QT OpenGL （1）2D Painting Example

2D Painting Example

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2D Painting示例展示了QPainter和QOpenGLWidget如何一起使用，以在支持的硬件上显示加速的2D图形。

QPainter类用于在QPaintDevice子类（如QWidget和QImage）提供的绘制设备上绘制2D图形基元。
由于QOpenGLWidget是QWidget的子类，因此可以重新实现其paintEvent()并使用QPainter在设备上绘制，就像使用QWidget一样。唯一的区别是，如果系统的OpenGL驱动程序支持，绘制操作将在硬件中加速。
在本例中，我们对QWidget和QOpenGLWidget执行相同的绘制操作。QWidget显示为启用了抗锯齿，如果系统的OpenGL驱动程序支持所需的扩展，QOpenGLWidget也将使用抗锯齿。

概述

为了能够将在QOpenGLWidget子类上绘制的结果与在QWidget子类中的本地绘制进行比较，我们希望并排显示这两种小部件。为此，我们派生了QWidget和QOpenGLWidget的子类，使用一个单独的Helper类为每个子类执行相同的绘制操作，并将它们放在一个顶级小部件中，该小部件本身提供了一个Window类。

Helper类定义

在本例中，绘制操作由辅助类执行。我们这样做是因为我们希望对QWidget子类和QOpenGLWidget子类执行相同的绘制操作。
Helper类是最小的：

class Helper
{
public:
    Helper();

public:
    void paint(QPainter *painter, QPaintEvent *event, int elapsed);

private:
    QBrush background;
    QBrush circleBrush;
    QFont textFont;
    QPen circlePen;
    QPen textPen;
};

除了构造函数之外，它只提供了一个paint()函数来使用我们的一个小部件子类提供的painter进行绘制。

Helper类实现

类的构造函数设置将内容绘制到小部件上所需的资源：

Helper::Helper()
{
    QLinearGradient gradient(QPointF(50, -20), QPointF(80, 20));
    gradient.setColorAt(0.0, Qt::white);
    gradient.setColorAt(1.0, QColor(0xa6, 0xce, 0x39));

    background = QBrush(QColor(64, 32, 64));
    circleBrush = QBrush(gradient);
    circlePen = QPen(Qt::black);
    circlePen.setWidth(1);
    textPen = QPen(Qt::white);
    textFont.setPixelSize(50);
}

实际绘制是在paint()函数中执行的。这需要一个已经设置为在绘制设备（QWidget或QOpenGLWidget）上绘制的QPainter，一个提供要绘制区域信息的QPaintEvent，以及自上次更新绘制设备以来经过的时间（以毫秒为单位）

void Helper::paint(QPainter *painter, QPaintEvent *event, int elapsed)
{
    painter->fillRect(event->rect(), background);
    painter->translate(100, 100);
/*
*在平移坐标系的原点之前，我们通过填充绘制事件中包含的区域来开始绘制，以便将其余的绘制操作移向绘制设备的中心。
*我们绘制了一个圆形的螺旋图案，使用指定的运行时间为它们设置动画，使它们看起来向外移动并围绕坐标系的原点移动：
*/
	painter->save();
    painter->setBrush(circleBrush);
    painter->setPen(circlePen);
    painter->rotate(elapsed * 0.030);

    qreal r = elapsed / 1000.0;
    int n = 30;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        painter->rotate(30);
        qreal factor = (i + r) / n;
        qreal radius = 0 + 120.0 * factor;
        qreal circleRadius = 1 + factor * 20;
        painter->drawEllipse(QRectF(radius, -circleRadius,circleRadius * 2, circleRadius * 2));
    }
    painter->restore();
/*
*由于坐标系在这个过程中旋转了很多次，我们事先save() QPainter的状态，然后restore()。
*/
	painter->setPen(textPen);
    painter->setFont(textFont);
    painter->drawText(QRect(-50, -50, 100, 100), Qt::AlignCenter, QStringLiteral("Qt"));
/*
*我们在原点绘制一些文本来完成效果。
*/

Widget类定义

Widget类提供了一个基本的自定义小部件，用于显示Helper类绘制的简单动画

class Helper;

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(Helper *helper, QWidget *parent);

public slots:
    void animate();

protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *event) override;

private:
    Helper *helper;
    int elapsed;
};

除了构造函数之外，它只包含一个paintEvent()函数，该函数允许我们绘制自定义内容，以及一个用于为其内容设置动画的槽。一个成员变量跟踪小部件用来绘制其内容的Helper，另一个记录自上次更新以来所用的时间。

