​​[Qt教程]​​​​第20篇 2D绘图(十)图形视图框架(下)​​




​楼主​





  发表于 2013-5-4 15:43:02  | 查看: 861 | 回复: 0










图形视图框架(下)



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导语












环境: Windows Xp + Qt 4.8.4+QtCreator 2.6.2





目录












三、场景(QGraphicsScene )



(一)场景层



(二)索引算法



(三)边界矩形



(四)图形项查找



(五)事件处理和传播



(六)打印



四、视图(QGraphicsView )



(一)缩放与旋转



(二)场景边框与场景对齐方式



(三)拖动模式



(四)事件传递



(五)背景缓存



(六)OpenGL 渲染



(七)图形项查找与图形项组



(八)打印





正文












三、场景(QGraphicsScene)



QGraphicsScene提供了图形视图框架的场景,它有以下功能:





  • 提供了一个管理大量图形项的快速接口
  • 向每个图形项传播事件
  • 管理图形项的状态,比如选择和焦点处理
  • 提供无转换的渲染功能,主要用于打印




我们新建空的Qt 项目,项目名称为graphicsView03 ,完成后添加main.cpp 文件,更改其内容如下:


#include <QtGui>


int main(int argc,char* argv[ ])



{



   QApplication app(argc,argv);


   QGraphicsScene scene;



   scene.addText("Hello, world!");



   QGraphicsView view(&scene);



   view.show();


   return app.exec();



}



运行程序,效果如下:




这里使用addText() 函数添加了一个文本图形项。执行这条语句就相当于执行了下面两条语句:


QGraphicsTextItem*item = new QGraphicsTextItem("Hello, world!");



scene.addItem(item);


如果要删除一个图形项我们可以调用removeItem() 函数,如:scene.removeItem(item);




(一)场景层



一个场景分为三个层:图形项层(ItemLayer )、前景层(ForegroundLayer )和背景层(BackgroundLayer )。场景的绘制总是从背景层开始,然后是图形项层,最后是前景层。看下面的例子:



我们在上面的程序中添加代码:


scene.setForegroundBrush(QColor(255,255,255,100));



scene.setBackgroundBrush(Qt::green);


运行程序,效果如下:




对于前景层,我们一般不进行设置,或者像上面这样设置为半透明的白色。对于背景层,这里设置为了绿色,当然,我们也可以将一张图片设置为背景。


scene.setBackgroundBrush(QPixmap("../graphicsView03/yafeilinux.jpg"));


运行程序,我们可以看到,图片默认是平铺的。




如果想进一步控制前景和背景层,我们可以重新实现drawForeground() 函数和drawBackground() 函数。




(二)索引算法



索引算法,是指在场景中进行图形项查找的算法。QGraphicsScene 中提供了两种选择,它们在一个枚举变量QGraphicsScene::ItemIndexMethod 中,分别是:





  • QGraphicsSecne::BspTreeIndex :应用Binary Space Partition tree,适合于大量的静态图形项。这个是默认值。
  • QGraphicsScene::NoIndex :不用索引,搜索场景中所有的图形项,适合于经常进行图形项的添加、移动和删除等操作的情况。




我们可以使用setItemIndexMethod() 函数进行索引算法的更改。




(三)边界矩形



图形项可以放到场景的任何位置,场景的大小默认是没有限制的。而场景的边界矩形仅用于场景内部进行索引的维护。因为如果没有边界矩形,场景就要搜索所有的图形项,然后确定出其边界,这是十分费时的。所以如果要操作一个较大的场景,我们应该给出它的边界矩形。设置边界矩形,可以使用setSceneRect() 函数。




(四)图形项查找



场景最大的优势之一就是可以快速的锁定图形项的位置,即使有上百万个图形项,items() 函数也能在数毫秒的时间内锁定一个图形项的位置。items() 函数有几个重载函数来方便的进行图形项的查找。但是有时在场景的一个点可能重叠着几个图形项,这时我们可以使用itemAt() 函数返回最上面的一个图形项。对于这些函数的使用,我们到后面讲视图时再举例讲解。




(五)事件处理和传播



场景可以传播来自视图的事件,将事件传播给该点最顶层的图形项。但是就像我们在讲图形项时所说的那样,如果一个图形项要接收键盘事件,那么它必须获得焦点。而且,如果我们在场景中重写了事件处理函数,那么在该函数的最后,必须调用场景默认的事件处理函数,只有这样,图形项才能接收到该事件。这一点我们也到后面讲视图时再细讲。




