How to fix manual mesh warp/grid warp image manipulation in Python

I’m having trouble to implement correctely a manual mesh/grid warp feature in Python, similar to “transform warp” tool in Photoshop.
I already have a perspective warp that works correctly, however I can’t manage to understand how to achieve this sort of mesh deformation warp, haven’t had any luck.

Current look: the grid right now collapses onto itself, won’t stay fixed in place and won’t deform the shape and the image as you can see here:

Wanted outcome:

Here is the current code:

import tkinter as tk
from tkinter import ttk, filedialog
import cv2
import numpy as np
from PIL import Image, ImageTk
import os
from scipy.interpolate import griddata
from matplotlib.path import Path

class AdvancedSmartObjectGUI:
    def __init__(self, master):
        self.master = master
        self.master.title("Advanced Smart Object GUI")

        self.canvas = tk.Canvas(self.master, width=800, height=600, bg='white')
        self.canvas.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)

        self.background_image = None
        self.overlay_image = None
        self.warped_overlay = None
        self.shape_points = []
        self.grid_points = []
        self.original_grid_points = []
        self.original_shape_points = []
        self.dragging = None
        self.mode = 'create'
        self.opacity = 1.0

        self.create_buttons()

        self.canvas.bind("<Button-1>", self.on_click)
        self.canvas.bind("<B1-Motion>", self.on_drag)
        self.canvas.bind("<ButtonRelease-1>", self.on_release)
        self.master.bind("<Control-z>", self.undo)

        self.history = []

        self.load_background_from_folder()

    def create_buttons(self):
        button_frame = ttk.Frame(self.master)
        button_frame.pack(fill=tk.X)

        ttk.Button(button_frame, text="Load Overlay", command=self.load_overlay).pack(side=tk.LEFT)
        ttk.Button(button_frame, text="Create Shape", command=lambda: self.set_mode('create')).pack(side=tk.LEFT)
        ttk.Button(button_frame, text="Move Shape", command=lambda: self.set_mode('move')).pack(side=tk.LEFT)
        ttk.Button(button_frame, text="Edit Shape", command=lambda: self.set_mode('edit')).pack(side=tk.LEFT)
        ttk.Button(button_frame, text="Grid", command=lambda: self.set_mode('grid')).pack(side=tk.LEFT)
        ttk.Button(button_frame, text="Reset", command=self.reset).pack(side=tk.LEFT)
        ttk.Button(button_frame, text="Undo", command=self.undo).pack(side=tk.LEFT)

        self.opacity_scale = ttk.Scale(button_frame, from_=0, to=1, orient=tk.HORIZONTAL, command=self.update_opacity)
        self.opacity_scale.set(1.0)
        self.opacity_scale.pack(side=tk.LEFT)

    def set_mode(self, mode):
        self.mode = mode
        if mode == 'grid' and len(self.shape_points) == 4:
            self.create_grid_points()
            self.original_shape_points = self.shape_points.copy()
            self.original_grid_points = self.grid_points.copy()
        self.display_image()

    def create_grid_points(self):
        rows, cols = 4, 4
        self.grid_points = []
        for i in range(rows + 1):
            for j in range(cols + 1):
                t = i / rows
                s = j / cols
                x = (1-t)*(1-s)*self.shape_points[0][0] + (1-t)*s*self.shape_points[1][0] + t*(1-s)*self.shape_points[3][0] + t*s*self.shape_points[2][0]
                y = (1-t)*(1-s)*self.shape_points[0][1] + (1-t)*s*self.shape_points[1][1] + t*(1-s)*self.shape_points[3][1] + t*s*self.shape_points[2][1]
                self.grid_points.append((x, y))

    def load_background_from_folder(self):
        folder_path = r'C:UsersUtenteDesktopa2'
        image_files = [f for f in os.listdir(folder_path) if f.lower().endswith(('.png', '.jpg', '.jpeg'))]
        if image_files:
            file_path = os.path.join(folder_path, image_files[0])
            self.background_image = cv2.imread(file_path)
            self.background_image = cv2.cvtColor(self.background_image, cv2.COLOR_BGR2RGB)
            self.background_image = cv2.resize(self.background_image, (800, 600))
            self.display_image()
        else:
            print("No image files found in the specified folder.")

