R光栅绘制图像，绘制圆圈并遮盖圆圈外的像素

Question

下面的代码绘制一个图像，然后在该图像上绘制圆圈。我想让所有落在该圆圈之外的像素变黑。我该怎么做？

library(raster)
library(plotrix)
r1 <- brick(system.file("external/rlogo.grd", package="raster"))
width=50
height=40
x <- crop(r1, extent(0,width,0,height))
plotRGB(x)
circlex=20
circley=15
radius=10
draw.circle(circlex,circley,radius,border="blue")

Answer 1

使用 str() 查看 'x'-对象，您会看到：

..@ data    :Formal class '.MultipleRasterData' [package "raster"] with 14 slots
  .. .. ..@ values    : num [1:2500, 1:3] 255 248 221 199 198 210 221 190 104 79 ...
  .. .. .. ..- attr(*, "dimnames")=List of 2
  .. .. .. .. ..$ : NULL
  .. .. .. .. ..$ : chr [1:3] "red" "green" "blue"

...因此 1:50 by 1:50 值映射到三列。 X 值可能是 0:2500 %% 50，y 值可能是 0:2500 %/% 50

因此请记住，"origin" 如果光栅对象的左上角是绘图函数的左下角，因此 20 的 y 值变为 50-20 或 30，这使您接近您的要求（抱歉将 y 序列放在首位）：

x@data@values[( ((1:2500 %/% 50 )- 30)^2 + ((1:2500 %% 50) - 20)^2 ) >=100, 1] <- 0
 x@data@values[( ((1:2500 %/% 50 )- 30)^2 + ((1:2500 %% 50) - 20)^2 ) >=100, 2] <- 0
 x@data@values[( ((1:2500 %/% 50 )- 30)^2 + ((1:2500 %% 50) - 20)^2 ) >=100, 3] <- 0
 plotRGB(x)
 draw.circle(20,20,10,border="blue")

逻辑是标准的形式为 (x-dx)^2+(y-dy)^2 > r^2 其中 dx 和 dy 是圆的中心坐标，r 是半径== 10.

问题更改后的编辑：

对于每个颜色层，具有命名参数的代码将类似于制作最暗层的代码 "red"。这给出了一个大致圆形的蒙版，尽管没有正确处理使中心对齐：

x@data@values[( ((1:(height*width) %/% (height*5/4) )- (height-circley*5/4) )^2 + 
            ((1:(height*width) %% width) -       circlex )^2 ) >= radius^2, 1] <- 0

进一步的实验表明这看起来非常接近：

x@data@values[( ((1:(height*width) %/% (height) )- (height-circley) *5/4)^2 + 
                 ((1:(height*width) %% width) -       circlex )^2 ) >= radius^2, 1] <- 0
plotRGB(x, asp=5/4, addfun=function() draw.circle(circlex,circley,radius,border="blue") )

显然，您可以在出现 5/4 的任何地方用 width/height 比例因子替换新的纵横比。

Answer 2

这是一个更通用的解决方案，也适用于具有不同坐标系的栅格。

函数rasterToPoints()将栅格转换为点。按照您的示例，head(rasterToPoints(x)) returns 以下内容：

> head(rasterToPoints(x))
       x    y red green blue
[1,] 0.5 39.5 255   255  251
[2,] 1.5 39.5 204   205  199
[3,] 2.5 39.5 171   172  164
[4,] 3.5 39.5 157   159  148
[5,] 4.5 39.5 162   164  151
[6,] 5.5 39.5 187   189  176

然后我们需要找到落在圆圈外的点并将它们的值设置为零：

is_outside_circ = (rasterToPoints(x)[,1] - circlex)^2 + (rasterToPoints(x)[,2] - circley)^2 >= radius^2
x@data@values[ is_outside_circ,] <- 0
plotRGB(x)
draw.circle(circlex,circley,radius,border="blue")

Result: black points outside circle

R光栅绘制图像，绘制圆圈并遮盖圆圈外的像素

R raster plotting an image, draw a circle and mask pixels outside circle

r

image

mask

raster