QT QPainter

痛定思痛。 2022-10-07 11:47 245阅读 0赞

QPainter类在小部件和其他绘制设备上执行低级绘制。  
QPainter提供了高度优化的功能来完成大多数图形GUI程序所需的工作。它可以画从简单的线条到复杂的形状，如馅饼和和弦。它还可以绘制对齐的文本和像素图。通常，它会绘制一个“自然”坐标系，但也可以进行视图和世界变换。QPainter可以对继承QPaintDevice类的任何对象进行操作。  
QPainter的常见用法是在小部件的paint事件中：构造和自定义（例如设置笔或笔刷）painter。然后画。请记住在绘制后销毁QPainter对象。例如：

void SimpleExampleWidget::paintEvent(QPaintEvent *)
    {
        QPainter painter(this);
        painter.setPen(Qt::blue);
        painter.setFont(QFont("Arial", 30));
        painter.drawText(rect(), Qt::AlignCenter, "Qt");
    }

QPainter的核心功能是绘图，但该类还提供了几个函数，允许您自定义QPainter的设置及其渲染质量，以及其他启用剪裁的函数。此外，您还可以通过指定画家的构图模式来控制不同形状如何合并在一起。  
函数的作用是：指示画师是否处于活动状态。画师由begin（）函数和接受QPaintDevice参数的构造函数激活。end（）函数和析构函数将其停用。  
QPainter与QPaintDevice和QPaintEngine类一起构成了Qt油漆系统的基础。QPainter是用于执行绘图操作的类。QPaintDevice表示可以使用QPainter在其上绘制的设备。QPaintEngine提供了一个接口，画家可以使用这个接口来绘制不同类型的设备。如果画家处于活动状态，device（）返回画家在其上绘制的绘制设备，paintEngine（）返回画家当前正在操作的绘制引擎。有关详细信息，请参见绘制系统。  
有时它是可取的，让别人画在一个不寻常的设备。QPainter支持静态函数setRedirected（）。

警告：当paintdevice是一个小部件时，QPainter只能在paintEvent（）函数内部或由paintEvent（）调用的函数中使用。

设置  
您可以自定义多个设置，以便根据自己的首选项进行QPaint绘制：  
font（）是用于绘制文本的字体。如果painter为active（），则可以分别使用fontInfo（）和fontMetrics（）函数检索有关当前设置字体及其度量的信息。  
brush（）定义用于填充形状的颜色或图案。  
pen（）定义用于绘制线或边界的颜色或点画。  
backgroundMode（）定义是否存在background（），即它是Qt:：OpaqueMode还是Qt:：TransparentMode。  
backgroundMode（）为Qt:：OpaqueMode且pen（）为点画时，background（）才适用。在这种情况下，它描述点画中背景像素的颜色。  
brushOrigin（）定义平铺笔刷的原点，通常是小部件背景的原点。  
viewport（）、window（）、worldTransform（）组成了画家的坐标变换系统。有关详细信息，请参见“坐标变换”部分和坐标系文档。  
hasClipping（）告诉画家是否会剪辑(绘制设备也会剪辑。）如果绘制者剪辑，它会剪辑到clipRegion（）。  
layoutDirection（）定义画师绘制文本时使用的布局方向。  
worldMatrixEnabled（）指示是否启用了世界转换。  
viewTransformEnabled（）指示是否启用视图转换。

请注意，其中一些设置镜像了某些绘制设备中的设置，例如QWidget::font（）。QPainter::begin（）函数（或等效的QPainter构造函数）从绘制设备复制这些属性。  
您可以随时通过调用save（）函数保存QPainter的状态，该函数将保存内部堆栈上的所有可用设置。restore（）函数将它们弹出。

绘图  
qPaint提供了绘制大多数基本体的函数：drawPoint（）、drawPoints（）、drawLine（）、drawRect（）、drawRoundedRect（）、drawAllipse（）、drawArc（）、drawPie（）、drawChord（）、drawPolyline（）、drawPolygon（）、drawConvexPolygon（）和drawCubicBezier（）。两个方便的函数drawRects（）和drawrines（）使用当前画笔在给定的QRects或qline数组中绘制给定数量的矩形或直线。

QPainter类还提供fillRect（）函数，该函数用给定的QBrush填充给定的QRect，并提供eraseRect（）函数，该函数擦除给定矩形内的区域。

所有这些函数都有整数和浮点版本。

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如果需要绘制复杂形状，尤其是需要重复绘制，请考虑创建QPainterPath并使用drawPath（）绘制它。

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QPainter还提供fillPath（）函数，该函数用给定的QBrush填充给定的QPainterPath，并提供strokePath（）函数，该函数绘制给定路径的轮廓（即，笔划路径）。  
另请参见向量变形示例，该示例演示如何使用高级向量技术使用QPainterPath绘制文本，渐变示例显示Qt中可用的不同类型渐变，路径笔划示例显示了Qt的内置破折号模式，并显示了如何使用自定义模式来扩展可用模式的范围。

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文本绘制是使用drawText（）完成的。当需要细粒度定位时，boundingRect（）会告诉您给定的drawText（）命令将在何处绘制。  
绘制像素图和图像  
有一些函数可以绘制pixmap/images，即drawPixmap（）、drawImage（）和drawTilledPixmap（）。drawPixmap（）和drawImage（）产生相同的结果，只是drawPixmap（）在屏幕上更快，而drawImage（）在QPrinter或其他设备上可能更快。  
有一个drawPicture（）函数可以绘制整个QPicture的内容。drawPicture（）函数是唯一一个忽略画家所有设置的函数，因为QPicture有自己的设置。  
绘制像素地图和图像的高分辨率版本  
高分辨率版本的pixmap的设备像素比率值大于1（请参阅QImageReader，QPixmap:：devicePixelRatio（））。如果它与基础QPaintDevice的值匹配，则直接将其绘制到设备上，而不应用其他转换。  
例如，将设备像素比为2的64x64像素大小的QPixmap绘制到同样具有设备像素比2的高DPI屏幕上时的情况。注意，pixmap在用户空间中实际上是32x32像素。Qt中基于pixmap大小计算布局几何图形的代码路径将使用此大小。这样做的净效果是pixmap显示为高DPI pixmap，而不是大pixmap。  
渲染质量  
为了使用QPainter获得最佳的渲染效果，应该使用平台无关的QImage作为绘制设备；i、 e.使用QImage将确保结果在任何平台上具有相同的像素表示。  
QPainter类还通过RenderHint enum和对浮点精度的支持提供了一种控制渲染质量的方法：所有用于绘制原语的函数都有一个浮点版本。它们通常与QPainter:：Antialiasing render提示结合使用。

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RenderHint enum指定QPainter的标志，任何给定的引擎都可能遵循这些标志，也可能不遵循这些标志。QPainter:：Antialiasing表示引擎应尽可能对基本体的边进行反锯齿，QPainter:：TextAntialiasing表示引擎应尽可能对文本进行反锯齿，QPainter:：SmoothPixmapTransform表示引擎应使用平滑pixmap变换算法。  
函数的作用是：返回一个标志，用于指定为此绘制程序设置的渲染提示。使用setRenderInt（）函数设置或清除当前设置的RenderInt。  
坐标变换  
通常，QPainter在设备自己的坐标系（通常是像素）上操作，但是QPainter对坐标变换有很好的支持。

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最常用的变换是缩放、旋转、平移和剪切。使用scale（）函数按给定的偏移量缩放坐标系，使用rotate（）函数顺时针旋转坐标系，使用translate（）平移坐标系（即向点添加给定的偏移量）。也可以使用shear（）函数围绕原点扭曲坐标系。有关剪切坐标系的可视化，请参见仿射变换示例。  
另请参见“变换”示例，该示例显示变换如何影响QPaint渲染图形基本体的方式。特别地，它显示了变换的顺序如何影响结果。

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所有的转换操作都在transformation worldTransform（）上操作。矩阵将平面上的一点变换为另一点。有关变换矩阵的详细信息，请参见坐标系和QTransform文档。  
setWorldTransform（）函数可以替换或添加到当前设置的worldTransform（）。resetTransform（）函数用于重置使用translate（）、scale（）、shear（）、rotate（）、setWorldTransform（）、setViewport（）和setWindow（）函数进行的所有变换。deviceTransform（）返回矩阵，该矩阵将依赖于平台的绘制设备的逻辑坐标转换为设备坐标。只有在平台相关句柄上使用平台绘制命令时才需要后一个函数，并且平台本身不进行转换。  
在使用QPainter绘制时，我们使用逻辑坐标指定点，然后将这些坐标转换为绘制设备的物理坐标。逻辑坐标到物理坐标的映射由qpaint的combinedTransform（）处理，它是viewport（）和window（）以及worldTransform（）的组合。viewport（）表示指定任意矩形的物理坐标，window（）以逻辑坐标描述同一矩形，worldTransform（）与变换矩阵相同。  
另请参见坐标系  
剪辑  
QPaint可以将任何绘图操作剪裁到矩形、区域或矢量路径。使用函数clipRegion（）和clipPath（）可以获得当前剪辑。路径或区域是否首选（更快）取决于基础paintEngine（）。例如，QImage绘制引擎首选路径，而X11绘制引擎首选区域。设置剪辑是在画家的逻辑坐标中完成的。  
在油漆工裁剪之后，油漆装置也可以裁剪。例如，大多数小部件都会剪掉子部件使用的像素，大多数打印机会剪掉纸张边缘附近的区域。clipRegion（）或hasClipping（）的返回值不反映此附加剪辑。  
合成模式  
QPainter提供CompositionMode enum，定义用于数字图像合成的Porter-Duff规则；它描述了一个模型，用于将一个图像（源）中的像素与另一个图像（目标）中的像素相结合。  
最常见的两种构图形式是Source和SourceOver。源用于在绘制设备上绘制不透明对象。在这种模式下，源中的每个像素将替换目标中相应的像素。在SourceOver合成模式中，源对象是透明的，并且绘制在目标对象的顶部。  
注意，合成变换是按像素操作的。因此，使用图形原语本身和它的边界矩形之间有区别：边界矩形包含alpha==0的像素（即原语周围的像素）。这些像素将覆盖另一个图像的像素，有效地清除这些像素，而原语只覆盖其自己的区域。

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局限性  
如果您使用的坐标与Qt的光栅为基础的绘画引擎，重要的是要注意的是，虽然坐标大于+/-215可以使用，任何绘画执行的坐标以外的这一范围是不能保证显示；这幅画可以剪掉。这是由于在实现中使用了short int。  
Qt的stroker生成的轮廓在处理曲线形状时只是一个近似值。在大多数情况下，不可能用另一个bezier曲线段来表示bezier曲线段的轮廓，因此Qt用几个较小的曲线来近似曲线轮廓。出于性能原因，Qt对这些轮廓使用的曲线数量是有限制的，因此当使用较大的笔宽或刻度时，轮廓误差会增加。要生成错误较小的轮廓，可以使用QPainterPathStroker类，该类具有setCurveThreshold成员函数，让用户指定错误容忍度。另一种解决方法是先将路径转换为多边形，然后绘制多边形。  
性能  
QPainter是一个丰富的框架，允许开发人员进行各种各样的图形操作，例如渐变、合成模式和矢量图形。QPainter可以跨各种不同的硬件和软件堆栈来实现这一点。自然地，硬件和软件的基本组合对性能有一定的影响，并且确保每一个操作与构图模式、画笔、剪辑、变换等的所有不同组合的结合都是快速的，由于排列的数量，这几乎是不可能完成的任务。作为一个折衷方案，我们选择了QPainter API和后端的一个子集，在这里，性能保证尽可能好，因为对于给定的硬件和软件组合，我们可以合理地获得它。  
作为高性能发动机，我们关注的后端包括：  
光栅-此后端在纯软件中实现所有渲染，并始终用于渲染为QImages。为获得最佳性能，请仅使用格式类型QImage:：format\\u ARGB32\\u Premultiplied、QImage:：format\\u RGB32或QImage:：format\\u RGB16。任何其他格式，包括QImage：：format\\u ARGB32，性能都要差得多。这个引擎默认用于QWidget和QPixmap。  
OpenGL 2.0（ES）-此后端是硬件加速图形的主要后端。它可以在支持opengl2.0或OpenGL/es2.0规范的台式机和嵌入式设备上运行。这包括过去几年生产的大多数图形芯片。可以通过在QOpenGLWidget上使用QPaint启用引擎。  
这些操作包括：  
简单的变换，意味着平移和缩放，加上0，90，180，270度旋转。  
drawPixmap（）与简单变换和不透明度结合使用的非平滑变换模式（qPaint:：SmoothPixmapTransform未作为渲染提示启用）。  
矩形填充纯色、双色线性渐变和简单变换。  
矩形剪辑与简单的变换和相交剪辑。  
合成模式QPainter:：CompositionMode\\u Source和QPainter:：CompositionMode\\u SourceOver  
圆角矩形填充使用纯色和双色线性渐变填充。  
3x3拼接像素地图，通过qDrawBorderPixmap。  
此列表指示在性能至关重要的应用程序中安全使用哪些功能。对于某些设置，其他操作可能也很快，但在广泛使用它们之前，建议在最终运行软件的系统上对它们进行基准测试和验证。也有一些情况下，可以使用昂贵的操作，例如当结果缓存在QPixmap中时。

另请参见QPaintDevice、QPaintEngine、Qt SVG、基本绘图示例和绘图实用程序函数。

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