QT基础之GraphicsView图形视图框架介绍

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Graphics View框架结构的主要特点

（1）在Graphics View框架结构中，系统可以利用Qt绘图系统的反锯齿、OpenGL工具来改善绘图性能。

（2）Graphics View支持事件传播体系结构，可以使图元在场景（scene）中的交互能力提高1倍，图元能够处理键盘事件和鼠标事件。其中，鼠标事件包括鼠标被按下、移动、释放和双击，还可以跟踪鼠标的移动。

（3）在Graphics View框架中，通过二元空间划分树（Binary Space Partitioning，BSP）提供快速的图元查找，这样就能够实时地显示包含上百万个图元的大场景。

Graphics View框架结构的三元素

• 场景类：QGraphicsScene类
• 视图类：QGraphicsView类
• 图元类：QGraphicsItem类

Graphics View框架结构主要包含三个类，即场景类（QGraphicsScene）、视图类（QGraphicsView）和图元类（QGraphicsItem），统称为“三元素”。其中，场景类提供了一个用于管理位于其中的众多图元容器，视图类用于显示场景中的图元，一个场景可以通过多个视图表现，一个场景包括多个几何图形。

场景类：QGraphicsScene类

一个用于放置图元的容器，本身是不可见的，必须通过与之相连的视图类来显示及与外界进行互操作，拥有以下功能：

1、提供用于管理大量图元（Items）的便捷接口。
2、分发事件给场景中的每一个图元。
3、管理图元（items）的状态，例如：选择和焦点处理等。
4、提供无变换的渲染功能，主要用于打印。

通过QGraphicsScene::addItem()可以添加一个图元到场景中。图元可以通过多个函数进行检索。QGraphicsScene::items()和一些重载函数可以返回与点、矩形、多边形或向量路径相交的所有图元。QGraphicsScene::itemAt()返回指定点的顶层图元。QGraphicsScene::itemAt()函数返回指定点的最上面的图元（场景中的图元可能会重叠）。所有的图元寻找函数返回的图元都是按照递减顺序进行的（例如第一个返回的图元在最上面，最后返回的图元在最下面）。如果要从场景中删除一个图元，可以使用QGraphicsScene::RemoveItem()函数。

场景允许通过QGraphicsScence::render()函数将场景的各个部分呈现到一个绘制设备中。可以通过QGraphicsScene:: setSelectionArea()函数选择图元，选择区域可以是任意的形状，使用QPainterPath表示。若要得到当前选择的图元列表，则可以使用函数QGraphicsScene:: selectedItems()。可以通过QGraphicsScene:: setFocusItem()函数或QGraphicsScene:: setFocus()函数来设置图元的焦点，获得当前具有焦点的图元使用函数QGraphicsScene::focusItem()。
事件传播体系结构将场景事件发送给图元，同时也管理图元之间的事件传播。如果场景接收了在某一点的鼠标单击事件，场景会将事件传给这一点的图元

视图类：QGraphicsView类

提供一个可视的窗口，用于显示场景中的图元。在同一个场景中可以有多个视图，也可以为相同的数据集提供几种不同的视图。QGraphicsView是可滚动的窗口部件，可以提供滚动条来浏览大的场景。

视图接收键盘和鼠标的输入事件，并将它们翻译为场景事件（将坐标转换为场景的坐标）。使用变换矩阵函数QGraphicsView::matrix()可以变换场景的坐标，实现场景缩放和旋转。QGraphicsView提供QGraphicsView::mapToScene()和QGraphicsView:: mapFromScene()函数用于与场景的坐标进行转换。

默认的QGraphicsView提供了一个QWidget作为视口部件，如果要使用OpenGL进行渲染，可以调用QGraphicsView::setViewport()设置QGLWidget作为视口。

图元类：QGraphicsItem类

场景中各个图元的基类，在它的基础上可以继承出各种图元类，Qt已经预置的包括直线（QGraphicsLineItem）、椭圆（QGraphicsEllipseItem）、文本图元（QGraphicsTextItem）、矩形（QGraphicsRectItem）等。当然，也可以在QGraphicsItem类的基础上实现自定义的图元类，即用户可以继承QGraphicsItem实现符合自己需要的图元。

QGraphicsItem主要有以下功能:

• 处理鼠标按下、移动、释放、双击、悬停、滚轮和右键菜单事件。
• 处理键盘输入事件。
• 处理拖曳事件。
• 分组。
• 碰撞检测。

GraphicsView图形视图框架的坐标系统

Graphics View坐标基于笛卡儿坐标系，一个图元的场景具有x坐标和y坐标。当使用没有变换的视图观察场景时，场景中的一个单元对应屏幕上的一个像素。

三个Graphics View基本类有各自不同的坐标系，场景坐标、视图坐标和图元坐标。Graphics View提供了三个坐标系统之间的转换函数。在绘制图形时，Graphics View的场景坐标对应于QPainter的逻辑坐标，视图坐标与设备坐标相同。

场景坐标

场景坐标是所有图元的基础坐标系统。场景坐标系统描述了顶层的图元，每个图元都有场景坐标和相应的包容框。场景坐标的原点在场景中心，坐标原点是x轴正方向向右，y轴正方向向下。

QGraphicsScene类的坐标系以中心为原点（0,0）

视图坐标

视图坐标是窗口部件的坐标。视图坐标的单位是像素。QGraphicsView视图的左上角是（0,0），x轴正方向向右，y轴正方向向下。所有的鼠标事件最开始都是使用视图坐标。

QGraphicsView类继承自QWidget类，因此它与其他的QWidget类一样，以窗口的左上角作为自己坐标系的原点。

图元坐标

图元使用自己的本地坐标，这个坐标系统通常以图元中心为原点，这也是所有变换的原点。图元坐标方向是x轴正方向向右，y轴正方向向下。创建图元后，只需注意图元坐标就可以了，QGraphicsScene和QGraphicsView会完成所有的变换。

QGraphicsItem类的坐标系，在调用QGraphicsItem类的paint()函数重绘图元时，则以此坐标系为基准。

坐标变换函数

Graphics View框架提供了多种坐标变换函数

映 射 函 数	转 换 类 型
QGraphicsView::mapToScene()	从视图到场景
QGraphicsView::mapFromScene()	从场景到视图
QGraphicsItem:: mapFromScene()	从场景到图元
QGraphicsItem:: mapToScene()	从图元到场景
QGraphicsItem:: mapToParent()	从子图元到父图元
QGraphicsItem:: mapFromParent()	从父图元到子图元
QGraphicsItem:: mapToItem()	从本图元到其他图元
QGraphicsItem:: mapFromItem()	从其他图元到本图元

图形视图框架的事件处理与传播

图形视图框架中的事件都是首先由视图进行接收，然后传递给场景，再由场景传递给相应的图元。

视图——>场景——>图元

（1）对于键盘事件，它会传递给获得焦点的图元，可以使用QGraphicsScene类的setFocusItem()函数或者图元自身调用setFocus()函数来将其设置为焦点图元。默认情况下，如果场景没有获得焦点，那么所有的键盘事件都会被丢弃。如果调用了场景的setFocus()函数或者场景中的一个图元获得了焦点，那么场景也会自动获得焦点。
（2）对于鼠标悬停效果，QGraphicsScene会调度悬停事件。如果一个图元可以接收悬停事件，那么当鼠标进入它的区域之中时，它就会收到一个GraphicsSceneHoverEnter事件。如果鼠标继续在图元的区域之中进行移动，那么QGraphicsScene就会向该图元发送GraphicsSceneHoverMove事件。当鼠标离开图元的区域时，它将会收到一个GraphicsSceneHoverLeave事件。图元默认是无法接收悬停事件的，可以使用QGraphicsItem类的setAcceptHoverEvents()函数设置图元接收鼠标悬停事件。

参考：

【Qt】一文总结图形视图框架基础

希望我的文章对于大家有帮助，由于个人能力的局限性，文中可能存在一些问题，欢迎指正、补充！