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绘图和绘图设备.md

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2021-08-22 / 0 评论 / 0 点赞 / 2 阅读 / 6,090 字 / 正在检测是否收录...
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本文最后更新于 2022-05-02,若内容或图片失效,请留言反馈。部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系我们删除。

绘图和绘图设备

@[toc]

一、QPainter

1. Qt 的绘图系统允许使用相同的 API 在屏幕和其它打印设备上进行绘制。整个绘图系统基于QPainter,QPainterDevice和QPaintEngine三个类。

  •  QPainter用来执行绘制的操作;
  •  QPaintDevice是一个二维空间的抽象,这个二维空间允许QPainter在其上面进行绘制,也就是QPainter工作的空间;
  •  QPaintEngine提供了画笔(QPainter)在不同的设备上进行绘制的统一的接口。QPaintEngine类应用于QPainter和QPaintDevice之间,通常对开发人员是透明的。除非你需要自定义一个设备,否则你是不需要关心QPaintEngine这个类的。我们可以把QPainter理解成画笔;把QPaintDevice理解成使用画笔的地方,比如纸张、屏幕等;而对于纸张、屏幕而言,肯定要使用不同的画笔绘制,为了统一使用一种画笔,我们设计了QPaintEngine类,这个类让不同的纸张、屏幕都能使用一种画笔。

下图给出了这三个类之间的层次结构:
在这里插入图片描述
上面的示意图告诉我们,Qt 的绘图系统实际上是,使用QPainter在QPainterDevice上进行绘制,它们之间使用QPaintEngine进行通讯(也就是翻译QPainter的指令)。

2. paintEvent函数

[virtual protected] void QWidget::paintEvent(QPaintEvent *event)

作用:可以在子类中重新实现此事件处理程序,以接收在事件中传递的绘图事件。 如果在窗口绘图,必须放在绘图事件内实现,绘图事件自动调用

3. QPainter函数

QPainter::QPainter(QPaintDevice *device)

作用:构造一个立即开始绘画的画家的绘画装置。

4.drawPixmap函数

void QPainter::drawPixmap(const QRectF &target, const 
							QPixmap &pixmap, const QRectF &source)

作用:在绘制设备中,将给定像素图的矩形部分源绘制到给定目标中。注意:如果像素图和矩形大小不一致,像素图会缩放以适应矩形。

5.drawLine函数

void QPainter::drawLine(int x1, int y1, int x2, int y2)

作用:这是一个重载函数。画一条从(x1, y1)到(x2, y2)的直线。

6.setWidth函数

void QPen::setWidth(int width)

作用:将笔宽度设置为给定宽度(以像素为单位,精度为整数)。线宽为0表示化妆笔。这意味着笔宽度总是绘制一个像素宽,独立于画家设置的转换。不支持设置带负值的钢笔宽度

7.setColor函数

void QPen::setColor(const QColor &color)

作用:将笔的颜色设置为给定的颜色

8.setStyle函数

void QPen::setStyle(Qt::PenStyle style)

作用:将笔样式设置为给定的样式

9.drawRect函数

void QPainter::drawRect(const QRectF &rectangle)

作用:画矩形

10.drawEllipse函数

void QPainter::drawEllipse(const QRectF &rectangle)

作用:画圆形

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QPainter>
#include <QPen>
#include <QBrush>

Widget::Widget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
	//定义一个画家的两种方式
    //1. QPainter p(this);
    //2.begin和end
    QPainter p;
    p.begin(this);

	//相当于放了一个背景图片
    //p.drawPixmap(0,0,width(),height(),QPixmap("../1.JPG"));
    //p.drawPixmap(rect(),QPixmap("../1.JPG"));

	//创建一个画笔
    QPen pen;
	//定义画笔的宽度
    pen.setWidth(5);
    //设置画笔的颜色
    //pen.setColor(Qt::red);
    pen.setColor(QColor(14,9,234));
    //设置画笔的样式
    pen.setStyle(Qt::DashLine);
    //把画笔交给画家
    p.setPen(pen);

