Qt 之图形（QPainter 的基本绘图）

简述

Qt 中提供了强大的 2D 绘图系统，可以使用相同的 API 在屏幕和绘图设备上进行绘制，它主要基于QPainter、QPaintDevice 和 QPaintEngine 这三个类。

• QPainter 用于执行绘图操作，其提供的 API 在 GUI 或 QImage、QOpenGLPaintDevice、QWidget 和QPaintDevice 显示图形（线、形状、渐变等）、文本和图像。
• QPaintDevice 不直接绘制物理显示画面，而利用逻辑界面的中间媒介。例如，绘制矩形图形时，为了将对象绘制到 QWidget、QGLPixelBuffer、QImage、QPixmap、QPicture 等多种界面中间，必须使用 QPaintDevice。
• QPaintEngine 提供了一些接口，可用于 QPainter 在不同的设备上进行绘制。

绘图系统由 QPainter 完成具体的绘制操作，QPainter 类提供了大量高度优化的函数来完成 GUI 编程所需要的大部分绘制工作。它可以绘制一切想要的图形，从最简单的一条直线到其他任何复杂的图形，例如：点、线、矩形、弧形、饼状图、多边形、贝塞尔弧线等。此外，QPainter 也支持一些高级特性，例如反走样（针对文字和图形边缘）、像素混合、渐变填充和矢量路径等，QPainter 也支持线性变换，例如平移、旋转、缩放。

QPainter 可以在继承自 QPaintDevice 类的任何对象上进行绘制操作。QPainter 也可以与 QPrinter 一起使用来打印文件和创建 PDF 文档。这意味着通常可以用相同的代码在屏幕上显示数据，也可以生成打印形式的报告。

QPainter 一般在部件的绘图事件 paintEvent() 中进行绘制，首先创建 QPainter 对象，然后进行图形的绘制，最后记得销毁 QPainter 对象。当窗口程序需要升级或者重新绘制时，调用此成员函数。使用 repaint()和 update() 后，调用函数 paintEvent()。

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绘制文本

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    Q_UNUSED(event);

    QPainter painter(this);
    // 设置画笔颜色
    painter.setPen(QColor(0, 160, 230));

    // 设置字体：微软雅黑、点大小50、斜体
    QFont font;
    font.setFamily("Microsoft YaHei");
    font.setPointSize(50);
    font.setItalic(true);
    painter.setFont(font);

    // 绘制文本
    painter.drawText(rect(), Qt::AlignCenter, "Qt");
}

首先为该部件创建了一个 QPainter 对象，用于后面的绘制。使用 setPen() 来设置画笔的颜色（淡蓝色）。通过使用 QFont 来构建我们想要的字体，setFamily()设置字体为微软雅黑、setPointSize() 设置点大小30、setItalic() 设置斜体， 然后通过 setFont() 来设置字体，最后调用 drawText() 来实现文本的绘制，这里的 rect() 是指当前窗体的显示区域，Qt::AlignCenter 指文本居中绘制。

绘制直线

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    Q_UNUSED(event);

    QPainter painter(this);
    // 反走样
    painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);
    // 设置画笔颜色
    painter.setPen(QColor(0, 160, 230));
    // 绘制直线
    painter.drawLine(QPointF(0, height()), QPointF(width() / 2, height() / 2));
}

首先我们通过 setRenderHint() 来设置反走样，要么绘制出来的线条会出现锯齿，调用 setPen() 来设置画笔颜色（淡蓝色）。最后调用 drawLine() 来实现直线的绘制，其中 QPointF(0, height()) 是指直线的起点坐标、QPointF(width() / 2, height() / 2) 是指直线的终点坐标。

绘制矩形

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    Q_UNUSED(event);

    QPainter painter(this);

    // 反走样
    painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);
    // 设置画笔颜色、宽度
    painter.setPen(QPen(QColor(0, 160, 230), 2));
    // 设置画刷颜色
    painter.setBrush(QColor(255, 160, 90));
    painter.drawRect(50, 50, 160, 100);
}

首先我们使用 setPen() 来设置画笔颜色（淡蓝色）、宽度（2 像素），用来设置矩形区域的边框。然后使用setBrush() 来设置画刷颜色（橙色），用来填充矩形区域，最后调用 drawRect() 来实现矩形的绘制，其中参数依次顺序为 x、y、w、h，是指区域从 x 为 50，y 为 50 的坐标点起，宽度为 160，高度为 100 的矩形。

绘制弧线

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    Q_UNUSED(event);

    // 矩形
    QRectF rect(90.0, 90.0, 80.0, 90.0);
    // 起始角度
    int startAngle = 30 * 16;
    // 跨越度数
    int spanAngle = 120 * 16;

    QPainter painter(this);

    // 反走样
    painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);

    // 设置画笔颜色、宽度
    painter.setPen(QPen(QColor(0, 160, 230), 2));

    // 绘制弧线
    painter.drawArc(rect, startAngle, spanAngle);
}

画弧线时，角度被分成了十六分之一，就是说，如果要 30 度，就需是 30*16。它有起始角度和跨度，还有位置矩形，所以，要想画出自己想要的弧线，就需要大概估算出各个参数的预估值。

绘制椭圆

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    Q_UNUSED(event);

    QPainter painter(this);

    // 反走样
    painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);

    // 设置画笔颜色、宽度
    painter.setPen(QPen(QColor(0, 160, 230), 2));

    // 绘制椭圆
    painter.drawEllipse(QPointF(120, 60), 50, 20);

    // 设置画刷颜色
    painter.setBrush(QColor(255, 160, 90));

    // 绘制圆
    painter.drawEllipse(QPointF(120, 140), 40, 40);
}

这里我们绘制了一个椭圆和一个圆形，都是调用 drawEllipse() 接口，我们可以很轻易的发现，如果为椭圆的时候，后面两个参数不一样，圆形则相同。首先我们来看第一个参数 QPointF 是指椭圆的中心点相对当前窗体 QPoint(0, 0) 点的位置，后面的参数指椭圆的 x 轴及 y 轴的半径。

绘制多边形

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    Q_UNUSED(event);

    QPainter painter(this);

    // 反走样
    painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);

    // 设置画笔颜色
    painter.setPen(QColor(0, 160, 230));

    // 各个点的坐标
    static const QPointF points[4] = {QPointF(30, 40), QPointF(60, 150), QPointF(150, 160), QPointF(220, 100)};

    // 绘制多边形
    painter.drawPolygon(points, 4);
}

首先，我们定义一个个坐标点的位置，这里有四个点，分别为：QPointF(30, 40)、QPointF(60, 150)、QPointF(150, 160)、 QPointF(220, 100)，然后调用 drawPolygon() 将各个点连接起来，绘制为多边形。

绘制图片

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    Q_UNUSED(event);

    QPainter painter(this);

    // 反走样
    painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);

    // 绘制图标
    painter.drawPixmap(rect(), QPixmap(":/Images/logo"));
}

通过 drawPixmap() 来绘制图片，我们可以指定图片绘制的区域 QRect，这里为整个界面的区域，当界面伸缩的时候，图片也会跟着伸缩。