shape[:2]
    center = (w // 2, h // 2)
    matrix = cv2.getRotationMatrix2D(center, angle, 1.0)
    rotated_image = cv2.warpAffine(
        image,
        matrix,
        (w, h),
        borderValue=(255, 255, 255),
    )
    return rotated_image

rotated_image = rotate_image(image, 90)

如果圖片背景不是白色，borderValue 應改成與背景一致的 BGR 顏色。OpenCV 使用 BGR 色彩順序，不是常見的 RGB 順序。

常見問題

QOpenCV 旋轉圖片會改變圖片大小嗎？

上述範例不會改變輸出圖片大小，因為 warpAffine() 的輸出尺寸仍設定為原圖寬高 (w, h)。若旋轉角度不是 90、180、270 度，邊角可能會被裁切。

QgetRotationMatrix2D() 的第三個參數是什麼？

第三個參數是縮放比例。設定為 1.0 代表只旋轉不縮放，設定為 0.5 代表旋轉後縮小為一半。

QOpenCV 的邊界顏色為什麼用 (255, 255, 255)？

OpenCV 以 BGR 儲存彩色像素，但白色在 BGR 和 RGB 都是 (255, 255, 255)。若要填黑色，可以使用 (0, 0, 0)。

參考資料

• OpenCV 文件，getRotationMatrix2D 與 warpAffine API，https://docs.opencv.org/4.x/da/d54/group__imgproc__transform.html，存取日期：2026-08-27。

延伸閱讀

• OpenCV 圖像幾何變換教學：縮放、平移、旋轉、仿射與透視變換：同樣聚焦 OpenCV、影像處理，可接著比較不同情境的做法。
• 使用 OpenCV 調整圖片亮度：convertScaleAbs 範例：同樣聚焦 OpenCV、Python，可接著比較不同情境的做法。
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關於作者

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：2022-12-21