【Qt开发流程】之2D绘图1：概述及基本绘制与填充和渐变填充

概述

Qt的绘图系统可以使用相同的API在屏幕和打印设备上进行绘图，并且主要基于QPainter, QPaintDevice和QPaintEngine类。
QPainter用于执行绘图操作，QPaintDevice是一个二维空间的抽象，可以使用QPainter在其上绘制，QPaintEngine提供了QPainter用于在不同类型的设备上绘制的接口。QPaintEngine类在QPainter和QPaintDevice内部使用，并且对应用程序程序员是隐藏的，除非他们创建自己的设备类型。

这种方法的主要好处是，所有的绘制都遵循相同的绘制方式，从而很容易添加对新特性的支持，并为不支持的特性提供默认实现。

以下类为QPainter绘制提供了支持：

创建绘画设备

QPaintDevice类是可以绘制对象的基类，也就是说，QPainter可以在任何QPaintDevice子类上绘制。QPaintDevice的绘图功能是由QWidget、QImage、QPixmap、QPicture、QPrinter和QOpenGLPaintDevice实现的。

Widget

QWidget类是Qt Widgets模块中用户界面元素的基类。它接收来自窗口系统的鼠标、键盘和其他事件，并在屏幕上描绘自己的表示。

Image

QImage类提供了一个独立于硬件的图像表示，它是为I/O和直接的像素访问和操作而设计和优化的。QImage支持多种图像格式，包括单色，8位，32位和alpha混合图像。
使用QImage作为绘图设备的一个优点是，它可以以与平台无关的方式保证任何绘图操作的像素准确性。另一个好处是，绘制可以在当前GUI线程之外的另一个线程中执行。

Pixmap

QPixmap类是一个屏幕外的图像表示，它被设计和优化为在屏幕上显示图像。与QImage不同，像素图中的像素数据是内部的，由底层窗口系统管理，即像素只能通过QPainter函数或将QPixmap转换为QImage来访问。
为了使用QPixmap优化绘图，Qt提供了QPixmapCache类，它可以用于存储生成昂贵的临时像素图，而不会使用超过缓存限制的存储空间。
Qt还提供了QBitmap便利类，继承了QPixmap。QBitmap保证单色(1位深度)像素图，主要用于创建自定义QCursor和QBrush对象，构造QRegion对象。

OpenGL绘制设备

如前所述，Qt提供了一些类，使在Qt应用程序中使用OpenGL变得很容易。例如，QOpenGLPaintDevice启用OpenGL API来Picture
QPicture类是一个记录和回放QPainter命令的绘图设备。图片以平台无关的格式将画工命令序列化到IO设备。QPicture也是独立于分辨率服务器托管网的，即一个QPicture可以显示在不同的设备上(例如svg, pdf, ps，打印机和屏幕)，看起来是一样的。
Qt提供了QPicture::load()和QPicture::save()函数以及用于加载和保存图片的流操作符。

Custom Backends

可以通过派生QPaintDevice类并重新实现虚拟QPaintDevice:: paintenengine()函数来实现对新后端的支持，以告诉QPainter应该使用哪个绘制引擎在这个特定的设备上绘制。要真正能够在设备上绘图，这个绘图引擎必须是从qpaintenengine类派生出来的自定义绘图引擎。

绘制

QPainter提供了高度优化的功能，以完成大多数绘图GUI程序所需的功能。它可以绘制从简单的图形基元(由QPoint, QLine, QRect, QRegion和QPolygon类表示)到复杂形状(如矢量路径)的一切。在Qt矢量路径是由QPainterPath类表示的。QPainterPath为绘制操作提供了一个容器，使图形形状能够被构造和重用。

QPainterPath

painter路径是由线条和曲线组成的对象。例如，矩形由直线组成，椭圆由曲线组成。
与普通绘图操作相比，绘制路径的主要优势在于，复杂的形状只需要创建一次;然后只需调用QPainter::drawPath()函数就可以多次绘制它们。
QPainterPath对象可用于填充、勾勒和裁剪。要为给定的painter路径生成可填充的轮廓，可以使用QPainterPathStroker类。
线条和轮廓是使用QPen类绘制的。pen由其样式(即线条类型)、宽度、笔刷、如何绘制端点(cap-style)以及如何绘制两条连接线之间的连接(join-style)来定义。pen的笔刷是一个QBrush对象，用来填充pen生成的笔画，也就是说，QBrush类定义了填充模式。
QPainter还可以绘制对齐的文本和像素图。
绘制文本时，使用QFont类指定字体。Qt将使用具有指定属性的字体，或者如果没有匹配的字体存在，Qt将使用最接近匹配的已安装字体。实际使用的字体属性可以使用QFontInfo类检索。此外，QFontMetrics类提供字体度量，QFontDatabase类提供有关底层窗口系统中可用字体的信息。
通常，QPainter在“自然”坐标系中绘制，但它能够使用QTransform类执行视图和世界坐标系转换。

反锯齿绘制

绘制时，像素渲染由QPainter::Antialiasing渲染提示控制。QPainter::RenderHint枚举用于指定QPainter的标志，这些标志可能被任何给定的引擎尊重，也可能不被尊重。
QPainter::Antialiasing值表示引擎应该尽可能地消除原语的边缘，即通过使用不同的颜色强度平滑边缘。

基本图形绘制、填充

绘制线

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    QPainter p(this);
    p.drawLine(50, 50, 100, 150);
}

或者,创建时不指定绘制设备，在begin()函数中设置，end时结束绘制。

QPainter p;
    p.begin(this);
    p.drawLine(50, 50, 100, 150);
    p.end();

绘制圆弧 绘制由给定矩形、startAngle和spanAngle定义的圆弧。
起始角和伸缩角必须以1/16度指定，即一个完整的圆等于5760(16 * 360)。角度的正值表示逆时针方向，负值表示顺时针方向。零度在3点钟方位。

QPainter p;
    p.begin(this);
    QRectF rectangle(10.0, 20.0, 80.0, 60.0);
    int startAngle = 30 * 16;
    int spanAngle = 120 * 16;
    p.drawArc(rectangle, startAngle, spanAngle);
    p.end();

绘制弦 绘制由给定矩形、startAngle和spanAngle定义的弦。弦被当前的笔刷()填充。

起始角和伸缩角必须以1/16度指定，即一个完整的圆等于5760(16 * 360)。角度的正值表示逆时针方向，负值表示顺时针方向。零度在3点钟方位。

QPainter p;
    p.begin(this);
    QRectF rectangle(10.0, 20.0, 80.0, 60.0);
    int startAngle = 30 * 16;
    int spanAngle = 120 * 16;
    p.drawChord(rectangle, startAngle, spanAngle);
    p.end();

绘制凸多边形

QPainter p;
    p.begin(this);
    static const QPointF points[4] = {
        QPointF(40.0, 110.0),
        QPointF(50.0, 40.0),
        QPointF(110.0, 70.0),
        QPointF(120.0, 100.0)
    };
    p.drawConvexPolygon(points, 4);
    p.end();

绘制椭圆

QPainter p;
    p.begin(this);
    QRectF rectangle(100.0, 50.0, 80.0, 60.0);

    p.drawEllipse(rectangle);
    p.end();

如果宽，高一样，就是圆。

绘制扇形

QPainter p;
    p.begin(this);
    QRectF rectangle(100.0, 50.0, 160.0, 120.0);
    int startAngle = 30 * 16;
    int spanAngle = 120 * 16;

    p.drawPie(rectangle, startAngle, spanAngle);
    p.end();

填充

除此之外，还可以使用画笔及画刷进行绘制和填充
绘制多边形

QPainter p;
    p.begin(this);
    QPen pen(QBrush(Qt::gray), 2, Qt::DashLine, Qt::FlatCap, Qt::RoundJoin);
    p.setPen(pen);

    p.setBrush(Qt::green);

    static const QPointF points[4] = {
        QPointF(40.0, 110.0),
        QPointF(50.0, 40.0),
        QPointF(110.0, 70.0),
        QPointF(120.0, 100.0)
    };
    p.drawPolygon(points, 4);
    p.end();

绘制圆角矩形

QPainter p;
    p.begin(this);
    QPen pen(QBrush(Qt::black), 2, Qt::SolidLine, Qt::RoundCap, Qt::BevelJoin);
    p.setPen(pen);

    p.setBrush(Qt::lightGray);

    QRectF rectangle(10.0, 20.0, 80.0, 60.0);

    p.drawRoundedRect(rectangle, 20.0, 15.0);
    p.end();

渐变填充

使用画刷还可以进行渐变填充。
渐变有三种：

• 线性渐变：QLinearGradient
• 辐射渐变：QRadialGradient
• 锥形渐变：QConicalGradient

绘制矩形

QPainter p;
    p.begin(this);
    QPen pen(QBrush(Qt::black), 2, Qt::SolidLine, Qt::RoundCap, Qt::BevelJoin);
    p.setPen(pen);

    QLinearGradient linearGrad(QPointF(100, 100), QPointF(200, 200));
    linearGrad.setColorAt(0, Qt::black);
    linearGrad.setColorAt(1, Qt::white);
    p.setBrush(linearGrad);

    QRectF rectangle(100.0, 100.0, 100.0, 100.0);

    p.drawRoundedRect(rectangle, 20.0, 15.0);
    p.end();

结论

人生就是这样，有欢笑也有泪水。一部分人主要负责欢笑，另一部分人主要负责泪水。

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本人详解 作者：王文峰，参加过 CSDN 2020年度博客之星，《Java王大师王天师》作者 公众号：山峯草堂，非技术多篇文章，专注于天道酬勤的 Java 服务器托管网开发问题、中国国学、传统文化和代码爱好者的程序人生，期待你的关注和支持！本人外号：神秘小峯 …