在 Qt5 中绘图

最后修改于 2023 年 10 月 18 日

在 Qt5 C++ 编程教程的这一部分中，我们将进行一些绘图。

当我们在 Qt5 中进行一些绘图时，QPainter 类起着重要作用。绘图是在响应 paintEvent 方法时使用 QPainter 类完成的。

线条

在第一个例子中，我们在窗口的客户区绘制一些线条。

lines.h

#pragma once

#include <QWidget>

class Lines : public QWidget {

  public:
    Lines(QWidget *parent = 0);

  protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *event);
    void drawLines(QPainter *qp);
};

这是头文件。

lines.cpp

#include <QPainter>
#include "lines.h"

Lines::Lines(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{ }

void Lines::paintEvent(QPaintEvent *e) {
    
  Q_UNUSED(e);
  
  QPainter qp(this);
  drawLines(&qp);
}

void Lines::drawLines(QPainter *qp) {
  
  QPen pen(Qt::black, 2, Qt::SolidLine);  
  qp->setPen(pen);
  qp->drawLine(20, 40, 250, 40);

  pen.setStyle(Qt::DashLine);
  qp->setPen(pen);
  qp->drawLine(20, 80, 250, 80);

  pen.setStyle(Qt::DashDotLine);
  qp->setPen(pen);
  qp->drawLine(20, 120, 250, 120);

  pen.setStyle(Qt::DotLine);
  qp->setPen(pen);
  qp->drawLine(20, 160, 250, 160);

  pen.setStyle(Qt::DashDotDotLine);
  qp->setPen(pen);
  qp->drawLine(20, 200, 250, 200);

  QVector<qreal> dashes;
  qreal space = 4;

  dashes << 1 << space << 5 << space;

  pen.setStyle(Qt::CustomDashLine);
  pen.setDashPattern(dashes);
  
  qp->setPen(pen);
  qp->drawLine(20, 240, 250, 240);
}

我们在窗口上绘制六条线；每条线都有不同的笔样式。

void Lines::paintEvent(QPaintEvent *e) {
    
  Q_UNUSED(e);
  
  QPainter qp(this);
  drawLines(&qp);
}

当更新小部件时，会调用 paintEvent。它是我们创建 QPainter 对象并进行绘图的地方。由于我们没有使用 QPaintEvent 对象，因此我们使用 Q_UNUSED 宏来抑制编译器警告。实际的绘图委托给 drawLines 方法。

QPen pen(Qt::black, 2, Qt::SolidLine);
qp->setPen(pen);

我们创建一个 QPen 对象。笔是实心的，2 像素粗，并且是黑色的。笔用于绘制线条和形状的轮廓。使用 setPen 方法将笔设置为画笔对象。

qp->drawLine(20, 40, 250, 40);

drawLine 方法绘制一条线。这四个参数是窗口上两个点的坐标。

pen.setStyle(Qt::DashLine);

QPen 线的 setStyle 方法设置笔样式 - Qt::DashLine。

main.cpp

#include <QApplication>
#include "lines.h"

int main(int argc, char *argv[]) {
    
  QApplication app(argc, argv);  
    
  Lines window;
  
  window.resize(280, 270);
  window.setWindowTitle("Lines");
  window.show();

  return app.exec();
}

这是主文件。

颜色

颜色是表示红色、绿色和蓝色 (RGB) 强度值组合的对象。有效的 RGB 值在 0 到 255 的范围内。在下面的示例中，我们绘制了九个用九种不同颜色填充的矩形。

colours.h

#pragma once 

#include <QWidget>

class Colours : public QWidget {
    
  public:
    Colours(QWidget *parent = 0);

  protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *e);
    
  private:
    void doPainting();  
};

这是头文件。

colours.cpp

#include <QPainter>
#include "colours.h"

Colours::Colours(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{ }

void Colours::paintEvent(QPaintEvent *e) {
    
  Q_UNUSED(e);  
  
  doPainting();
}

void Colours::doPainting() {
    
  QPainter painter(this);
  painter.setPen(QColor("#d4d4d4"));

  painter.setBrush(QBrush("#c56c00"));
  painter.drawRect(10, 15, 90, 60);

  painter.setBrush(QBrush("#1ac500"));
  painter.drawRect(130, 15, 90, 60);

  painter.setBrush(QBrush("#539e47"));
  painter.drawRect(250, 15, 90, 60);
  
  painter.setBrush(QBrush("#004fc5"));
  painter.drawRect(10, 105, 90, 60);

  painter.setBrush(QBrush("#c50024"));
  painter.drawRect(130, 105, 90, 60);

  painter.setBrush(QBrush("#9e4757"));
  painter.drawRect(250, 105, 90, 60);

  painter.setBrush(QBrush("#5f3b00"));
  painter.drawRect(10, 195, 90, 60);

  painter.setBrush(QBrush("#4c4c4c"));
  painter.drawRect(130, 195, 90, 60);

  painter.setBrush(QBrush("#785f36"));
  painter.drawRect(250, 195, 90, 60);
}

我们绘制了九个具有不同颜色填充的矩形。矩形的轮廓是灰色的。

painter.setBrush(QBrush("#c56c00"));
painter.drawRect(10, 15, 90, 60);