(六)打印



该部分内容也放到后面和视图一起讲。





四、视图(QGraphicsView)



QGraphicsView 提供了视图窗口部件,它使场景的内容可视化。你可以给一个场景关联多个视图,从而给一个数据集提供多个视口。视图部件是一个滚动区域,就是说,它可以提供一个滚动条来显示大型的场景。如果要使用OpenGL,你可以使用QGraphicsView::setViewport()函数来添加QGLWidget 。



(一)缩放与旋转



我们新建空的Qt 项目,项目名称为graphicsView04 ,然后添加main.cpp 文件,再新添一个C++  类,类名为MyView ,基类为QGraphicsView ,类型信息选 择“继承自QWidget” 。


然后在myview.h 中添加头文件:#include <QtGui>


然后声明事件槽函数:


protected:



   void wheelEvent(QWheelEvent *event);



voidmousePressEvent(QMouseEvent *event);



我们到myview.cpp 文件中进行函数的定义:



MyView::MyView(QWidget *parent) :



   QGraphicsView(parent)



{



   resize(400,400);



    setBackgroundBrush(QPixmap("../graphicsView04/01.jpg"));// 其实就是设置场景的背景



   QGraphicsScene *scene = new QGraphicsScene(this);



   scene->setSceneRect(0,0,200,200);



   QGraphicsRectItem *item = new QGraphicsRectItem(0,0,20,20);



   item->setBrush(Qt::red);



   scene->addItem(item);



   setScene(scene);



}



void MyView::wheelEvent(QWheelEvent*event)  // 滚轮事件



{



   if(event->delta() > 0)  // 如果鼠标滚轮远离使用者,则delta() 返回正值



       scale(0.5,0.5);  // 视图缩放



   else scale(2,2);



}



void MyView::mousePressEvent(QMouseEvent*event)



{



   rotate(90);  // 视图旋转顺时针90 度



}



这里我们定义了鼠标的滚轮事件和按下事件,在滚轮事件中,利用delta() 函数返回值的正负来判断滚轮的移动方向,然后我们让视图进行缩放。


最后到main.cpp 文件中,更改其内容如下:



#include "myview.h"


int main(int argc,char *argv[])



{



   QApplication app(argc,argv);



   MyView *view = new MyView;



   view->show();



   return app.exec();



}



我们运行程序,效果如下:




上面四幅图分别是:正常,旋转90 度后,缩小后,放大后的效果。可以看到实现视图的变换是十分简单的。




(二)场景边框与场景对齐方式



我们在上面讲场景时就提到了场景边框(SceneRect) ,这里再说说它在视图中的作用。我们前面说过,视图是可以提供滚动条的,但是,这只是在视图窗口小于场景时才自动出现的。如果我们不定义场景边框,那么当场景中的图形项移动到视图可视窗口以外的地方时,视图就会自动出现滚动条,但是即使是图形项再次回到可视区域,滚动条也不会消失。为了解决这个问题,我们可以为场景设置边框,这样,当图形项移动到场景边框以外时,视图是不会提供额外的滚动区域的。



        而当整个场景都可视时,也就是说视图没有滚动条时,我们可以通过setAlignment() 函数来设置场景在视图中的对齐方式,如左对齐Qt::AlignLeft  ,向上对齐Qt::AlignTop  ,中心对齐Qt::AlignCenter 。更多的对齐方式,可以查看帮助中Qt::Alignment  关键字。默认的对齐方式是Qt::AlignCenter  。而且几种对齐方式可以通过“按位或”操作一起使用。我们在上面的程序中的myitem.cpp 文件中的构造函数最后添加一行代码:



setAlignment(Qt::AlignLeft | Qt::AlignTop);



运行效果如下图所示。






(三)拖动模式



在QGraphicView 中提供了三种拖动模式,分别是:





  • QGraphicsView::NoDrag :忽略鼠标事件,不可以拖动。
  • QGraphicsView::ScrollHandDrag :光标变为手型,可以拖动场景进行移动。
  • QGraphicsView::RubberBandDrag :使用橡皮筋效果,进行区域选择,可以选中一个区域内的所有图形项。