    def load_overlay(self):
        file_path = filedialog.askopenfilename(filetypes=[("Image files", "*.png *.jpg *.jpeg")])
        if file_path:
            self.overlay_image = cv2.imread(file_path, cv2.IMREAD_UNCHANGED)
            if self.overlay_image.shape[2] == 3:
                self.overlay_image = cv2.cvtColor(self.overlay_image, cv2.COLOR_BGR2RGBA)
            else:
                self.overlay_image = cv2.cvtColor(self.overlay_image, cv2.COLOR_BGRA2RGBA)
            if len(self.shape_points) < 4:
                self.shape_points = [(0, 0), (800, 0), (800, 600), (0, 600)]
            self.create_grid_points()
            self.warp_overlay()
            self.display_image()

    def warp_overlay(self):
        if self.overlay_image is None or len(self.grid_points) < 25:
            return

        min_x = min(p[0] for p in self.shape_points)
        max_x = max(p[0] for p in self.shape_points)
        min_y = min(p[1] for p in self.shape_points)
        max_y = max(p[1] for p in self.shape_points)

        shape_height = max_y - min_y
        overlay_aspect = self.overlay_image.shape[1] / self.overlay_image.shape[0]
        new_width = int(shape_height * overlay_aspect)
        
       
        if new_width > 0 and shape_height > 0:
            resized_overlay = cv2.resize(self.overlay_image, (new_width, int(shape_height)))

            
            src_points = np.array([(0, 0), (new_width, 0), (new_width, shape_height), (0, shape_height)], dtype=np.float32)

            
            dst_points = np.array(self.shape_points, dtype=np.float32)

            
            matrix = cv2.getPerspectiveTransform(src_points, dst_points)
            self.warped_overlay = cv2.warpPerspective(resized_overlay, matrix, (800, 600), borderMode=cv2.BORDER_TRANSPARENT)
        else:
            print("Invalid dimensions for resized overlay. Skipping warp operation.")

    def display_image(self):
        if self.background_image is None:
            self.canvas.delete("all")
            return

        img = self.background_image.copy()

        if self.warped_overlay is not None:
            img = self.overlay_images(img, self.warped_overlay)

        self.photo = ImageTk.PhotoImage(image=Image.fromarray(img))
        self.canvas.delete("all")
        self.canvas.create_image(0, 0, anchor=tk.NW, image=self.photo)

        if self.mode == 'grid':
            self.draw_grid()
        else:
            self.draw_shape()

    def overlay_images(self, background, overlay):
        mask = overlay[:, :, 3] / 255.0 * self.opacity
        for c in range(3):
            background[:, :, c] = background[:, :, c] * (1 - mask) + overlay[:, :, c] * mask
        return background.astype(np.uint8)

    def draw_shape(self):
        if len(self.shape_points) > 1:
            self.canvas.create_polygon(self.shape_points, outline='red', fill='', tags='shape')
        for i, point in enumerate(self.shape_points):
            self.canvas.create_oval(point[0]-5, point[1]-5, point[0]+5, point[1]+5, fill='red', tags=f'handle{i}')

    def draw_grid(self):
        rows, cols = 4, 4
        for i in range(rows + 1):
            points = [self.grid_points[j] for j in range(i*(cols+1), (i+1)*(cols+1))]
            self.canvas.create_line(points, fill='blue')
        for j in range(cols + 1):
            points = [self.grid_points[i*(cols+1)+j] for i in range(rows+1)]
            self.canvas.create_line(points, fill='blue')
        for point in self.grid_points:
            self.canvas.create_oval(point[0]-3, point[1]-3, point[0]+3, point[1]+3, fill='blue')

    def on_click(self, event):
        if self.mode == 'create':
            self.shape_points.append((event.x, event.y))
        elif self.mode == 'move':
            if self.point_inside_shape(event.x, event.y):
                self.dragging = 'all'
                self.last_x, self.last_y = event.x, event.y
        elif self.mode == 'edit':
            for i, point in enumerate(self.shape_points):
                if abs(event.x - point[0]) < 5 and abs(event.y - point[1]) < 5:
                    self.dragging = i
                    self.last_x, self.last_y = event.x, event.y
                    return
        elif self.mode == 'grid':
            for i, point in enumerate(self.grid_points):
                if abs(event.x - point[0]) < 5 and abs(event.y - point[1]) < 5:
                    self.dragging = i
                    return
        self.display_image()

