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Qt 2D绘图之五:图形视图框架的结构、坐标系统和框架间的事件处理与传播

参考文章链接:
Qt 2D绘图之五:图形视图框架的结构和坐标系统
Qt 2D绘图之六:图形视图框架的事件处理与传播

图形视图框架的结构

在前面讲的基本绘图中,我们可以自己绘制各种图形,并且控制它们。但是,如果需要同时绘制很多个相同或不同的图形,并且要控制它们的移动、检测它们的碰撞和叠加;或者我们想让自己绘制的图形可以拖动位置、进行缩放和旋转等操作。实现这些功能,要是还使用以前的方法,那么会十分困难。解决这些问题,可以使用Qt提供的图形视图框架。

图形视图(Graphics View)框架结构的主要特点如下:

  • 图形视图(Graphics View)可以对大量定制的2D图形项进行管理和相互作用。视图部件可以让所有图形项可视化,它还提供了缩放和旋转功能
  • 框架中包含了一个事件传播构架,提供了和场景中的图形项进行精确的双精度交互的能力,图形项可以处理键盘事件,鼠标的按下、移动、释放和双击事件,还可以跟踪鼠标的移动
  • 图形视图框架使用一个BSP(Binary Space Partitioning)树来快速发现图形项,也正是因为如此,它可以实时显示一个巨大的场景,甚至包含上百万个图形项
    图形视图框架结构中,系统可以利用Qt绘图系统的反锯齿、OpenGL工具来改善绘图性能。

图形视图结构主要包含三部分:

  • 场景(Scene) :QGraphicsScene类
  • 视图(View) :QGraphicsView类
  • 图形项(Item):QGraphicsItem类

场景(Scene)

场景是图形项QGraphicsItem对象的容器,其主要完成的工作包括:
(1)提供用于管理大量图形项的快速接口
(2)传播事件给每一个图形项
(3)管理图形项的状态(如选择和焦点处理);
(4)提供无变换的渲染功能,主要用于打印

下面是一些QGraphicsScene的常用函数

  • 可以调用QGraphicsScene: :addItem()函数将图形项添加到场景中,然后调用任意一个图形项发现函数来检索添加的图形项。
  • QGraphicsScene::items()函数和其他几个重载函数可以返回符合条件的所有图形项。这些图形项不是与指定的点、矩形、多边形或者矢量路径相交,就是包含在它们之中。
  • QGraphicsScene::itemAt()函数返回指定点的最上面的图形项。所有的图形项发现函数返回的图形项都是使用递减顺序(例如第一个返回的图形项在最上面,最后返回的图形项在最下面)。
  • 如果要从场景中删除一个图形项,可以使用QGraphicsScene::Removeltem()函数。
  • 可以通过向QGraphicsScene::setSelectionArea()函数中传递一个任意的形状来选择场景中指定的图形项。
  • 如果要获取当前选取的所有图形项的列表,可以使用QGraphicsScene:: selectedltems()函数。
  • 另外可以调用QGraphicsScene:: setFocusItem()或者 QGraph­icsScene:: setFocus( )函数来为一个图形项设置焦点,调用QGraphicsScene:: focusItem()函数来获取当前获得焦点的图形项。
  • QGraphicsScene:: render()函数将场景中的一部分渲染到一个绘图设备上。

下面先来看一个最简单的例子。新建空的Qt项目(Empty qmake Project),项目名称为myscene。然后在这个项目中添加新的C++源文件,命名为main.cpp。添加完成后首先在myscene.pro文件中添加一行代码:

QT += widgets

然后将main.cpp的内容更改如下。

#include <QApplication>
#include <QGraphicsScene>
#include <QGraphicsRectItem>
#include <QDebug>int main(int argc,char* argv[ ])
{QApplication app(argc,argv);//新建场景QGraphicsScene scene;//创建矩形图形项QGraphicsRectItem *item = new QGraphicsRectItem(0, 0, 100, 100);//将图形项添加到场景中scene.addItem(item);//输出(50, 50)点处的图形项qDebug() << scene.itemAt(50,50,QTransform());return app.exec();
}

这里先创建了一个场景,然后创建了一个矩形图形项,并且将该图形项添加到了场景中。然后使用itemAt()函数来返回指定坐标处最顶层的图形项,这里返回的就是刚才添加的矩形图形项。现在可以运行程序,不过因为还没有设置视图,所以不会出现任何图形界面,这时可以在应用程序输出栏中看到输出的项目的信息如下:

QGraphicsItem(0x161015c8, pos=0,0)

视图(View)

QGraphicsView提供了视图部件,它用来使场景中的内容可视化可以连接多个视图到同一个场景来为相同的数据集提供多个视口

下面是一些QGraphicsView:的常用函数

  • 视图部件是一个可滚动的区域,提供了一个滚动条来浏览大的场景,可以使用setDragMode()函数以QGraphicsView::SCrollHandDrag为参数来使光标变为手掌形状,从而可以拖动场景。
  • 如果设置 setDragMode()的参数为QGraphicsView::RubberBandDrag,那么可以在视图上使用 鼠标拖出橡皮筋框来选择图形项。
  • 默认的QGraphicsView提供了一个QWidget作为视口部件,如果要使用OpenGL进行植染,可以调用QGraphicsView::setViewport()设置QOpenGLWidget作为视口。QGraphicsView会获取视口部件的拥有权(ownership)。

在前面的程序中先添加头文件# include ,然后在主函数中 “return app. exec();”一行代码前继续添加如下代码:

//为场景创建视图
QGraphicsView view(&scene);
//设置场景的前景色
view.setForegroundBrush(QColor(255, 255, 0, 100));
//设置场景的背景图片
view.setBackgroundBrush(QPixmap("../myScene/background.png"));
view.resize(400, 300);
view.show();

这里新建了视图部件,并指定了要可视化的场景。然后为该视图设置了场景前景色和背景图片。**一个场景分为3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。前景层和背景层都可以使用QBrush进行填充,比如使用渐变和贴图等。**这里的前景色设置为半透明的黄色,当然也可以设置为其他的填充。这里要提示一下,其实使用好前景色可以实现很多特殊的效果,比如使用半透明的黑色便可以实现夜幕降临的效果。

代码中使用了 QGraphicsView类中的函数来设置场景中的背景和前景,其实也可以使用QGraphicsScene中的同名函数来实现,不过它们的效果并不完全 一样。如果使用QGraphicsScene对象设置了场景背景或者前景,那么对所有关联了该场景的视图都有效,而QGraphicsView对象设置的场景的背景或者前景,只对它本身对应的视图有效。

运行程序,效果如下图所示。可以看到矩形图形项和背景图片都是在视图中间部分进行绘制的,这个问题会在后面的坐标系统部分详细讲解。
在这里插入图片描述

图形项

QGraphicsItem是场景中图形项的基类。图形视图框架为典型的形状提供了标准的图形项,比如矩形(QGraphicsRectlem)、椭圆(QGraphicsEllipseltem)和文本项(QGraphicsTextltem)。不过,只有编写自定义的图形项时才能发挥QGraphicsItem的强大功能。
QGraphicsItem主要支持以下功能:

  • 鼠标按下、移动、释放、双击、悬停、滚轮和右键菜单事件;
  • 键盘输入焦点和键盘事件;
  • 拖放事件;
  • 分组,使用QGraphicsItemGroup通过parent-child关系来实现

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