第1章

基于JavaVM的OpenCV

几年前，在去上海的旅途中，一位好友送给我一本很厚的书，是介绍OpenCV的。书中包含了海量的图像处理方法、实时视频分析例子和引人入胜的深度解析，于是我迫不及待地配置好环境来测试书中的程序。

众所周知，OpenCV是开源计算机视觉（Open Source Computer Vision）的英文简写。作为一个开源库，OpenCV提供可直接使用的高级图像处理算法，既包括简单易用的高级图像操作，也包括形状识别以及实时视频监测和分析功能。

OpenCV中最核心的内容是多维矩阵对象，叫作Mat。通过本书的学习，Mat将成为我们最熟悉的朋友。在许多攻略中，输入的对象是Mat，处理的内容是Mat，输出的结果也是Mat。

虽然Mat即将成为我们的好朋友，但是作为一个C++对象，它并不是很好相处。你必须重新编译、安装和小心地配置任何使用Mat的新环境。

但是Mat可以被打包。

Mat虽然在本地运行，但它可以被神不知鬼不觉地加载到Java虚拟机中运行。

第1章将通过介绍Java虚拟机中的多种语言让你开始上手使用OpenCV，当然包括Java语言，也包括通俗易懂的Scala语言和谷歌最爱的Kotlin语言。

为了使用同样的方法来运行不同的语言，你会首先（重新）认识一种Java编译工具，叫作Leiningen，之后利用它来运行简单的OpenCV函数。

第1章是第2章的入门基础。第2章的内容是相似的基于JVM的Clojure语言，可以为富有创造性的OpenCV代码带来即时的视觉反馈。

1.1　初识Leiningen

  问题定义

有一句名言是“一次编写，随处运行”，也就是说，在不同的机器上，可以用同样简单便捷的方法来编译和运行Java程序。当然，你总是可以使用最原始的javac命令来编译Java代码，然后使用单纯的Java在命令行中运行编译过的代码，但现在已经是21世纪了，我们应该寻找更有效的方法。

无论使用何种编程语言，手动配置工作环境都是一项大工程。而且当你完成配置之后，很难与他人分享胜利果实。

使用编译工具，可以用简单的方法定义项目所需的依赖，同时也可帮助其他用户更快地上手。

接下来，我们介绍一个简单易用的编译工具。

  解决方法

Leiningen 是（主要）面向JavaVM的编译工具。它与一些知名的工具有些相似，例如Ant、Maven和Gradle。

当Leiningen命令行安装完成之后，就可以基于模板来创建JavaVM项目，并且毫无顾虑地运行程序了。

本攻略将介绍如何快速安装Leiningen，以及如何使用它运行你的第一个Java程序。

  工作原理

首先，把Leiningen安装在你需要的地方，然后用它来创建一个空的Java项目。

注意　安装Leiningen之前，需要在你的电脑上安装Java 8。由于Java 9通过破坏现有方法来解决旧的问题，我们目前还是选择使用Java 8。

安装Leiningen

Leiningen的网站主页是https://leiningen.org/。

在主页上方，可以找到手动安装Leiningen的四个简单步骤。

在MacOS和Unix环境中：

1.下载lein脚本。https://raw.githubusercontent.com/technomancy/leiningen/stable/bin/lein

2.把它放在你的$PATH变量中，以便shell可以找到它（例如～/bin）。

3.设置脚本为可运行（chmod a+x ~/bin/lein）。

4.在终端运行lein，然后它会下载一个安装包。

在Windows环境中：

1.下载lein.bat批处理脚本。https://raw.githubusercontent.com/technomancy/leiningen/stable/bin/lein.bat

2.用管理员权限把它放在你的C:/Windows/System32文件夹下。

3.打开命令提示符运行lein，然后它会下载一个安装包。

在Unix环境中，你可以使用包管理器。在MacOS中，Brew有Leiningen的包。

在Windows中，也有一个很好的安装器在https://djpowell.github.io/leiningen-win-installer/。

如果你是一个Chocolatey粉丝，Windows也有Chocolatey的包：https://chocolatey.org/packages/Lein。

如果你在终端或命令提示符中安装成功，那么你就可以看到已安装工具的版本号。在第一次运行的时候，Leiningen会下载它的内部依赖（internal dependecy），但是之后的运行通常会非常快。

用Leiningen创建新的包含OpenCV的Java项目

Leiningen通常使用一个文本文件，叫作project.clj，里面有一个简单的图，存储着元数据（metadata）、依赖（dependencies）、插件（plug-ins）和配置（settings）。

当你通过调用lein命令来运行项目时，lein会去project.clj文件中查找该项目的相关信息。

Leiningen自带可直接使用的项目模板，但是为了更好地理解，我们来一步步地学习第一个例子。

对于一个Leiningen Java项目，你需要两个文件：

一个用来描述项目的project.clj文件

一个包含Java代码的.java文件，例如Hello.java

第一个项目的目录结构看起来是这个样子的：

一个目录，两个文件。

为了简化问题，第一个Java例子十分简单。

接下来，让我们来看一看project.clj文件中的细节：

这其实是Clojure代码，不过我们把它看作一种领域专用语言（Domain Specific Language，DSL），即使用特定术语描述项目的语言。

为了方便，每种术语在表1-1中有解释。

表1-1　Leiningen项目元数据

接下来，请创建对应的文件夹和文件目录，复制并粘贴每个文件对应的内容。

完成之后，就可以运行你的第一个Leiningen命令：

这个命令会根据你的环境，在你的终端或控制台中生成以下内容：

太棒啦！我们的旅程开始啦！但是，等一等，刚才到底发生了什么呢？

其中包含了一点魔法。Leiningen的run命令会让Leiningen运行一个编译过的Java类main函数。这个被运行的类定义在项目的元数据中，你应该记得，叫作Hello。

在运行Java类之前，我们需要先编译它。默认情况下，Leiningen会在运行run之前进行编译，这也解释了“Compiling...”是从哪里来的。

之后，你可能会注意到，在你的项目中创建了一个叫作target的文件夹，里面包含了一个叫作classes的文件夹和一个Hello.class文件。

target和classes文件夹是编译过的Java字节码（bytecode）的默认存储地址，这个target文件夹之后会被加入Java运行时的类路径（classpath）。

紧跟着是“lein run”触发的执行阶段，Hello类的主函数中的代码块被执行，并输出信息。

你可能会问：“如果我有多个Java文件，并且想运行非主函数之外的其他函数呢？”

这是一个非常合理的问题，在第1章中编写和运行不同代码时，你会经常使用这个技巧。

假如你在同样的Java文件夹中写了第二个Java类，叫作Hello2.Java，其中包含更新的旅途内容。

为了运行Hello2.java的主函数，在调用lein run时，需要加上-m选项，这里m代表着主函数，之后跟着需要运行的Java类的名称。

这个命令输出以下内容：

太好啦！根据这些指导，你可以勇往直前，运行你的第一个OpenCV Java程序了。