	//定义一个填充颜色的对象(油漆桶)
    QBrush brush;
    //设定填充的颜色
    brush.setColor(QColor(Qt::red));
    //设定填充的样式
    brush.setStyle(Qt::SolidPattern);
    //把油漆桶交给画家
    p.setBrush(brush);

	//画直线
    p.drawLine(50,50,150,50);
    p.drawLine(50,50,50,150);
    p.drawLine(150,50,150,150);
    p.drawLine(150,150,50,150);
	
	//画矩阵
    p.drawRect(200,200,200,200);

	//画圆
    p.drawEllipse(QPoint(212,122),50,50);

    p.end();
}

二. 绘图设备

绘图设备是指继承QPainterDevice的子类。Qt一共提供了四个这样的类,分别是QPixmap、QBitmap、QImage和 QPicture。其中,

  •  QPixmap专门为图像在屏幕上的显示做了优化
  •  QBitmap是QPixmap的一个子类,它的色深限定为1,可以使用 QPixmap的isQBitmap()函数来确定这个QPixmap是不是一个QBitmap。
  •  QImage专门为图像的像素级访问做了优化。
  •  QPicture则可以记录和重现QPainter的各条命令。

三. 手动更新窗口

1.update函数

[slot] void QWidget::update()

作用:更新小部件,除非禁用更新或隐藏小部件。此函数不会导致立即重绘;相反,它在Qt返回主事件循环时为处理调度一个paint事件。这允许Qt进行优化,以获得比调用repaint()更快的速度和更少的闪烁。多次调用update()通常只会导致一次paintEvent()调用。

void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    //QPainter p(this);
    QPainter p;
    p.drawPixmap(x,150,99,99,QPixmap("../1.JPG"));
    p.end();
}

void Widget::on_pushButton_clicked()
{
    x += 20;
    if(x > width())
    {
        x = 0;
    }
	//必须刷新窗口,否则达不到效果
    update();
}

四. QPixmap、QBitmap、QImage

  •  QPixmap继承了QPaintDevice,因此,你可以使用QPainter直接在上面绘制图形。
  •  QPixmap也可以接受一个字符串作为一个文件的路径来显示这个文件,比如你想在程序之中打开png、jpeg之类的文件,就可以使用 QPixmap。
  •  使用QPainter的drawPixmap()函数可以把这个文件绘制到一个QLabel、QPushButton或者其他的设备上面
  •  QPixmap是针对屏幕进行特殊优化的,因此,它与实际的底层显示设备息息相关。注意,这里说的显示设备并不是硬件,而是操作系统提供的原生的绘图引擎。所以,在不同的操作系统平台下,QPixmap的显示可能会有所差别。
  •  QBitmap继承自QPixmap,因此具有QPixmap的所有特性,提供单色图像
  •  QBitmap的色深始终为1, 色深这个概念来自计算机图形学,是指用于表现颜色的二进制的位数。我们知道,计算机里面的数据都是使用二进制表示的。为了表示一种颜色,我们也会使用二进制。比如我们要表示8种颜色,需要用3个二进制位,这时我们就说色深是3. 因此,所谓色深为1,也就是使用1个二进制位表示颜色。1个位只有两种状态:0和1,因此它所表示的颜色就有两种,黑和白。所以说,QBitmap实际上是只有黑白两色的图像数据。
  •  由于QBitmap色深小,因此只占用很少的存储空间,所以适合做光标文件和笔刷。
void PaintWidget::paintEvent(QPaintEvent *)
{
    QPixmap pixmap(":/Image/butterfly.png");
    QPixmap pixmap1(":/Image/butterfly1.png");
    QBitmap bitmap(":/Image/butterfly.png");
    QBitmap bitmap1(":/Image/butterfly1.png");

    QPainter painter(this);
    painter.drawPixmap(0, 0, pixmap);
    painter.drawPixmap(200, 0, pixmap1);
    painter.drawPixmap(0, 130, bitmap);
    painter.drawPixmap(200, 130, bitmap1);
}