QBrush 类定义了由 QPainter 绘制的形状的填充图案。 drawRect 方法绘制一个矩形。它绘制一个矩形，其左上角位于 x, y 点，并具有给定的宽度和高度。我们使用十六进制表示法来指定颜色值。

main.cpp

#include <QApplication>
#include "colours.h"

int main(int argc, char *argv[]) {
    
  QApplication app(argc, argv);  
    
  Colours window;
  
  window.resize(360, 280);
  window.setWindowTitle("Colours");
  window.show();
  
  return app.exec();
}

这是主文件。

图案

以下编程代码示例类似于上一个。这一次我们用各种预定义的图案填充矩形。

patterns.h

#pragma once

#include <QWidget>

class Patterns : public QWidget {
    
  public:
    Patterns(QWidget *parent = 0);

  protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *e);

  private:
    void doPainting();
};

这是头文件。

patterns.cpp

#include <QApplication>
#include <QPainter>
#include "patterns.h"

Patterns::Patterns(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{ }

void Patterns::paintEvent(QPaintEvent *e) {
    
  Q_UNUSED(e);  
  
  doPainting();
}

void Patterns::doPainting() {
    
  QPainter painter(this);
  painter.setPen(Qt::NoPen);

  painter.setBrush(Qt::HorPattern);
  painter.drawRect(10, 15, 90, 60);

  painter.setBrush(Qt::VerPattern);
  painter.drawRect(130, 15, 90, 60);

  painter.setBrush(Qt::CrossPattern);
  painter.drawRect(250, 15, 90, 60);
  
  painter.setBrush(Qt::Dense7Pattern);
  painter.drawRect(10, 105, 90, 60);

  painter.setBrush(Qt::Dense6Pattern);
  painter.drawRect(130, 105, 90, 60);

  painter.setBrush(Qt::Dense5Pattern);
  painter.drawRect(250, 105, 90, 60);

  painter.setBrush(Qt::BDiagPattern);
  painter.drawRect(10, 195, 90, 60);

  painter.setBrush(Qt::FDiagPattern);
  painter.drawRect(130, 195, 90, 60);

  painter.setBrush(Qt::DiagCrossPattern);
  painter.drawRect(250, 195, 90, 60);
}

我们绘制了九个具有各种笔刷图案的矩形。

painter.setBrush(Qt::HorPattern);
painter.drawRect(10, 15, 90, 60);

我们绘制一个具有特定图案的矩形。 Qt::HorPattern 是一个用于创建水平线图案的常量。

main.cpp

#include <QDesktopWidget>
#include <QApplication>
#include "patterns.h"

int main(int argc, char *argv[]) {
    
  QApplication app(argc, argv);  
    
  Patterns window;
  
  window.resize(350, 280);
  window.setWindowTitle("Patterns");
  window.show();

  return app.exec();
}

这是主文件。

透明矩形

透明性是指能够透过材料看到事物的质量。理解透明性的最简单方法是想象一块玻璃或水。从技术上讲，光线可以穿过玻璃，这样我们就可以看到玻璃后面的物体。

在计算机图形学中，我们可以使用 alpha 合成来实现透明效果。 alpha 合成是将图像与背景组合以创建部分透明外观的过程。合成过程使用 alpha 通道。

transparent_rectangles.h

#pragma once

#include <QWidget>

class TransparentRectangles : public QWidget {

  public:
    TransparentRectangles(QWidget *parent = 0);

  protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *event);
    void doPainting();
};

这是头文件。

transparent_rectangles.cpp

#include <QApplication>
#include <QPainter>
#include <QPainterPath>
#include "transparent_rectangles.h"

TransparentRectangles::TransparentRectangles(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{ }

void TransparentRectangles::paintEvent(QPaintEvent *e) {
    
  Q_UNUSED(e);
  
  doPainting();
}

void TransparentRectangles::doPainting() {
    
  QPainter painter(this);
  
  for (int i=1; i<=11; i++) {
    painter.setOpacity(i*0.1);
    painter.fillRect(50*i, 20, 40, 40, Qt::darkGray);
  }    
}

