Dibujando un rectángulo dentro de una matriz numpy 2D

Tengo una matriz numpy 2D que contiene los datos individuales de cada píxel de un sensor. La imagen se muestra en una GUI con una transmisión en vivo de la cámara. Quiero poder dibujar un rectángulo sobre la imagen para distinguir un área de la pantalla. Parece bastante simple dibujar un rectángulo que es paralelo al lado de la imagen, pero eventualmente quiero poder rotar el rectángulo. ¿Cómo sabré qué píxeles cubre el rectángulo cuando se gira?

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