# Qt学习06：QPainter绘画

category: 后端开发
date: 2023/06/04
status: Published
summary: Qt学习记录 - QPainter绘画 - 简单图形，样式，画笔，画刷，渐变，图片等
tags: Qt
type: Post

**文章首发于我的个人博客：[欢迎大佬们来逛逛](https://www.helloylh.com/)**

# **Qt绘图**

> Paint System
> 

Qt的绘制系统支持在屏幕和打印设备上使用相同的API进行绘制，主要基于QPainter、QPaintDevice和QPaintEngine类。

QPainter用于执行绘图操作，QPaintDevice是二维空间的抽象，可以使用QPainter在其上绘图，而QPaintEngine提供了绘图器用于在不同类型的设备上绘图的接口。QPaintEngine类在内部由QPainter和QPaintDevice使用，并且对应用程序程序员隐藏，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管道，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。

## **基本绘制和填充**

QPainter中提供了一些便捷函数来绘制常用的图形，还可以设置线条、边框的**画笔**以及进行填充的**画刷**。

所有对控件的绘图操作都要放进函数 `paintEvent()` 中，否则绘图无法显示。

### **绘制图形**

在paintEvent中写如下代码哟~

```cpp
void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    QPainter painter(this);
    painter.drawLine(0,0,20,200);

    QPoint p[4] = {{0,0},{50,50},{0,100},{ width(),height()}};
    //把多个点一对一对的连接起来，不是每两个点相连
    painter.drawLines(p,2); //第二个参数是一对点的数量(简单说就是要绘制几条线)
}
```

这里先创建了一个QPainter对象，使用了QPainter: :QPainter ( QPaintDevice *device )构造函数,并指定了this为绘图设备，即表明在 Widget部件上进行绘制。**使用这个构造函数创建的对象会立即开始在设备上进行绘制，自动调用begin()函数，然后在QPainter的析构函数中调用end()函数结束绘制。**如果构建QPainter对象时不想指定绘制设备，那么可以使用不带参数的构造函数，然后使用QPainter: : `begin`(QPaintDevice * device)在开始绘制时指定绘制设备，等绘制完成后再调用`end`()函数结束绘制。

上面函数中的代码等价于:

```cpp
QPainter painter;
painter.begin(this);
/*绘图...*/
painter.end();
```

这两种方式都可以完成绘制，无论使用哪种方式，都要指定绘图设备，否则无法进行绘制。

这里简单的绘制了几根线条，除了绘制简单的线条以外，QPainter还提供了一些绘制其他常用图形的函数,其中最常用的几个如下标所示。

| 函数 | 功能 | 函数 | 功能 |
| --- | --- | --- | --- |
| drawArc | 绘制圆弧 | drawPoint | 绘制点 |
| drawChord | 绘制弦 | drawPolygon | 绘制多边形 |
| drawConvexPolygon | 绘制凸多边形 | drawPolyline | 绘制折线 |
| drawElipse | 绘制椭圆 | drawRect | 绘制矩形 |
| drawLine | 绘制线条 | drawRoundedRect | 绘制圆角矩形 |
| drawPie | 绘制扇形 | fillRect | 绘制填充矩形 |

### **使用画笔（QPen）**

如果需要对绘制的线条设置不同的颜色，那么我们就需要给painter设置一个画笔QPen。

Pen有样式(style)，宽度(width)， 颜色(brush)， 笔帽样式(capStyle)和(连接样式)joinStyle。

- `style`使用Qt::PenStyle定义线条类型。默认是Qt::PenStyle::SolidLine
- `brush`用于填充画笔笔生成的笔触。 使用QBrush类来指定画笔的颜色。
- `capStyle`帽样式决定了可以使用QPainter绘制的线结束帽，
- `joinStyle`连接样式描述了如何绘制两条线之间的连接。

通过使用相应的setStyle()， settwidth ()， setBrush()， setCapStyle()和setJoinStyle()函数，可以很容易地修改各种设置(注意，当改变画笔的属性时，**画家的画笔必须重置**)。

```cpp
void setPen(const QPen &pen)
void setPen(const QColor &color)
void setPen(Qt::PenStyle style)
```

### **线条样式**

style使用Qt::PenStyle定义线条类型，默认是Qt::PenStyle::SolidLine。

```cpp
void penStyle()
{
    QPainter painter(this);
    painter.setRenderHint(QPainter::RenderHint::Antialiasing); //抗锯齿

    for (int i = 0; i < 6; i++)
    {
        painter.setPen(QPen(Qt::red, 5, Qt::PenStyle(i)));
        painter.drawLine(i * 50, 0, i * 50 + 100, 200);
    }
}
```

