学习QT之QT绘图原理详解

一、Qt绘制事件

当应用程序收到绘制事件时，就会调用QWidget::paintEvent()，该函数就是绘制窗口的地方。

有两种方法要求重绘一个窗口

1. update() --把重绘事件添加到事件队列中

   • 重复调用update()会被Qt合并为一次
   • 不会产生图像的闪烁
   • 可带参数指定重绘某个区域

2. repaint() --立即产生绘制事件

   • 一般情况下不推荐使用此方法
   • 只使用在需要立即重绘的特效情况下
   • 可带参数指定重绘某个区域

---

为了处理绘制事件，只需要重写paintEvent()函数，并在该函数中实例化一个QPainter对象进行绘制。

class MyWidget : public QWidget
{
    ...
protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *);
}

void MyWidget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    QPainter painter(this);
    ...
}

基本绘制

• QPainter类提供绘制操作，其构造函数原型为：

  QPainter(QPaintDevice *device);
  

• QPaintDevice代表绘制2D图像的画布；

• 如下继承QPaintDevice的类对象都可用于QPainter绘制

  QWidget、QImage、QPixmap、QPicture、QPrinter、QSvgGenerator、
  QGLPixelBuffer、QGLFrameBufferObject
  

二、Qt 2D绘图

QPainter

1. 线和轮廓都可以用 画笔(QPen) 进行绘制，用 画刷(QBrush) 进行填充；
2. 字体使用QFont类定义，当绘制文字时，Qt使用指定字体的属性，如果没有匹配的字体，Qt将使用最接近的字体；
3. 通常情况下，QPainter以默认的坐标系统进行绘制，也可以用QMatrix类对坐标进行变换；
4. 当绘制是，可以使用QPainter::RenderHint来告诉绘图引擎是否弃用反锯齿功能使图变得平滑；
5. QPainter::RenderHint的可取值：
   • QPainter::Antialiasing：告诉绘图引擎应该在可能的情况下进行边的反锯齿绘制
   • QPainter::TextAntialiasing：尽可能的情况下文字的反锯齿绘制
   • QPainter::SmoothPixmapTransform：使用平滑的pixmap变换算法（双线性插值算法），而不是近邻插值算法；

QPainter的绘图函数总结如下：

函数	功能	函数	功能
drawArc()	弧	drawPixmap()	QPixmap表示的图像
drawChord()	弦	drawPoint()	点
drawConvexPolygon()	凸多边形	drawPoints()	多个点
drawEllipse()	椭圆	drawPolygon	多边形
drawImage()	QImage表示的图像	drawPolyline()	多折线
drawLine()	线	drawRect()	矩形
drawLines()	多条线	drawRects()	多个矩形
drawPath()	路径	drawRoundRect()	圆角矩形
drawPicture()	按QPainter指令绘制	drawText()	文字
drawPie	扇形	drawTiledPixmap()	平铺图像
		drawLineSegments()	绘制折线

三、画笔

• 画笔的属性包括线型、线宽、颜色等。画笔属性可以在构造函数中指定，也可以使用setStyle()，setWidth()，setBrush()，setCapStyle()，setJoinStyle()等函数设定；
• Qt中，使用Qt::PenStyle定义了6中画笔风格，分别是：

​ 还可以自定义线风格（Qt::CustomDashLine），需要使用QPen的setDashPattern()函数来设定自定义风格。

端点风格（cap style）

• 端点风格决定了线的端点样式，只对线宽大于1的线有效。

• Qt定义了三种端点风格用枚举类型Qt::PenCapStyle表示，分别为：

Qt::PenCapStyle	说明
Qt::SquareCap	表示在线条的顶点处是方形的，且线条绘制的区域包括了端点，并且再往外延伸半个线宽的长度
Qt::FlatCap	表示在线条的顶点处是方形的，但线条绘制区域不包括端点在内
Qt::RoundCap	表示在线条的顶点处是圆形的，且线条绘制区域包含了端点。

连接风格（join style）

• 连接风格是两条线如何连接，连接风格对线宽大于等于1的线有效；

• Qt定义了四种连接方式，用枚举类型Qt::PenStyle表示。分别是：

  

  Qt::PenStyle	说明
  Qt::BevelJoin	指两条线的中心线顶点相汇，相连处依然保留线条各自的方形顶端
  Qt::MiterJoin	指两条线的中心线顶点相汇，相连处线条延长到线的外侧汇集至点，形成一个尖顶的连接
  Qt::RoundJoin	指两条线的中心线顶点相汇，相连处以圆弧形连接