该示例绘制了十个具有不同透明度级别的矩形。

painter.setOpacity(i*0.1);

setOpacity 方法设置画笔的不透明度。值应在 0.0 到 1.0 范围内，其中 0.0 表示完全透明，1.0 表示完全不透明。

main.cpp

#include <QDesktopWidget>
#include <QApplication>
#include "transparent_rectangles.h"

int main(int argc, char *argv[]) {
    
  QApplication app(argc, argv);  
    
  TransparentRectangles window;

  window.resize(630, 90);  
  window.setWindowTitle("Transparent rectangles");
  window.show();

  return app.exec();
}

这是主文件。

甜甜圈

在下面的示例中，我们创建一个甜甜圈形状。

donut.h

#pragma once

#include <QWidget>

class Donut : public QWidget {
    
  public:
    Donut(QWidget *parent = 0);

  protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *e);
    
  private:
    void doPainting();  
};

这是头文件。

donut.cpp

#include <QApplication>
#include <QPainter>
#include "donut.h"

Donut::Donut(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{ }

void Donut::paintEvent(QPaintEvent *e) {
    
  Q_UNUSED(e);

  doPainting();
}

void Donut::doPainting() {
  
  QPainter painter(this);

  painter.setPen(QPen(QBrush("#535353"), 0.5));
  painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);

  int h = height();
  int w = width();

  painter.translate(QPoint(w/2, h/2));

  for (qreal rot=0; rot < 360.0; rot+=5.0 ) {
      painter.drawEllipse(-125, -40, 250, 80);
      painter.rotate(5.0);
  }
}

“甜甜圈”是一种高级的几何形状，类似于这种食物。我们通过绘制 72 个旋转的椭圆来创建它。

painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);

我们以抗锯齿模式绘画。渲染将具有更高的质量。

int h = height();
int w = width();

painter.translate(QPoint(w/2, h/2));

这些行将坐标系的开始移到窗口的中间。默认情况下，它位于 0, 0 点。换句话说，在窗口的左上角。通过移动坐标系，绘图将变得更加容易。

for (qreal rot=0; rot < 360.0; rot+=5.0 ) {
    painter.drawEllipse(-125, -40, 250, 80);
    painter.rotate(5.0);
}

在这个 for 循环中，我们绘制 72 个旋转的椭圆。

main.cpp

#include <QDesktopWidget>
#include <QApplication>
#include "donut.h"

int main(int argc, char *argv[]) {
    
  QApplication app(argc, argv);  
    
  Donut window;

  window.resize(350, 280);  
  window.setWindowTitle("Donut");
  window.show();

  return app.exec();
}

这是主文件。

形状

Qt5 绘图 API 可以绘制各种形状。以下编程代码示例显示了其中一些。

shapes.h

#pragma once

#include <QWidget>

class Shapes : public QWidget {
    
  public:
    Shapes(QWidget *parent = 0);

  protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *e);

  private:
    void doPainting();
};

这是头文件。

shapes.cpp

#include <QApplication>
#include <QPainter>
#include <QPainterPath>
#include "shapes.h"

Shapes::Shapes(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{ }

void Shapes::paintEvent(QPaintEvent *e) {
    
  Q_UNUSED(e);

  doPainting();
}

void Shapes::doPainting() {
  
  QPainter painter(this);

  painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);
  painter.setPen(QPen(QBrush("#888"), 1));
  painter.setBrush(QBrush(QColor("#888")));

  QPainterPath path1;

  path1.moveTo(5, 5);
  path1.cubicTo(40, 5,  50, 50,  99, 99);
  path1.cubicTo(5, 99,  50, 50,  5, 5);
  painter.drawPath(path1);  

  painter.drawPie(130, 20, 90, 60, 30*16, 120*16);
  painter.drawChord(240, 30, 90, 60, 0, 16*180);
  painter.drawRoundRect(20, 120, 80, 50);

  QPolygon polygon({QPoint(130, 140), QPoint(180, 170), QPoint(180, 140),
      QPoint(220, 110), QPoint(140, 100)});

  painter.drawPolygon(polygon);

  painter.drawRect(250, 110, 60, 60);

  QPointF baseline(20, 250);
  QFont font("Georgia", 55);
  QPainterPath path2;
  path2.addText(baseline, font, "Q");
  painter.drawPath(path2);

  painter.drawEllipse(140, 200, 60, 60);
  painter.drawEllipse(240, 200, 90, 60);
}