    def on_drag(self, event):
        if self.dragging is not None:
            if self.mode == 'move':
                dx, dy = event.x - self.last_x, event.y - self.last_y
                self.shape_points = [(x+dx, y+dy) for x, y in self.shape_points]
                self.grid_points = [(x+dx, y+dy) for x, y in self.grid_points]
                self.last_x, self.last_y = event.x, event.y
            elif self.mode == 'edit':
                self.shape_points[self.dragging] = (event.x, event.y)
                self.create_grid_points()
            elif self.mode == 'grid':
                self.update_grid(self.dragging, event.x, event.y)
            self.warp_overlay()
            self.display_image()

    def update_grid(self, index, new_x, new_y):
        old_x, old_y = self.grid_points[index]
        dx, dy = new_x - old_x, new_y - old_y

        
        self.grid_points[index] = (new_x, new_y)

        
        rows, cols = 4, 4
        for i, point in enumerate(self.grid_points):
            if i != index:  # Don't move the dragged point
                dist = np.sqrt((point[0] - old_x)**2 + (point[1] - old_y)**2)
                max_dist = 200  # Influence radius
                if dist < max_dist:
                    influence = (max_dist - dist) / max_dist
                    new_point_x = point[0] + dx * influence
                    new_point_y = point[1] + dy * influence
                    
                    # Ensure the point stays within the shape boundaries
                    row = i // (cols + 1)
                    col = i % (cols + 1)
                    t = row / rows
                    s = col / cols
                    min_x = min(self.shape_points[0][0], self.shape_points[3][0])
                    max_x = max(self.shape_points[1][0], self.shape_points[2][0])
                    min_y = min(self.shape_points[0][1], self.shape_points[1][1])
                    max_y = max(self.shape_points[2][1], self.shape_points[3][1])
                    
                    new_point_x = max(min_x, min(new_point_x, max_x))
                    new_point_y = max(min_y, min(new_point_y, max_y))
                    
                    self.grid_points[i] = (new_point_x, new_point_y)

        # Update shape points based on the new grid
        self.update_shape_points()

        # Apply cv2.remap to deform the overlay image according to the new grid
        self.deform_overlay()

    def update_shape_points(self):
        rows, cols = 4, 4
        for i, point in enumerate(self.shape_points):
            if i == 0:
                self.shape_points[i] = self.grid_points[0]
            elif i == 1:
                self.shape_points[i] = self.grid_points[cols]
            elif i == 2:
                self.shape_points[i] = self.grid_points[-1]
            elif i == 3:
                self.shape_points[i] = self.grid_points[-(cols+1)]

    def deform_overlay(self):
        if self.overlay_image is None:
            return

        h, w = self.overlay_image.shape[:2]
        
        
        src_points = np.array(self.original_grid_points, dtype=np.float32)
        
        
        dst_points = np.array(self.grid_points, dtype=np.float32)
        
        
        M = cv2.findHomography(src_points, dst_points)[0]
        
        
        self.warped_overlay = cv2.warpPerspective(self.overlay_image, M, (w, h), borderMode=cv2.BORDER_TRANSPARENT)

    def on_release(self, event):
        if self.dragging is not None:
            self.add_to_history()
        self.dragging = None

    def point_inside_shape(self, x, y):
        path = Path(self.shape_points)
        return path.contains_point((x, y))

    def reset(self):
        self.shape_points = []
        self.grid_points = []
        self.original_shape_points = []
        self.overlay_image = None
        self.warped_overlay = None
        self.display_image()

    def update_opacity(self, value):
        self.opacity = float(value)
        self.display_image()

    def add_to_history(self):
        state = {
            'shape_points': self.shape_points.copy(),
            'grid_points': self.grid_points.copy(),
            'original_grid_points': self.original_grid_points.copy(),
            'warped_overlay': self.warped_overlay.copy() if self.warped_overlay is not None else None,
            'opacity': self.opacity
        }
        self.history.append(state)
        if len(self.history) > 10:  
            self.history.pop(0)

    def undo(self, event=None):
        if len(self.history) > 1:
            self.history.pop()  # Remove current state
            previous_state = self.history[-1]
            self.shape_points = previous_state['shape_points']
            self.grid_points = previous_state['grid_points']
            self.original_grid_points = previous_state['original_grid_points']
            self.warped_overlay = previous_state['warped_overlay']
            self.opacity = previous_state['opacity']
            self.opacity_scale.set(self.opacity)
            self.display_image()

if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = AdvancedSmartObjectGUI(root)
    root.mainloop()


New contributor

Pollo is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật