QT框架下的OpenGL使用---实战篇---图像的显示

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-11-28 10:55 201阅读 0赞

> 阅读本篇文章需要提前掌握OpenGL[纹理][Link 1]的相关知识。

做计算机视觉或者播放器等项目，通常需要将图像处理的结果显示给用户看，在Qt上可以用label控件来完成，但其效率相对较低。这里我们介绍一种用Qt自带的OpenGL来做这件事情的方法。

### 图像的显示 ###

在前面OpenGL[纹理][Link 1]的文章中我们介绍了怎么在Qt自带的OpenGL上贴纹理，这在3D制作上是非常重要的(后面光追一普及操作复杂度可能要远比现在低)。而对于只想要显示2D图像的老哥而言，同样可以用纹理贴图来实现。

原理非常简单，学完纹理我们知道只要用两个三角形直接填充满整个视图，随后将图像当成纹理往上面贴就完事了。不过由于这里不需要考虑空间精细度关系，因此直接使用四边形图元会更加方便。

实现基本和OpenGL[纹理][Link 1]这篇博客差不多，精简一下即可，代码如下：

##### MyOpenGLWidget.h #####

#ifndef MYOPENGLWIDGET_H
    #define MYOPENGLWIDGET_H
    #include <QOpenGLWidget>
    #include <QOpenGLFunctions>
    #include <QOpenGLBuffer>
    #include <QOpenGLVertexArrayObject>
    #include <QOpenGLShaderProgram>
    #include <QElapsedTimer>
    #include <QOpenGLTexture>
    #include <QDebug>
    
    class MyOpenGLWidget : public QOpenGLWidget
    {
        
        Q_OBJECT
    public:
        MyOpenGLWidget(QWidget *partent);
        ~MyOpenGLWidget();
    protected:
        void initializeGL();//初始化函数，在Widget刚加载时被调用
        void paintGL();//绘图函数，每一次绘图请求产生，都会进行一次绘图
        void resizeGL(int w, int h);//用于处理窗口大小变化的情况
    
    private:
        QOpenGLBuffer *m_vbo;
        QOpenGLVertexArrayObject *m_vao;
        QOpenGLShaderProgram *m_shader;//渲染器程序对象
        QOpenGLFunctions *f;//OpenGL函数对象
        QOpenGLTexture *texture = nullptr;
    };
    #endif // MYOPENGLWIDGET_H

##### MyOpenGLWidget.cpp #####

#include <MyOpenGLWidget.h>
    
    MyOpenGLWidget::MyOpenGLWidget(QWidget* parent):
        QOpenGLWidget (parent)
    {
        
    }
    MyOpenGLWidget::~MyOpenGLWidget()
    {
        
        //多线程调用保护
        makeCurrent();
        //对象释放
        m_vbo->destroy();
        m_vao->destroy();
        delete texture;
        //退出保护
        doneCurrent();
    }
    void MyOpenGLWidget::initializeGL()
    {
        
        f = this->context()->functions();
        f->glEnable(GL_DEPTH_TEST);   // 三维绘图的关键！
        m_shader = new QOpenGLShaderProgram();
        m_shader->addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex, "../Demo1/Vertex.vert");
        m_shader->addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment, "../Demo1/Fragment.frag");
        if (m_shader->link()) {
        
            qDebug("Shaders link success.");
        } else {
        
            qDebug("Shaders link failed!");
        }
        //VBO数据
        static const GLfloat vertices[] = {
        
            //位置                //纹理位置
             1.0f,  1.0f, 0.0f,  0.0f, 0.0f, // top right
             1.0f, -1.0f, 0.0f,  0.0f, 1.0f, // bottom right
            -1.0f, -1.0f, 0.0f,  1.0f, 1.0f, // bottom left
            -1.0f,  1.0f, 0.0f,  1.0f, 0.0f  // top left
        };
    
        m_vao = new QOpenGLVertexArrayObject();
        m_vbo = new QOpenGLBuffer(QOpenGLBuffer::Type::VertexBuffer);
        m_vao->create();
        m_vao->bind();
        m_vbo->create();
        m_vbo->bind();
        m_vbo->allocate(vertices, 4*5*sizeof(GLfloat));
    
        int attr = -1;
        //顶点属性设置
        attr = m_shader->attributeLocation("aPos");
        m_shader->setAttributeBuffer(attr, GL_FLOAT, 0, 3, sizeof(GLfloat) * 5);
        m_shader->enableAttributeArray(attr);
        //纹理属性设置
        attr = m_shader->attributeLocation("aTexCoord");
        m_shader->setAttributeBuffer(attr, GL_FLOAT, sizeof(GLfloat) * 3, 2, sizeof(GLfloat) * 5);
        m_shader->enableAttributeArray(attr);
        
        m_vao->release();
        m_vbo->release();
    
        //纹理读取
        // texture 1
        texture = new QOpenGLTexture(QImage("container.jpg"), QOpenGLTexture::GenerateMipMaps);//直接生成绑定一个2d纹理, 并生成多级纹理MipMaps
        if(!texture->isCreated()){
        
            qDebug() << "Failed to load texture";
        }
        //设置纹理对象的环绕
        texture->setWrapMode(QOpenGLTexture::DirectionS, QOpenGLTexture::Repeat);
        texture->setWrapMode(QOpenGLTexture::DirectionT, QOpenGLTexture::Repeat);
        //设置纹理对象的采样方式
        texture->setMinificationFilter(QOpenGLTexture::Linear);//缩小
        texture->setMagnificationFilter(QOpenGLTexture::Linear);//放大
    
        //设置纹理对应的单元
        m_shader->bind();
        m_shader->setUniformValue("texture1", 0);
        m_shader->setUniformValue("texture2", 1);
        m_shader->release();
    }
    void MyOpenGLWidget::paintGL()
    {
        
        //纹理绑定
        f->glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
        texture->bind();
    
        f->glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
        f->glClearColor(0.0f, 0.2f, 0.0f, 1.0f);
        m_vao->bind();
        m_shader->bind();
    
        f->glDrawArrays(GL_QUADS, 0, 4);//绘制对象
        m_shader->release();
        m_vao->release();
        texture->release();
    }
    void MyOpenGLWidget::resizeGL(int w, int h)
    {
        
        f->glViewport(0, 0, w, h);
    }

### 图像的更新 ###

图像的显示一般不是视频播放任务或者其他显示任务的难点，而更新算是一个。因为它涉及到像素格式的转换，还可能跟前面解码部分的结果存在内存中还是显存中有关，如果以后有机会可以开一篇博客来专门讲通用的播放器的各种坑，这里先不表，只谈普通的操作。

由于我们用的是纹理贴图的方式显示图像，因此我们更新图像实际上是在更新纹理。可以通过下面的代码设置纹理：

texture = new QOpenGLTexture(QOpenGLTexture::Target2D);
    texture->create();
    texture->setSize(1624,1234);//设置纹理宽、高
    texture->setLayers(1); //设置个数
    texture->setFormat(QOpenGLTexture::RGB8_UNorm);//设置纹理像素格式
    texture->setMinificationFilter(QOpenGLTexture::Linear);//设置放大缩小采样方式
    texture->setMagnificationFilter(QOpenGLTexture::Linear);
    texture->allocateStorage();

然后在需要更新的时候用下面的代码进行更新：

cv_bridge::CvImageConstPtr cv_ptr = cv_bridge::toCvShare(image, sensor_msgs::image_encodings::RGB8);
    m_imagepainter->texture->setData(0,0, QOpenGLTexture::RGB,QOpenGLTexture::UInt8, cv_ptr->image.data);
    m_imagepainter->update();

[Link 1]: https://blog.csdn.net/ohantanyanying/article/details/108050044