我们绘制了九个不同的形状。

QPainterPath path1;

path1.moveTo(5, 5);
path1.cubicTo(40, 5,  50, 50,  99, 99);
path1.cubicTo(5, 99,  50, 50,  5, 5);
painter.drawPath(path1);

QPainterPath 是一个用于创建复杂形状的对象。我们用它来绘制贝塞尔曲线。

painter.drawPie(130, 20, 90, 60, 30*16, 120*16);
painter.drawChord(240, 30, 90, 60, 0, 16*180);
painter.drawRoundRect(20, 120, 80, 50);

这些代码行绘制一个饼图、一个弦和一个圆角矩形。

QPolygon polygon({QPoint(130, 140), QPoint(180, 170), QPoint(180, 140),
    QPoint(220, 110), QPoint(140, 100)});

painter.drawPolygon(polygon);

在这里，我们使用 drawPolygon 方法绘制一个多边形。多边形由五个点组成。

QPointF baseline(20, 250);
QFont font("Georgia", 55);
QPainterPath path2;
path2.addText(baseline, font, "Q");
painter.drawPath(path2);

Qt5 允许基于字体字符创建路径。

painter.drawEllipse(140, 200, 60, 60);
painter.drawEllipse(240, 200, 90, 60);

drawEllipse 绘制一个椭圆和一个圆。圆是椭圆的特殊情况。参数是矩形开始的 x 和 y 坐标以及椭圆的边界矩形的宽度和高度。

main.cpp

#include <QDesktopWidget>
#include <QApplication>
#include "shapes.h"

int main(int argc, char *argv[]) {
    
  QApplication app(argc, argv);  
    
  Shapes window;

  window.resize(350, 280);  
  window.setWindowTitle("Shapes");
  window.show();

  return app.exec();
}

这是示例的主文件。

渐变

在计算机图形学中，渐变是从亮到暗或从一种颜色到另一种颜色的阴影的平滑混合。在 2D 绘图程序和绘图程序中，渐变用于创建彩色背景和特殊效果，以及模拟光线和阴影。

以下代码示例展示了如何创建线性渐变。

linear_gradients.h

#pragma once

#include <QWidget>

class LinearGradients : public QWidget {

  public:
    LinearGradients(QWidget *parent = 0);

  protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *e);
    
  private:
    void doPainting();  
};

这是头文件。

linear_gradients.cpp

#include <QApplication>
#include <QPainter>
#include "linear_gradients.h"

LinearGradients::LinearGradients(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{ }

void LinearGradients::paintEvent(QPaintEvent *e) {
    
  Q_UNUSED(e);
  
  doPainting();
}  

void LinearGradients::doPainting() {
         
  QPainter painter(this);
  
  QLinearGradient grad1(0, 20, 0, 110);

  grad1.setColorAt(0.1, Qt::black);
  grad1.setColorAt(0.5, Qt::yellow);
  grad1.setColorAt(0.9, Qt::black);

  painter.fillRect(20, 20, 300, 90, grad1);

  QLinearGradient grad2(0, 55, 250, 0);

  grad2.setColorAt(0.2, Qt::black);
  grad2.setColorAt(0.5, Qt::red);
  grad2.setColorAt(0.8, Qt::black);

  painter.fillRect(20, 140, 300, 100, grad2);
}

在代码示例中，我们绘制了两个矩形，并用线性渐变填充它们。

QLinearGradient grad1(0, 20, 0, 110);

QLinearGradient 构造一个线性渐变，其插值区域位于作为参数提供的两个点之间。

grad1.setColorAt(0.1, Qt::black);
grad1.setColorAt(0.5, Qt::yellow);
grad1.setColorAt(0.9, Qt::black);

渐变中的颜色使用停止点定义。 setColorAt 在给定位置使用给定颜色创建停止点。

painter.fillRect(20, 20, 300, 90, grad1);

我们用渐变填充矩形。

main.cpp

#include <QApplication>
#include "linear_gradients.h"

int main(int argc, char *argv[]) {
    
  QApplication app(argc, argv);  
    
  LinearGradients window;

  window.resize(350, 260);  
  window.setWindowTitle("Linear gradients");
  window.show();

  return app.exec();
}

这是主文件。

径向渐变

径向渐变是两种颜色或颜色阴影在两个圆之间的混合。

radial_gradient.h

#pragma once

#include <QWidget>

class RadialGradient : public QWidget {

  public:
    RadialGradient(QWidget *parent = 0);

  protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *e);
    
  private:
    void doPainting();  
};

这是头文件。

radial_gradient.cpp

#include <QApplication>
#include <QPainter>
#include "radial_gradient.h"