### **笔帽样式**

capStyle帽样式决定了可以使用QPainter绘制的线结束帽。

```cpp
void capStyle()
{
        QPainter painter(this);
        painter.setRenderHint(QPainter::RenderHint::Antialiasing);

        painter.setPen(QPen(QBrush(Qt::red), 5, Qt::PenStyle::DotLine, Qt::PenCapStyle::FlatCap));
        painter.drawLine(0, 0, 100, 200);

        painter.setPen(QPen(QBrush(Qt::red), 5, Qt::PenStyle::DotLine, Qt::PenCapStyle::MPenCapStyle));
        painter.drawLine(100, 0, 100 + 100, 200);

        painter.setPen(QPen(QBrush(Qt::red), 5, Qt::PenStyle::DotLine, Qt::PenCapStyle::RoundCap));
        painter.drawLine(200, 0, 100 + 200, 200);

        painter.setPen(QPen(QBrush(Qt::red), 5, Qt::PenStyle::DotLine, Qt::PenCapStyle::SquareCap));
        painter.drawLine(300, 0, 100 + 300, 200);
}
```

### **连接样式**

joinStyle连接样式描述了如何绘制两条线之间的连接。

```cpp
void joinSytle()
{
    QPainter painter(this);
    painter.setRenderHint(QPainter::RenderHint::Antialiasing);

    int s[] = { Qt::MiterJoin, Qt::BevelJoin, Qt::RoundJoin , Qt::SvgMiterJoin, Qt::MPenJoinStyle};
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        painter.setPen(QPen(QBrush(Qt::red), 5, Qt::SolidLine, Qt::PenCapStyle::SquareCap, Qt::PenJoinStyle(s[i])));
        QPoint points[] = { {20 + i * 100,30},{50 + i * 100,60},{100 + i * 100,10} };
        painter.drawPolygon(points, 3);
    }
}

```

### **使用画刷（QBrush）**

QBrush类提供了画刷来对图形进行填充，一个画刷使用它的颜色和风格(比如它的填充模式)来定义。

Brush有样式(style)、颜色(color)、渐变gradient和纹理(texture)。

- style使用Qt::BrushStyle定义填充模式。 默认的笔刷样式是Qt::NoBrush
- color定义填充图形的颜色
- gradient()定义当前样式为Qt::LinearGradientPattern, Qt::RadialGradientPattern或Qt::ConicalGradientPattern时使用的渐变填充。 当创建QBrush时，通过给QGradient作为构造函数参数来创建渐变笔刷。 Qt提供三个不同的梯度:QLinearGradient, QConicalGradient，和QRadialGradient -所有继承QGradient。

```cpp
void setBrush(const QBrush &brush)
void setBrush(Qt::BrushStyle style)
```

### **填充样式**

```cpp
void brushStyle()
{
    QPainter painter(this);
    painter.setBrush(Qt::red);

    int w = 150;
    int h = 150;
    for (int r = 0; r < 3; r++)
    {
        for (int c = 0; c < 5; c++)
        {
             painter.setBrush(Qt::BrushStyle(r * 5 + c));
             painter.drawRect(c * w, r * h, w, h);
        }
    }
}
```

### **颜色填充**

```cpp
void brushStyle()
    {
        QPainter painter(this);
        painter.setBrush(Qt::red);

        int w = 150;
        int h = 150;
        for (int r = 0; r < 3; r++)
        {
            for (int c = 0; c < 5; c++)
            {
                painter.setBrush(QBrush(QColor(58, 118, 198), Qt::BrushStyle(r * 5 + c)));
                painter.drawRect(c * w, r * h, w, h);
            }
        }
    }
```

### **纹理填充**

```cpp
void brushStyle()
{
    QPainter painter(this);
    painter.setBrush(Qt::red);
    painter.setBrush(QBrush(QColor(58, 118, 198), QPixmap(PIXMAP_PATH)));
    int w = 150;
    int h = 150;
    for (int r = 0; r < 3; r++)
    {
        for (int c = 0; c < 5; c++)
        {
            painter.drawRect(c * (w + 10), r * h, w, h);
        }
    }
}
```

---

## **渐变填充**

Qt目前支持三种类型的渐变填充:

- **线性渐变(QLinearGradient)**在开始点和结束点之间插入颜色。
- **径向渐变(QRadialGradient)**在围绕它的圆上的焦点和端点之间插入颜色。
- **锥形渐变(QConicalGradient)**在中心点周围插值颜色。

可以使用type()函数检索渐变的类型。 每一种类型都由QGradient的一个子类表示。

### **线性渐变(QLinearGradient)**

QLinearGradient 显示从起点到终点的渐变。

![Untitled](Qt%E5%AD%A6%E4%B9%A006%EF%BC%9AQPainter%E7%BB%98%E7%94%BB%209d4f6d3a7933487fac0c25dc55ef9cb9/Untitled.png)

```cpp
void Widget::linearGradient()
{
    //指定在那两个点之间线性渐变(开始坐标和结束坐标)
    QLinearGradient lgra(0, 0, 100, 100);
    //也可以在构造对象后通过函数，设置开始点和结束点
    //lgra.setStart(0, 0);
    //lgra.setFinalStop(100, 100);

    //用给定的位置(比例：0~1)和颜色设置过度点，在哪里切换颜色
    lgra.setColorAt(0, qRgb(82, 113 ,196));
    lgra.setColorAt(0.48, qRgb(177, 159, 255));
    lgra.setColorAt(1, qRgb(236, 161 ,254));

    //指定如何填充渐变区域之外的区域。
    lgra.setSpread(QGradient::RepeatSpread);

    QPainter painter(this);
    //把渐变色设置给画刷
    painter.setBrush(lgra);
    //绘制矩形，观察渐变区域之外的区域的填充
    painter.drawRect(50, 50, 500, 500);
    //绘制圆形(这里一般和开始点和结束点的坐标对应)
    painter.drawEllipse(0, 0, 100, 100);
}
```

QLinearGradient 构造函数的第一个参数指定起点，第二个参数指定终点，然后显示渐变。函数setColorAt() 用于设置起点和终点之间要显示的颜色，setSpread() 可以设置起点和终点区域之外的显示模式。

### **径向渐变(QRadialGradient)**

QRadialGradient 类以圆心为中心显示渐变。(cx, cy) 是中点，半径（radius）是以中点为圆心的圆的半径，(fx, fy) 是渐变的起点。

![Untitled](Qt%E5%AD%A6%E4%B9%A006%EF%BC%9AQPainter%E7%BB%98%E7%94%BB%209d4f6d3a7933487fac0c25dc55ef9cb9/Untitled%201.png)

```cpp
void radialGradient()
{
    //指定以圆心和半径，以圆心为中心渐变
    QRadialGradient rgra(50,50,50);
    //也可以在构造对象后通过函数，设置开始点和结束点
    //rgra.setCenter(50, 50);
    //下面两个设置半径的功能一样
    //rgra.setRadius(50);
    //rgra.setCenterRadius(50);

    //用给定的位置(比例：0~1)和颜色设置过度点，在哪里切换颜色
    rgra.setColorAt(0, qRgb(82, 113, 196));
    rgra.setColorAt(0.48, qRgb(177, 159, 255));
    rgra.setColorAt(1, qRgb(236, 161, 254));

    //指定如何填充渐变区域之外的区域。
    rgra.setSpread(QGradient::ReflectSpread);

    QPainter painter(this);
    //把渐变色设置给画刷
    painter.setBrush(rgra);
    //绘制矩形，观察渐变区域之外的区域的填充
    painter.drawRect(50, 50, 250, 250);
    //绘制圆形(这里一般和开始指定的渐变坐标一样)
    painter.drawEllipse(0, 0, 100, 100);
}

```

QRadialGradient 构造函数的第一个参数和第二个参数是 (cx, cy) 坐标，第三个参数是半径，第四个和第五个参数是 (fx, fy) 坐标。

Qt支持简单的和扩展的径向渐变。

简单的径向渐变在围绕它的圆的焦点和端点之间插入颜色。扩展径向梯度在焦点圆和中心圆之间插入颜色。两个圆定义的圆锥体外的点将是透明的。对于简单的径向渐变，焦点被调整到位于中心圆内，而焦点可以在扩展的径向渐变中的任何位置。

![Untitled](Qt%E5%AD%A6%E4%B9%A006%EF%BC%9AQPainter%E7%BB%98%E7%94%BB%209d4f6d3a7933487fac0c25dc55ef9cb9/Untitled%202.png)