Widget类实现

构造函数只初始化成员变量，存储提供的Helper对象并调用基类的构造函数，并强制小部件的固定大小：

Widget::Widget(Helper *helper, QWidget *parent)
    : QWidget(parent), helper(helper)
{
    elapsed = 0;
    setFixedSize(200, 200);
}

每当我们稍后定义的计时器超时时，就会调用animate()槽：

void Widget::animate()
{
    elapsed = (elapsed + qobject_cast<QTimer*>(sender())->interval()) % 1000;
    update();
}

在这里，我们确定自计时器上次超时以来所经过的时间间隔，并在重新绘制小部件之前将其添加到任何现有值中。由于Helper类中使用的动画每秒循环一次，因此我们可以使用模运算符来确保经过的变量始终小于1000。
由于Helper类完成了所有实际绘制，我们只需要实现一个绘制事件，该事件为小部件设置一个QPainter并调用Helper的paint()函数：

void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    QPainter painter;
    painter.begin(this);
    painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);
    helper->paint(&painter, event, elapsed);
    painter.end();
}

GLWidget类定义

GLWidget类的定义与Widget类基本相同，只是它是从QOpenGLWidget派生的。

class Helper;

class GLWidget : public QOpenGLWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    GLWidget(Helper *helper, QWidget *parent);

public slots:
    void animate();

protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *event) override;

private:
    Helper *helper;
    int elapsed;
};

同样，成员变量记录用于绘制小部件的Helper以及自上次更新以来经过的时间。

GLWidget类实现

构造函数与Widget类的构造函数略有不同：

GLWidget::GLWidget(Helper *helper, QWidget *parent)
    : QOpenGLWidget(parent), helper(helper)
{
    elapsed = 0;
    setFixedSize(200, 200);
    setAutoFillBackground(false);// 多了这个设置
}

除了初始化逝去的成员变量和存储用于绘制widget的Helper对象外，还使用指定QGL::SampleBuffers标志的格式调用基类的构造函数。如果系统的OpenGL驱动程序支持，则可以启用抗锯齿功能。
animate()插槽与Widget类提供的插槽完全相同：

void GLWidget::animate()
{
    elapsed = (elapsed + qobject_cast<QTimer*>(sender())->interval()) % 1000;
    update();
}

paintEvent()与Widget类中的几乎相同：

void GLWidget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    QPainter painter;
    painter.begin(this);
    painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);
    helper->paint(&painter, event, elapsed);
    painter.end();
}

由于如果可用，将启用抗锯齿，我们只需要在小部件上设置一个QPainter，并调用助手的paint()函数来显示小部件的内容。

Window 类定义

Window类有一个基本的、最小的定义：

class Window : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Window();

private:
    Helper helper;
};

它包含一个将在所有widgets之间共享的Helper对象。

Window 类实现

构造函数完成所有的工作，创建每种类型的widget ，并将它们与标签一起插入到布局中：

Window::Window()
{
    setWindowTitle(tr("2D Painting on Native and OpenGL Widgets"));

    Widget *native = new Widget(&helper, this);
    GLWidget *openGL = new GLWidget(&helper, this);
    QLabel *nativeLabel = new QLabel(tr("Native"));
    nativeLabel->setAlignment(Qt::AlignHCenter);
    QLabel *openGLLabel = new QLabel(tr("OpenGL"));
    openGLLabel->setAlignment(Qt::AlignHCenter);

    QGridLayout *layout = new QGridLayout;
    layout->addWidget(native, 0, 0);
    layout->addWidget(openGL, 0, 1);
    layout->addWidget(nativeLabel, 1, 0);
    layout->addWidget(openGLLabel, 1, 1);
    setLayout(layout);

    QTimer *timer = new QTimer(this);
    connect(timer, &QTimer::timeout, native, &Widget::animate);
    connect(timer, &QTimer::timeout, openGL, &GLWidget::animate);
    timer->start(50);
}

一个超时50毫秒的计时器是为动画目的而构建的，并连接到Widget和GLWidget对象的animate()插槽。一旦启动，小部件应该以每秒20帧左右的速度更新。

运行示例

该示例显示了在Widget和GLWidget中同时执行的相同绘制操作。GLWidget中渲染的质量和速度取决于系统的OpenGL驱动程序对多采样和硬件加速的支持程度。如果缺乏对其中任何一个的支持，驱动程序可能会依赖于软件渲染器，该软件渲染器可能会以质量换取速度。