RadialGradient::RadialGradient(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{ }

void RadialGradient::paintEvent(QPaintEvent *e) {
    
  Q_UNUSED(e);
  
  doPainting();
}

void RadialGradient::doPainting() {
  
  QPainter painter(this);
  
  int h = height();
  int w = width();

  QRadialGradient grad1(w/2, h/2, 80);

  grad1.setColorAt(0, QColor("#032E91"));
  grad1.setColorAt(0.3, Qt::white);
  grad1.setColorAt(1, QColor("#032E91"));

  painter.fillRect(0, 0, w, h, grad1);
}

该示例创建了一个径向渐变；渐变从窗口的中心扩散。

QRadialGradient grad1(w/2, h/2, 80);

QRadialGradient 创建一个径向渐变；它在焦点和围绕它的圆上的端点之间插值颜色。参数是圆心的坐标和它的半径。焦点位于圆的中心。

grad1.setColorAt(0, QColor("#032E91"));
grad1.setColorAt(0.3, Qt::white);
grad1.setColorAt(1, QColor("#032E91"));

setColorAt 方法定义彩色停止点。

painter.fillRect(0, 0, w, h, grad1);

整个窗口区域都填充了径向渐变。

main.cpp

#include <QApplication>
#include "radial_gradient.h"

int main(int argc, char *argv[]) {
    
  QApplication app(argc, argv);  
    
  RadialGradient window;

  window.resize(300, 250);  
  window.setWindowTitle("Radial gradient");
  window.show();

  return app.exec();
}

这是主文件。

喷雾

在 C++ Qt5 教程的最后一个例子中，我们创建了一个蓬松的效果。该示例显示了一个不断增长的居中文本，该文本逐渐从某个点淡出。这是一个非常常见的效果，您经常可以在网络上的闪光动画中看到。

puff.h

#pragma once

#include <QWidget>

class Puff : public QWidget {

  public:
    Puff(QWidget *parent = 0);

  protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *event);
    void timerEvent(QTimerEvent *event);

  private:
    int x;
    qreal opacity;
    int timerId;
    
    void doPainting();
};

在头文件中，我们定义了两个事件处理程序：paint 事件处理程序和计时器处理程序。

puff.cpp

#include <QPainter>
#include <QTimer>
#include <QTextStream>
#include "puff.h"

Puff::Puff(QWidget *parent)
    : QWidget(parent) {
        
  x = 1;
  opacity = 1.0;
  timerId = startTimer(15);
}

void Puff::paintEvent(QPaintEvent *e) {
    
  Q_UNUSED(e);  
  
  doPainting();
}

void Puff::doPainting() {
  
  QPainter painter(this);
  QTextStream out(stdout);

  QString text = "ZetCode";

  painter.setPen(QPen(QBrush("#575555"), 1));

  QFont font("Courier", x, QFont::DemiBold);
  QFontMetrics fm(font);
  int textWidth = fm.width(text);

  painter.setFont(font);

  if (x > 10) {
    opacity -= 0.01;
    painter.setOpacity(opacity);
  }

  if (opacity <= 0) {
    killTimer(timerId);
    out << "timer stopped" << endl;
  }

  int h = height();
  int w = width();

  painter.translate(QPoint(w/2, h/2));
  painter.drawText(-textWidth/2, 0, text);
}

void Puff::timerEvent(QTimerEvent *e) {
    
  Q_UNUSED(e);
  
  x += 1;
  repaint();
}

这是 puff.cpp 文件。

Puff::Puff(QWidget *parent)
    : QWidget(parent) {
        
  x = 1;
  opacity = 1.0;
  timerId = startTimer(15);
}

在构造函数中，我们启动计时器。每 15 毫秒生成一个计时器事件。

void Puff::timerEvent(QTimerEvent *e) {
    
  Q_UNUSED(e);
  
  x += 1;
  repaint();
}

在 timerEvent 内部，我们增加了字体大小并重新绘制小部件。

if (x > 10) {
  opacity -= 0.01;
  painter.setOpacity(opacity);
}

如果字体大小大于 10 磅，我们会逐渐降低不透明度；文本开始消失。

if (opacity <= 0) {
  killTimer(timerId);
  out << "timer stopped" << endl;
}

如果文本完全消失，我们停止计时器。

main.cpp

#include <QApplication>
#include "puff.h"

int main(int argc, char *argv[]) {
    
  QApplication app(argc, argv); 

  Puff window;

  window.resize(350, 280);
  window.setWindowTitle("Puff");
  window.show();

  return app.exec();
}

这是主文件。

本章是关于在 Qt5 中绘图的。

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