我们可以利用setDragMode() 函数进行相应设置。



下面我们更改上面的程序。在myview.cpp 中的构造函数中的最后添加一行代码:



setDragMode(QGraphicsView::ScrollHandDrag);// 手型拖动



并将场景外框放大一点:



scene->setSceneRect(0,0,800,800);



这时运行程序,虽然出现了小手,但是并不能拖动场景。为什么呢?我们在mousePressEvent() 函数中添加一行代码:



QGraphicsView::mousePressEvent(event);



这时再运行程序,发现已经成功了。效果如下:





我们在事件函数的最后添加了一行:QGraphicsView::mousePressEvent(event); 这样程序才能执行默认的事件。这也是我们下面要说的事件传播的内容的一部分。




(四)事件传递



在上面我们看到必须在事件函数的最后将event 参数传递出去,才能执行默认的事件操作。其实不止上面那一种情况,在图形视图框架中,鼠标键盘等事件是从视图进入的,视图将它们传递给场景,场景再将事件传递给该点的图形项,如果该点有多个图形项,那么就传给最上面的图形项。所以要想使这个事件能一直传播下去,我们就需要在重新实现事件处理函数时,在其最后将event 参数传给默认的事件处理函数。比如我们重写了场景的键盘按下事件处理函数,那么我们就在该函数的最后写上QGraphicsScene ::keyPressEvent(event); 一行代码。




(五)背景缓存



如果场景的背景需要大量耗时的渲染,可以利用CacheBackground 来缓存背景,当下次需要渲染背景时,可以快速进行渲染。它的原理就是,把整个视口先绘制到一个pixmap 上。但是这个只适合较小的视口,也就是说,如果视图窗口很大,而且有滚动条,那么就不再适合缓存背景。我们可以使用setCacheMode(QGraphicsView::CacheBackground); 来设置背景缓存。默认设置是没有缓存QGraphicsView::CacheNone 。




(六)OpenGL渲染



QGraphicsView 默认使用一个QWidget 作为视口部件,如果我们要使用OpenGL 进行渲染,可以使用setViewport() 函数来添加一个QGLWidget 对象。看下面的例子。



我们先在项目文件graphicsView04.pro 中加入


QT += opengl


说明要使用OpenGL 模块,然后在myview.cpp 文件中添加头文件:


#include <QtOpenGL>


最后在构造函数中加入代码:


QGLWidget *widget =new QGLWidget(this);



setViewport(widget);


这样便使用OpenGL 进行渲染了。关于OpenGL ,我们在后面的3D 绘图部分再讲。




(七)图形项查找与图形项组



在前面讲场景时,我们就涉及了图形项查找的内容,当时没有细讲,现在我们把它和图形项组放到一起来讲解。先看一个例子,然后再介绍。



在myview.cpp 中的构造函数里将以前那个item 改名为item1 ,然后再加入一个item2 和一个图形项组对象group 。更改后构造函数的部分代码如下:


QGraphicsRectItem *item1 = newQGraphicsRectItem(0,0,20,20);



item1->setBrush(Qt::red);



item1->setPos(10,0);



scene->addItem(item1);


QGraphicsRectItem *item2 = newQGraphicsRectItem(0,0,20,20);



item2->setBrush(Qt::green);



item2->setPos(30,0);



scene->addItem(item2);


QGraphicsItemGroup *group = newQGraphicsItemGroup;  // 新建图形项组



group->addToGroup(item1);



group->addToGroup(item2);



scene->addItem(group);


setScene(scene);



qDebug() << "itemAt(10,0) :" <<itemAt(10,0); // 输出(10,0) 点的图形项



qDebug() << "itemAt(30,0) :" <<itemAt(30,0);



qDebug() <<"#################################"; // 分割线



然后我们到myview.h 文件中protected 下声明键盘按下事件槽函数:



void keyPressEvent(QKeyEvent *event);



再到myview.cpp 中定义它,如下:



void MyView::keyPressEvent(QKeyEvent*event)



{



   qDebug() << items();  // 输出场景中所有的图形项



   items().at(0)->setPos(100,0);



   items().at(1)->setPos(0,100);



   QGraphicsView::keyPressEvent(event); // 执行默认的事件处理



}



这时运行程序,当按下键盘上任意键后,效果如下:




下面是输出框输出的信息:



可以看到,itemAt() 函数可以输出场景上任意点的图形项。而items() 函数可以输出场景上所有的图形项。这里应该说明,items() 函数返回的图形项列表是按栈的降序排序的,也就是说,items().at(0) 返回的是最后加入场景的图形项。从上面可以看出,最后加入的图形项是item2 ,其实,因为我们使用了group ,而item1 和item2 都在group 里,所以我们只需将group 加入场景中就可以了,前面把item1 和item2 也加入场景是多余的。我们可以将scene->addItem(item1); 和scene->addItem(item2); 两行代码删掉。那么这时加入场景的顺序就是,先加入group ,因为item1 先加入group ,所以下面将item1 加入场景,最后加入场景的是item2 ,这就是为什么items.at(0) 会是item2 的原因。



        下面再说图形项组,其实图形项组也是一个图形项,它有图形项所拥有的所有特性。其作用就是,将加入它的所有图形项作为一个整体,对这个图形项组进行操作,就相当于对齐中所有图形项进行操作。图形项组是加入它的所有图形项的父图形项,在上面的输出的parent 信息中我们可以看到这一点。下面我们将程序中的代码更改如下:



void MyView::keyPressEvent(QKeyEvent*event)



{



   items().at(2)->setPos(100,100);



   QGraphicsView::keyPressEvent(event); // 执行默认的事件处理



}



运行程序,按下键盘上任意键,效果如下:




可以看到,两个图形项是同时移动的。我们要从图形项组中移除一个图形项,可以使用removeFromGroup() 函数,它可以将给定的item 从group 中删除,要注意这时item 依然存在,它会回到group 的父图形项中,如果group 没有父图形项,那么item 就会回到场景中。我们可以使用场景的removeItme() 函数来删除group ,这样也会将group 中所有的图形项从场景中删除。还有一种办法是利用场景的destroyItemGroup() 函数,它会删除group 并销毁它,但是group 中的所有图形项会回到group 的父图形项中,如果它没有父图形项,那么所有图形项就会回到场景中。




(八)打印



图形视图框架提供了两个打印函数render() ,一个是在QGraphicsScene 中,一个是在QGraphicsView 中,并且它们的函数原型是一模一样的。不过它们实现的效果稍有不同。看一面的例子。



我们更改鼠标按下事件槽函数的内容如下:



void MyView::mousePressEvent(QMouseEvent*event)



{



    rotate(90); // 视图旋转顺时针90 度



   QPixmap pixmap(400,400);  // 必须指定大小



   QPainter painter(&pixmap);



   render(&painter,QRectF(0,0,400,400),QRect(0,0,400,400));  // 打印视图指定区域内容



    pixmap.save("../graphicsView04/save.png");



   QGraphicsView::mousePressEvent(event);



}


这里我们使用了视图的render() 函数,其中的QRectF 参数是指设备的区域,这里是指pixmap 。而QRect 参数是指视图上要打印的区域。我们利用QPixmap 类的save() 函数,将pixmap 图片保存到我们项目源码目录中,文件名为“save.png ”。下面是运行程序后,点击鼠标,生成的图片的效果:



   


我们每点击一次鼠标,就会旋转视图,那么生成的图片就是当前视口的截图。下面我们使用场景的打印函数,将上面的打印一行的代码改为:


scene()->render(&painter,QRectF(0,0,400,400),QRect(0,0,400,400));// 打印场景内容


查看图片效果:




这时无论视图怎样变换,生成的图片总是一样的。而且它并没有打印场景背景的图片。就像我们看到的,视图的打印函数是依据视图的坐标系进行打印的,我们看到的就是打印出来后的效果,它可以看做是程序窗口的截屏。而场景的打印函数,是依据场景的坐标系的,无论视图怎么转换,只要场景坐标系没有变换,它打印出来的图片都是一样的。





结语












        图形视图框架是一个非常强大而且庞杂的系统,我们教程中也只是很笼统的介绍了一些最基本最常用的内容。如果大家想系统学习该部分知识,想学习如何使用该框架轻松搭建一个游戏,可以参考​​《Qt Creator快速入门》​​​的第11章,以及​​《Qt 及Qt Quick开发实战精解》​​的第二章。





涉及到的源码:  ​​​graphicsView03.zip​​​ (3.73 KB, 下载次数: 11)  ​​​graphicsView04.zip​​ (302.01 KB, 下载次数: 16)