### **锥形渐变(QConicalGradient)**

QConicalGradient圆锥渐变在一个中心点周围逆时针插入颜色， 在 (cx, cy) 坐标上以角度 (angle) 为中心显示渐变。

角度必须在0到360度之间指定。

```cpp
void conicalGradient()
{
    //指定以圆心和角度进行渐变
    QConicalGradient cgra(50, 50, 0);
    //也可以在构造对象后通过函数，设置圆心和角度
    //cgra.setAngle(0);
    //cgra.setCenter(50, 50);

    //用给定的位置(比例：0~1)和颜色设置过度点，在哪里切换颜色
    cgra.setColorAt(0, qRgb(82, 113, 196));
    cgra.setColorAt(0.48, qRgb(177, 159, 255));
    cgra.setColorAt(1, qRgb(236, 161, 254));

    QPainter painter(this);
    //把渐变色设置给画刷
    painter.setBrush(cgra);
    //绘制矩形，观察渐变区域之外的区域的填充
    painter.drawRect(50, 50, 250, 250);
    //绘制圆形(这里一般和开始指定的渐变坐标一样)
    painter.drawEllipse(0, 0, 100, 100);
}
```

### **渐变坐标模式**

通过`setCoordinateMode()`可以设置渐变坐标模式化，此枚举指定渐变坐标如何映射到使用渐变的绘制设备。

### **QGradient::LogicalMode**

这是默认模式。渐变坐标和对象坐标一样是指定的逻辑空间。

```cpp
void coordinateMode()
{
    QLinearGradient lgra(0, 0, 100, 100);

    //用给定的位置(比例：0~1)和颜色设置过度点，在哪里切换颜色
    lgra.setColorAt(0, qRgb(82, 113, 196));
    lgra.setColorAt(0.48, qRgb(177, 159, 255));
    lgra.setColorAt(1, qRgb(236, 161, 254));

    QPainter painter(this);
    painter.setBrush(lgra);

    painter.drawEllipse(0, 0, 100, 100);
    painter.drawEllipse(100, 0, 100, 100);
    painter.drawEllipse(200, 0, 100, 100);
}
```

### **QGradient::ObjectMode**

在这种模式下，渐变坐标相对于被绘制对象的边界矩形，(0,0)在左上角，(1,1)在对象的边界矩形的右下角。

```cpp
void linearGradient()
{
    //这里要改成对象的相对位置
    QLinearGradient lgra(0, 0, 1, 1);
    //设置对象模式
    lgra.setCoordinateMode(QGradient::CoordinateMode::ObjectMode);  ...
}
```

### **QGradient::StretchToDeviceMode**

在这种模式下，渐变坐标相对于油漆设备的边界矩形，(0,0)在左上角，(1,1)在油漆设备的右下角。

```cpp
    void linearGradient()
    {
        //这里要改成对象的相对位置
        QLinearGradient lgra(0, 0, 1, 1);
        //设置对象模式
        lgra.setCoordinateMode(QGradient::CoordinateMode::StretchToDeviceMode);

        //用给定的位置(比例：0~1)和颜色设置过度点，在哪里切换颜色
        lgra.setColorAt(0, qRgb(82, 113, 196));
        lgra.setColorAt(0.48, qRgb(177, 159, 255));
        lgra.setColorAt(1, qRgb(236, 161, 254));

        QPainter painter(this);
        painter.setBrush(lgra);
        //测试整个窗口的渐变
        painter.drawRect(0, 0, width(), height());
        painter.drawEllipse(0, 0, 100, 100);
        painter.drawEllipse(100, 0, 100, 100);
        painter.drawEllipse(200, 0, 100, 100);
    }
```

## **坐标变换**

QTransform 用于指定坐标系的 2D 转换 - 平移、缩放、扭曲（剪切）、旋转或投影坐标系。通常在渲染现图形时使用。

可以使用setMatrix()、scale()、rotate()、translate()和shear()函数来构建QTransform对象。或者，也可以通过应用基本的矩阵操作来构建它。矩阵也可以在构造时定义，并且可以使用reset()函数将其重置为单位矩阵(默认值)。

QPainter具有平移、缩放、剪切和旋转坐标系统的功能，无需使用QTransform。

### **正常**

先来看下正常的使用(`可用void QTransform::reset() 重置所有设置`)

```cpp
void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    QPainter painter(this);

    painter.drawPixmap(QPoint(0,0),QPixmap("://images/zay.png"));
}
```

