import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def translation_transform(image_path, tx, ty):
    """
    实现图像平移变换
    :param image_path: 输入图像路径
    :param tx: 水平方向平移量（正数向右，负数向左）
    :param ty: 垂直方向平移量（正数向下，负数向上）
    :return: 原图和平移后的图像
    """
    # 读取图像
    img = cv2.imread(image_path)
    
    # 定义平移矩阵
    M = np.float32([[1, 0, tx], [0, 1, ty]])
    
    # 应用平移变换
    translated = cv2.warpAffine(img, M, (img.shape[1], img.shape[0]))
    
    return img, translated

def manual_translation(image_path, tx, ty):
    """
    手动实现图像平移变换
    :param image_path: 输入图像路径
    :param tx: 水平方向平移量
    :param ty: 垂直方向平移量
    :return: 平移后的图像
    """
    # 读取图像
    img = cv2.imread(image_path)
    rows, cols, channels = img.shape
    
    # 创建输出图像
    translated = np.zeros_like(img)
    
    # 计算新位置
    for i in range(rows):
        for j in range(cols):
            # 计算原始位置
            orig_x = j - tx
            orig_y = i - ty
            
            # 检查是否在原图像范围内
            if 0 <= orig_x < cols and 0 <= orig_y < rows:
                translated[i, j] = img[int(orig_y), int(orig_x)]
            # 否则保持默认值（黑色或零值）
    
    return img, translated

def translation_with_padding(image_path, tx, ty, fill_value=(0, 0, 0)):
    """
    带填充的平移变换
    :param image_path: 输入图像路径
    :param tx: 水平方向平移量
    :param ty: 垂直方向平移量
    :param fill_value: 填充颜色值(RGB)
    :return: 原图和平移后的图像
    """
    # 读取图像
    img = cv2.imread(image_path)
    rows, cols, channels = img.shape
    
    # 定义平移矩阵
    M = np.float32([[1, 0, tx], [0, 1, ty]])
    
    # 应用平移变换，指定边界填充方式
    translated = cv2.warpAffine(img, M, (cols, rows), 
                               borderMode=cv2.BORDER_CONSTANT, 
                               borderValue=fill_value)
    
    return img, translated

# 使用示例
if __name__ == "__main__":
    # 注意：需要提供实际的图像路径
    # img, result = translation_transform('image.jpg', 100, 50)
    # manual_img, manual_result = manual_translation('image.jpg', 100, 50)
    # padded_img, padded_result = translation_with_padding('image.jpg', 100, 50, (255, 255, 255))
    pass