在这里插入图片描述

  •  QPixmap使用底层平台的绘制系统进行绘制,无法提供像素级别的操作
  •  而QImage则是使用独立于硬件的绘制系统,实际上是自己绘制自己,因此提供了像素级别的操作,并且能够在不同系统之上提供一个一致的显示形式。
  •  我们声明了一个QImage对象,大小是300 x 300,颜色模式是RGB32,即使用32位数值表示一个颜色的RGB值,也就是说每种颜色使用8位。然后我们对每个像素进行颜色赋值,从而构成了这个图像。我们可以把QImage想象成一个RGB颜色的二维数组,记录了每一像素的颜色。
void PaintWidget::paintEvent(QPaintEvent *)
{
    QPainter painter(this);
    QImage image(300, 300, QImage::Format_RGB32);
    QRgb value;

    //将图片背景填充为白色
    image.fill(Qt::white);

    //改变指定区域的像素点的值
    for(int i=50; i<100; ++i)
    {
        for(int j=50; j<100; ++j)
        {
            value = qRgb(255, 0, 0); // 红色
            image.setPixel(i, j, value);
        }
    }

    //将图片绘制到窗口中
    painter.drawImage(QPoint(0, 0), image);
}

QImage与QPixmap的区别

  •  QPixmap主要是用于绘图,针对屏幕显示而最佳化设计,QImage主要是为图像I/O、图片访问和像素修改而设计的
  •  QPixmap依赖于所在的平台的绘图引擎,故例如反锯齿等一些效果在不同的平台上可能会有不同的显示效果,QImage使用Qt自身的绘图引擎,可在不同平台上具有相同的显示效果
  •  由于QImage是独立于硬件的,也是一种QPaintDevice,因此我们可以在另一个线程中对其进行绘制,而不需要在GUI线程中处理,使用这一方式可以很大幅度提高UI响应速度。
  •  QImage可通过setPixpel()和pixel()等方法直接存取指定的像素。

QImage与QPixmap之间的转换:

QImage转QPixmap
使用QPixmap的静态成员函数: fromImage()

QPixmap	fromImage(const QImage & image, 
Qt::ImageConversionFlags flags = Qt::AutoColor)

QPixmap转QImage:
使用QPixmap类的成员函数: toImage()

QImage toImage() const

五. QPicture

  •  这是一个可以记录和重现QPainter命令的绘图设备。QPicture将QPainter的命令序列化到一个IO设备,保存为一个平台独立的文件格式。这种格式有时候会是“元文件(meta-files)”。Qt的这种格式是二进制的,不同于某些本地的元文件,Qt的pictures文件没有内容上的限制,只要是能够被QPainter绘制的元素,不论是字体还是pixmap,或者是变换,都可以保存进一个picture中
  •  QPicture是平台无关的,因此它可以使用在多种设备之上,比如svg、pdf、ps、打印机或者屏幕。回忆下我们这里所说的QPaintDevice,实际上是说可以有QPainter绘制的对象。QPicture使用系统的分辨率,并且可以调整QPainter来消除不同设备之间的显示差异。
  •  如果我们要记录下QPainter的命令,首先要使用QPainter::begin()函数,将QPicture实例作为参数传递进去,以便告诉系统开始记录,记录完毕后使用QPainter::end()命令终止。

代码示例如下:

void PaintWidget::paintEvent(QPaintEvent *)
{
    QPicture pic;
    QPainter painter;
	 //将图像绘制到QPicture中,并保存到文件
    painter.begin(&pic);
    painter.drawEllipse(20, 20, 100, 50);
    painter.fillRect(20, 100, 100, 100, Qt::red);
    painter.end();
    pic.save("D:\\drawing.pic");

	 //将保存的绘图动作重新绘制到设备上
    pic.load("D:\\drawing.pic");
    painter.begin(this);
    painter.drawPicture(200, 200, pic);
    painter.end();
}
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