### **平移**

translate(qreal dx, qreal dy)：平移 - 对坐标系沿着 x 轴移动 dx、沿 y 轴移动 dy

```cpp
void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    QPainter painter(this);

    //平移
    painter.translate(120,50);

    painter.drawPixmap(QPoint(0,0),QPixmap("://images/zay.png").scaled(150,150));
}
```

这里，将坐标原点由 (0, 0) 变为 (120, 50)。

### **缩放**

scale(qreal sx, qreal sy)：缩放 - 通过水平的 sx 和垂直的 sy 缩放坐标系

```cpp
void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    QPainter painter(this);

    painter.setRenderHint(QPainter::RenderHint::Antialiasing);
    //平移
    painter.translate(120,50);
    //缩放
    painter.scale(1.3,1.3);

    painter.drawPixmap(QPoint(0,0),QPixmap("://images/zay.png").scaled(150,150));
}
```

这里，使绘制的图像缩小到原来的1.3倍。

### **旋转**

rotate(qreal angle, Qt::Axis axis = Qt::ZAxis)：旋转 - 对指定的轴用给定的角度逆时针旋转坐标系统

```cpp
void Widget::paintEvent(QPaintEvent* event)
{
    QPainter painter(this);

    painter.setRenderHint(QPainter::RenderHint::Antialiasing);
    static double angle = 0;
    QTransform transform;
    //平移
    transform.translate(120, 50);
    //缩放
    transform.scale(1.3, 1.3);
    //旋转
    //transform.rotate(angle++,Qt::Axis::ZAxis);
    //transform.rotate(angle++,Qt::Axis::XAxis);
    transform.rotate(angle--,Qt::Axis::YAxis);

    //图像中心旋转 1
    //transform.translate(-75, 0);  //75为图片宽度的一半

    painter.setTransform(transform);

    painter.drawPixmap(QPoint(0, 0), QPixmap("./images/zay.png").scaled(150, 150));

    //图像中心旋转 2
    //QPixmap pixmap = QPixmap("./images/zay.png").scaled(150, 150);
    //painter.drawPixmap(QPoint(-pixmap.width()/2, 0), pixmap);
}
```

### **错切**

图像错切变换也称为图像剪切、错位或错移变换。

shear(qreal sh, qreal sv)：错切 - 通过水平的 sh 和垂直的 sv 扭曲坐标系，前面的参数实现横向变形，后面的参数实现纵向变形。当它们的值为 0 时，表示不扭曲。

```cpp
void Widget::paintEvent(QPaintEvent* event)
{
    QPainter painter(this);

    painter.setRenderHint(QPainter::RenderHint::Antialiasing);

    QTransform transform;
    //平移
    transform.translate(120, 50);

    transform.shear(0.5, 0);

    painter.setTransform(transform);

    painter.drawPixmap(QPoint(0,0), QPixmap("./images/zay.png").scaled(150, 150));
}
```

## **绘图函数**

[绘图 API](https://www.notion.so/assets/xmind/%E7%BB%98%E5%9B%BE.xmind)

# **QPixmap、QImage、QBitmap和QPicture的区别**

Qt提供了四种处理图像数据的类:QImage, QPixmap, QBitmap和QPicture。

**QImage**是为I/O和直接像素访问和操作而设计和优化的，而**QPixmap**是为在屏幕上显示图像而设计和优化的。 QBitmap只是一个继承了QPixmap的方便类，确保深度为1。 如果QPixmap对象是位图，则isQBitmap()函数返回true，否则返回false。 最后，**QPicture**类是一个记录和回放QPainter命令的绘图设备。

## **QPixmap**

在pixmap上绘图

```cpp
QPixmap pixmap(size());
//pixmap.fill();

QPainter painter(&pixmap);
painter.translate(width()/2,height()/2);
painter.setBrush(Qt::green);
painter.drawEllipse(0,0,20,20);

pixmap.save("./aa.png");
```

## **QImage**

```cpp
QImage image(size(),QImage::Format_RGBA64);
//pixmap.fill();

QPainter painter(&image);
painter.translate(width()/2,height()/2);
painter.setBrush(Qt::green);
painter.drawEllipse(0,0,20,20);

image.save("./image.png");
```

## **QPicture**

```cpp
QPicture picture;

QPainter painter;
painter.begin(&picture);
painter.translate(width()/2,height()/2);
painter.setBrush(Qt::green);
painter.drawEllipse(0,0,20,20);
painter.end();
picture.save("./image.pic");
```

重演

```cpp
    QPainter painter(this);
    QPicture picture;
    picture.load("./image.pic");
    picture.play(&painter);
```