四、画刷

1. 在Qt中图形使用QBrush进行填充，画刷包括填充颜色和风格（填充模式）。
2. 在Qt中，颜色使用QColor类表示，QColor支持RGB、HSV、CMYK颜色模型。QColor还支持alpha混合的轮廓和填充。
   • RGB是面向硬件的模型。颜色有红绿蓝三种基色混合而成。
   • HSV/HSL模型比较符合人对颜色的感觉，由色调（0-359），饱和度（0-255），亮度（0-255）组成，主要用于颜色选择器。
   • CMYK由青、洋红、黄、黑四种基色组成。主要用于打印机等硬件拷贝设备上。每个颜色分量的取值是0-255。
3. 基本模式填充包括有各种点、线组合的模式。

QColor

QColor的构造函数：QColor(int r,int g,int b,int a)

其中 参数a(alpha)是控制透明度的，取值范围为0-255；0为完全透明，255为不透明。

颜色还可以使用如下函数进行微调

QColor::lighter(int factor)
QColor::darker(int factor)

QRgb

• QRgb类可以用于保存颜色值，可与QColor相互转换获取32-bit的RGB颜色值+alpha值。

• 创建新颜色

  QRgb orange = qRgb(255,127,0);
  QRgb overlay = qRgb(255,0,0,100);
  

• 获取单独某个颜色值：qRed，qGreen，qBlue，qAlpha

  int red = qRed(orange);
  

• 获取灰度值

  int gray = qGray(orange);
  

模式画刷

模式化画刷构造函数QBrush(const QColor *color,Qt::BrushStyle style)，具体见下图：

五、渐变填充

• Qt提供了渐变填充的画刷，渐变填充包括两个要素：颜色的变化和路径的变化

  • 颜色变化可以指定从一种颜色渐变到另外一种颜色。
  • 路径变化指在路径上指定一些点的颜色进行分段渐变。

• Qt中，提供了三种渐变填充

  • 线性（QLinearGradient）
  • 圆形（QRadialGradient）
  • 圆锥渐变（QConicalGradient）
  • 所有的类都从QGradient类继承

• 构造渐变填充的画刷

  QBrush b = QBrush(QRadialGradient(...));
  

填充设置

• 从图形的起点到终点，以从0至1的比例渐变填充

  QGradient::setColorAt(qreal pos,QColor color);
  

• 完成0-1范围的填充后，后续颜色铺开的方式可以不同，通过setSpread()函数来设置

1、线性渐变填充

• 线性渐变填充指定两个控制点，画刷在两个控制点之间进行颜色插值。

• 通过创建QLinearGradient对象来设置画刷。

  QPainter painter(this);
  QLinearGradient g(0,0,100,100);
  g.setColorAt(0.0,Qt::white);
  g.setColorAt(1.0,Qt::blue);
  painter.setBrush(g);
  p.drawRect(0,0,100,100);
  

• 在QGradient构造函数中指定线性填充的两点分别为（0,0），（100,100）。

• setColorAt()函数在0-1之间设置指定位置的颜色。

2、圆形渐变填充

• 圆形渐变填充需要指定圆心、半径和焦点

  QRadialGradient(qreal cx,qreal cy,qreal radius,qreal fx,qreal fy);
  

• 画刷在焦点和圆上的所有点之间进行颜色插值。

• 创建QRadialGradient对象设置画刷

  QPainter painter(this);
  QRadialGradient radialGradient(50,50,50,30,30);
  radialGradient.setColorAt(0.0,Qt::white);
  radialGradient.setColorAt(1.0,Qt::blue);
  painter.setBrush(radialGradient);
  painter.drawRect(0,0,100,100);
  

3、圆锥渐变填充

• 圆锥渐变填充指定圆形和开始角

  QConicalGradient(qreal cx,qreal cy,qreal angle);
  

• 画刷沿圆心逆时针对颜色进行插值

• 创建QConicalGradient对象并设置画刷

  QPainter painter(this);
  QConicalGradient conicalGradient(50,50,90);
  conicalGradient.setColorAt(0,Qt::white);
  conicalGradient.setColorAt(1,Qt::blue);
  painter.setBrush(conicalGradient);
  painter.drawRect(0,0,100,100);
  

• 为了实现自定义填充，还可以使用QPixmap或者QImage对象进行纹理填充。两种图像分别使用setTexture()和setTextureImage()函数加载纹理。