介绍规则如下：左手控制白色球拍；右手控制紫色球拍；球拍只能上下移动；红色圆形就是冰球；球碰撞到上下两侧的蓝色边框，和两侧的球拍就会反弹；如果球进入了黄色区域，游戏结束；下面的粉色计数板，记录左右两侧各击球多少次。
1. 文件配置1.1 导入工具包pip install opencv_python==4.2.0.34 # 安装opencvpip install mediapipe # 安装mediapipe# pip install mediapipe --user #有user报错的话试试这个pip install cvzone # 安装cvzone # 导入工具包import cv2import cvzonefrom cvzone.handtrackingmodule import handdetector # 导入手部检测模块
21个手部关键点坐标如下：
1.2 素材图片准备开始之前，先准备球桌的图片，球的图片，球拍的图片。我是用ppt画的图，球和球拍的图片一定要保存成 .png 格式的。放在同一个文件夹中以备读取。
2. 手部关键点检测、素材导入2.1 方法介绍（1） cvzone.handtrackingmodule.handdetector()手部关键点检测方法
参数：
mode： 默认为 false，将输入图像视为视频流。它将尝试在第一个输入图像中检测手，并在成功检测后进一步定位手的坐标。在随后的图像中，一旦检测到所有 maxhands 手并定位了相应的手的坐标，它就会跟踪这些坐标，而不会调用另一个检测，直到它失去对任何一只手的跟踪。这减少了延迟，非常适合处理视频帧。如果设置为 true，则在每个输入图像上运行手部检测，用于处理一批静态的、可能不相关的图像。
maxhands： 最多检测几只手，默认为 2
detectioncon： 手部检测模型的最小置信值（0-1之间），超过阈值则检测成功。默认为 0.5
mintrackingcon： 坐标跟踪模型的最小置信值 (0-1之间)，用于将手部坐标视为成功跟踪，不成功则在下一个输入图像上自动调用手部检测。将其设置为更高的值可以提高解决方案的稳健性，但代价是更高的延迟。如果 mode 为 true，则忽略这个参数，手部检测将在每个图像上运行。默认为 0.5
它的参数和返回值类似于官方函数 mediapipe.solutions.hands.hands()
multi_hand_landmarks： 被检测/跟踪的手的集合，其中每只手被表示为21个手部地标的列表，每个地标由x, y, z组成。
multi_handedness： 被检测/追踪的手是左手还是右手的集合。每只手由label(标签)和score(分数)组成。 label 是 'left' 或 'right' 值的字符串。 score 是预测左右手的估计概率。
（2）cvzone.handtrackingmodule.handdetector.findhands() 找到手部关键点并绘图
参数：
img： 需要检测关键点的帧图像，格式为bgr
draw： 是否需要在原图像上绘制关键点及识别框
fliptype： 图像是否需要翻转，当视频图像和我们自己不是镜像关系时，设为true就可以了
返回值：
hands： 检测到的手部信息，由0或1或2个字典组成的列表。如果检测到两只手就是由两个字典组成的列表。字典中包含：21个关键点坐标(x,y,z)，检测框左上坐标及其宽高，检测框中心点坐标，检测出是哪一只手。
img： 返回绘制了关键点及连线后的图像
（3）cv2.addweighted()图像融合
将两张图像按一定比例融合在一起，需要两张图像的size和通道数相同
两张图像按一定比例融合： cv2.addweighted(图像1, 权重1, 图像2, 权重2, 亮度偏置)
相当于 y = a x1 + b x2 + c，其中 a、b 代表权重，c 代表亮度上提亮多少
2.2 代码展示首先 cv2.imread() 中的参数 cv2.imread_unchanged 是指用图片的原来格式打开，包含alpha通道。即以不改变图片的方式打开，图片是彩色那么读进来就是彩色，图片是灰度图那么读进来就是灰度图，读进来的图片的shape如下：
该部分代码主要负责手部关键点检测，融合背景图像和视频帧图像
import cv2import cvzonefrom cvzone.handtrackingmodule import handdetector # 导入手部检测模块 #（1）捕获摄像头cap = cv2.videocapture(0) # 0代表电脑自带的摄像头cap.set(3, 1280) # 读入的图像的宽cap.set(4, 720) # 读入的图像的高 #（2）文件配置# 导入所有需要对图片文件imgdesk = cv2.imread('games/desk.jpg') # 球桌的图片imgball = cv2.imread('games/ball.png', cv2.imread_unchanged) # 球的图片imgblock1 = cv2.imread('games/block1', cv2.imread_unchanged) # 球拍的图片imgblock2 = cv2.imread('games/block2', cv2.imread_unchanged) # 球拍的图片# 调整球桌图片的sizeimgdesk = cv2.resize(imgdesk, dsize=(1280,720)) #（3）参数设置# 接收手部关键点识别的方法，最小手部检测模块置信度0.8，最多检测2只手detector = handdetector(detectioncon=0.8, maxhands=2) #（4）处理帧图像while true: # 返回是否读取成功，以及读取后的帧图像 success, img = cap.read() # 每次执行读取一帧 # 图片翻转呈镜像关系，1代表左右翻转，0代表上下翻转 img = cv2.flip(img, flipcode=1) # 手部关键点检测，返回每个只手的信息和绘制后的图像 hands, img = detector.findhands(img, fliptype=false) # 上面翻转过了这里就不用翻转了 # 将球桌图片和视频帧图像融合在一起, 两张图的shape要相同 # 给出每张图片的融合权重, 亮度偏置为0，这样就变成了半透明的显示形式 img = cv2.addweighted(img, 0.3, imgdesk, 0.7, 0) #（5）添加桌球的图片，将imgball放在球桌img的指定坐标位置 img = cvzone.overlaypng(img, imgball, (100,100)) # 图像展示 cv2.imshow('img', img) # 每帧滞留1ms后消失 k = cv2.waitkey(1) # esc键退出程序 if k & 0xff==27: break # 释放视频资源cap.release()cv2.destroyallwindows()
效果图如下：
3. 关键点处理、球拍移动3.1 方法介绍这部分主要完成两项工作，第一是左右手分别控制左侧和右侧的球拍，第二个是球以一定的速度移动。
（1）控制球拍
hand['bbox'] 中包含了手部检测框的左上角坐标和检测框的宽高，使用手掌中心点的 y 坐标来控制球拍的上下移动。由于两个球拍的shape是相同的，因此只要获取一个球拍的高度 h2 即可。使用掌心中点 y 坐标控制球拍中点的 y1 坐标，公式为：y1 = (y + h) // 2 - h2 // 2
接着使用 cvzone.overlaypng() 就可以将球拍图片覆盖在原图片的指定区域，其中坐标参数是指覆盖区域的左上角坐标。固定横坐标，只上下移动。
（2）球移动
首先要规定球的移动速度 speedx, speedy = 10, 10 代表球每一帧沿x轴正方向移动10个像素，沿y轴正方向移动10个像素，那么球的初始合速度方向是沿图片的正右下角移动
如果球碰撞到了球桌的上下边框，就反弹。speedy = -speedy。代表x方向每帧移动的步长不变，y方向每帧移动的方向反转，即入射角等于出射角。
3.2 代码展示在上述代码中补充
import cv2import cvzoneimport numpy as npfrom cvzone.handtrackingmodule import handdetector # 导入手部检测模块 #（1）捕获摄像头cap = cv2.videocapture(0) # 0代表电脑自带的摄像头cap.set(3, 1280) # 读入的图像的宽cap.set(4, 720) # 读入的图像的高 #（2）文件配置# 导入所有需要对图片文件imgdesk = cv2.imread('games/desk.jpg') # 球桌的图片imgball = cv2.imread('games/ball.png', cv2.imread_unchanged) # 球的图片imgblock1 = cv2.imread('games/block1.png', cv2.imread_unchanged) # 球拍的图片imgblock2 = cv2.imread('games/block2.png', cv2.imread_unchanged) # 球拍的图片# 调整球桌图片的sizeimgdesk = cv2.resize(imgdesk, dsize=(1280,720))# 调整球拍的sizeimgblock1 = cv2.resize(imgblock1, dsize=(50,200))imgblock2 = cv2.resize(imgblock2, dsize=(50,200)) #（3）参数设置# 接收手部关键点识别的方法，最小手部检测模块置信度0.8，最多检测2只手detector = handdetector(detectioncon=0.8, maxhands=2) # 球的默认位置ballpos = [100, 100] # 球的移动速度，每帧15个像素speedx, speedy = 10, 10 #（4）处理帧图像while true: # 返回是否读取成功，以及读取后的帧图像 success, img = cap.read() # 每次执行读取一帧 # 图片翻转呈镜像关系，1代表左右翻转，0代表上下翻转 img = cv2.flip(img, flipcode=1) # 手部关键点检测，返回每个只手的信息和绘制后的图像 hands, img = detector.findhands(img, fliptype=false) # 上面翻转过了这里就不用翻转了 # 将球桌图片和视频帧图像融合在一起, 两张图的shape要相同 # 给出每张图片的融合权重, 亮度偏置为0，这样就变成了半透明的显示形式 img = cv2.addweighted(img, 0.4, imgdesk, 0.6, 0) #（5）处理手部关键点，如果检测到手了就进行下一步 if hands: # 遍历每检测的2只手，获取每一只手的坐标 for hand in hands: # 获取手部检测框的左上坐标xy，宽高wh x, y, w, h = hand['bbox'] # 获取球拍的宽高 h2, w1 = imgblock1.shape[0:2] # 球拍的中心y坐标，随着掌心移动 y1 = (y + h) // 2 - h2 // 2 # 如果检测到了左手 if hand['type'] == 'left': # 左侧的球拍x轴固定,y坐标随左手掌间中点移动 img = cvzone.overlaypng(img, imgblock1, (55,y1)) # 如果检测到了右手 if hand['type'] == 'right': # 右侧的球拍x轴固定,y坐标随右手掌间中点移动 img = cvzone.overlaypng(img, imgblock2, (1280-55,y1)) #（6）改变球的位置 # 如果球的y坐标在超出了桌面的上或下边框范围，调整移动方向 if ballpos[1] >= 600 or ballpos[1] <= 50: # y方向的速度调整为反方向，那么x方向和y方向的合速度方向调整了 speedy = -speedy ballpos[0] = ballpos[0] + speedx # 调整球的x坐标 ballpos[1] = ballpos[1] + speedy # 调整球的y坐标 #（5）添加桌球的图片，将imgball放在球桌img的指定坐标位置 img = cvzone.overlaypng(img, imgball, ballpos) # 图像展示 cv2.imshow('img', img) # 每帧滞留1ms后消失 k = cv2.waitkey(1) # esc键退出程序 if k & 0xff==27: break # 释放视频资源cap.release()cv2.destroyallwindows()
效果图如下：
4. 球拍击球、游戏完善4.1 方法介绍这一部分主要完成三项工作，第一是球拍击打到球，球需要反弹；第二是如果球进入黄色区域，游戏结束；第三是左右侧击球得分计数器。
（1）球拍击球
看到代码中的第（5）步，ballpos 代表球的左上角坐标(x,y)，100 < ballpos[0] < 100+w1 代表球到了球拍横坐标区域范围内部了，y1 < ballpos[1] < y1+h2 代表球的y坐标在球拍y坐标内部，这时表明击球成功，speedx = -speedx 只改变沿x轴的速度方向，不改变沿y轴的速度方向。
（2）球进黄区，游戏结束
if ballpos[0] < 50 or ballpos[0] > 1150，如果球图片的左上坐标的 x 坐标，在黄区边缘，整个程序退出。当然也可以做一个游戏结束界面，我之前的博文里也有介绍，我偷个懒不写了。
（3）计数器
首先定义个变量初始化记录左右侧的击球次数 score = [0, 0]，如果有一侧的球拍击中球，那么对应该侧计数加一。
4.2 代码展示上面代码是掌心控制球拍，这里改成食指指尖控制球拍中点移动。
import cv2import cvzonefrom cvzone.handtrackingmodule import handdetector # 导入手部检测模块 #（1）捕获摄像头cap = cv2.videocapture(0) # 0代表电脑自带的摄像头cap.set(3, 1280) # 读入的图像的宽cap.set(4, 720) # 读入的图像的高 #（2）文件配置# 导入所有需要对图片文件imgdesk = cv2.imread('games/desk.jpg') # 球桌的图片imgball = cv2.imread('games/ball.png', cv2.imread_unchanged) # 球的图片imgblock1 = cv2.imread('games/block1.png', cv2.imread_unchanged) # 球拍的图片imgblock2 = cv2.imread('games/block2.png', cv2.imread_unchanged) # 球拍的图片# 调整球桌图片的sizeimgdesk = cv2.resize(imgdesk, dsize=(1280,720))# 调整球拍的sizeimgblock1 = cv2.resize(imgblock1, dsize=(50,200))imgblock2 = cv2.resize(imgblock2, dsize=(50,200)) #（3）参数设置# 接收手部关键点识别的方法，最小手部检测模块置信度0.8，最多检测2只手detector = handdetector(detectioncon=0.8, maxhands=2) # 球的默认位置ballpos = [100, 100] # 球的移动速度，每帧15个像素speedx, speedy = 10, 10 # 记录是否游戏结束gameover = false # 记录左右的击球数score = [0, 0] #（4）处理帧图像while true: # 返回是否读取成功，以及读取后的帧图像 success, img = cap.read() # 每次执行读取一帧 # 图片翻转呈镜像关系，1代表左右翻转，0代表上下翻转 img = cv2.flip(img, flipcode=1) # 手部关键点检测，返回每个只手的信息和绘制后的图像 hands, img = detector.findhands(img, fliptype=false) # 上面翻转过了这里就不用翻转了 # 将球桌图片和视频帧图像融合在一起, 两张图的shape要相同 # 给出每张图片的融合权重, 亮度偏置为0，这样就变成了半透明的显示形式 img = cv2.addweighted(img, 0.4, imgdesk, 0.6, 0) #（5）处理手部关键点，如果检测到手了就进行下一步 if hands: # 遍历每检测的2只手，获取每一只手的坐标 for hand in hands: # 获取食指坐标(x,y,z) x, y, z = hand['lmlist'][8] # 获取球拍的宽高 h2, w1 = imgblock1.shape[0:2] # 球拍的中心y坐标，随着掌心移动 y1 = y - h2 // 2 # 如果检测到了左手 if hand['type'] == 'left': # 左侧的球拍x轴固定,y坐标随左手掌间中点移动 img = cvzone.overlaypng(img, imgblock1, (100,y1)) # 检查球是否被左球拍击中, 球的xy坐标是否在球拍xy坐标附近 if 100 < ballpos[0] < 100+w1 and y1 < ballpos[1] < y1+h2: # 满足条件代表球拍击中了，改变球的移动方向 speedx = -speedx # x方向设为反方向 # 得分加一 score[0] += 1 # 如果检测到了右手 if hand['type'] == 'right': # 右侧的球拍x轴固定,y坐标随右手掌间中点移动 img = cvzone.overlaypng(img, imgblock2, (1150,y1)) # 检查球是否被右球拍击中 if 1050 < ballpos[0] < 1050+w1 and y1 < ballpos[1] < y1+h2: # 满足条件代表球拍击中了，改变球的移动方向 speedx = -speedx # x方向设为反方向 # 得分加一 score[1] += 1 #（6）检查球是否没接到，那么游戏结束 if ballpos[0] < 50 or ballpos[0] > 1150: gameover = true # 游戏结束，画面就不动了 if gameover is true: break # 游戏没结束就接下去执行 else: #（7）调整球的坐标 # 如果球的y坐标在超出了桌面的上或下边框范围，调整移动方向 if ballpos[1] >= 600 or ballpos[1] <= 50: # y方向的速度调整为反方向，那么x方向和y方向的合速度方向调整了 speedy = -speedy # 每一整都调整xy坐标 ballpos[0] = ballpos[0] + speedx # 调整球的x坐标 ballpos[1] = ballpos[1] + speedy # 调整球的y坐标 #（8）添加桌球的图片，将imgball放在球桌img的指定坐标位置 img = cvzone.overlaypng(img, imgball, ballpos) #（9）显示记分板 cvzone.puttextrect(img, f'left:{score[0]} and right:{score[1]}', (400,710)) #（10）图像展示 cv2.imshow('img', img) # 每帧滞留1ms后消失 k = cv2.waitkey(1) # esc键退出程序 if k & 0xff==27: break # 释放视频资源cap.release()cv2.destroyallwindows()
效果图如下：
以上就是如何用python制作一个桌上冰球视觉小游戏的详细内容。