Qt Examples - Boxes (在Qt场景视图中结合渲染GL)

2024-04-08 21:38:04

QT自带例程Boxes使用QT Graphics View框架实现了2D图形和3D图形的混合渲染，综合性比较强，整合知识较多，值得学习。

可以使用鼠标通过以下方式控制演示中的元素：
按住鼠标左键的同时拖动鼠标可以旋转中心的Box。
按住鼠标右键的同时拖动鼠标会旋转卫星箱。
按住鼠标滚轮的同时拖动鼠标会旋转整个3D背景层。
滚动鼠标滚轮可放大和缩小场景。

选项窗格可用于微调Demo中的各种参数，包括颜色和像素着色器

原始的在Widget中绘图通过重写paintEvent绘图响应函数，在其中使用QPainter来绘制。

存在问题：

1、支持更多的图形时函数体会很长

2、移动操作图形时会很费劲

Graphics View基本架构

Graphics View设计为管理大量2D图形，每一个2D图形都是一个item，其类为QGraphicsItem，QT内置了椭圆、矩形、直线、路径、图像、多边形和文本等基本item，可以通过派生QGraphicsItem来实现自定义的item，需要重写boundingRect以及paint函数。

QGraphicsScene场景类包含所有的items，并且充当了一个view与items之间的接口桥梁。其拥有所有的图形item，可以传播绘制事件以及其他鼠标事件，而且提供了定位和管理图形item的各种方便的方法。

场景初始化：

QGraphicsScene *scene = new QGraphicsScene(this);

scene->setSceneRect(-100, -100, 201, 201);

场景中添加图形item:

QGraphicsItem *item = scene->addRect(20, 20, 60, 60,

QPen(Qt::red, 3),

QBrush(Qt::green));

QGraphicsView视图类widget充当了显示一个场景（场景是虚拟的）的视口。

QGraphicsView *view = new QGraphicsView();

QGraphicsScene *scene = setupScene();

view->setScene(scene);

为了能在场景中添加QT基本的图形组件（如PushButton、LineEdit等），QT提供了QGraphicsWidget类，为了进一步能使得图形item使用信号-槽的功能，QT又提供了QGraphicsObject类，非常的全面周到。

QGraphicsProxyWidget *button = scene->addWidget(new QPushButton(tr("Click me!")));

button->setPos(20, -30);

图形项item交互操作

图形项item的flags控制着它们如何可以与之互动

ItemIsMovable - 一个方便的功能，原始鼠标事件方法让用户拖动
ItemIsSelectable - 使用setSelected和QGraphicsScene :: setSelectionArea方法选择
ItemIsFocusable - 获取键盘焦点

场景通过BSP树管理图形项item，二进制空间分区树存储图形项于一棵树中，主要取决于它们在空间的位置。

绘制各种2D图形项

OpenGL渲染

为了使用OpenGL渲染场景，需要更改view的视口widget：

QGraphicsView *view = new QGraphicsView();

view->setViewport(new QGLWidget);

绘制3D图形项

一般地，图形项的绘制时在paint函数中使用QPainter来绘制，QPainer是绘制2D图形的类，而想绘制3D图形则需要使用OpenGL API，同样滴，在paint中是OpenGL命令代码如下：

C++ Code

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class MyItem : public QGraphicsItem
{
public:
    MyItem( QGraphicsItem *parent = 0 ) : QGraphicsItem(parent), w(200), h(200) {}
    void paint(QPainter *painter,
               const QStyleOptionGraphicsItem *option,
               QWidget *widget)
    {
        painter->drawRect(boundingRect());
        painter->beginNativePainting();
        /* Reset The Current Viewport And Perspective Transformation */

        glViewport(20, 20, w, h);
        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
        glLoadIdentity();
        gluPerspective(45.0f, (GLfloat)w / (GLfloat)h, 0.1f, 100.0f);
        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

        glLoadIdentity();
        glTranslatef(0.0f , 0.0f, -6.0f);
        glBegin(GL_TRIANGLES);
        glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
        glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 0.0f);
        glVertex3f(1.0f, -1.0f, 0.0f);
        glEnd();

        painter->endNativePainting();
    }

    QRectF boundingRect () const
    {
        return QRectF(20, 20, w, h);
    }

private:
    int w, h;
};

绘制3D场景

QGraphicsScene类提供了三个层面：背景层、图元层和前景层。上面2D图形项的绘制都是在图元层，是一个2D场景，如果我们想要实现一个3D场景，则可以在背景或前景层使用OpenGL命令，而底层是3D场景，上面是2D场景的情况很类似于我们玩网络游戏的情景，所以常在背景层绘制3D场景。各层绘制顺序：背景层-图元层-前景层

C++ Code

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void QGraphicsScene::drawBackground(QPainter *painter, const QRectF &rect)
{
    painter->beginNativePainting();
    // do opengl draw…
    painter->endNativePainting();
}

Box例程学习：

在Windows上安装的QT版本在build该例程时会出现错误，提示缺少opengl-desktop版本的支持，这是由于windows的发布版本QT没有使用该选项（只能重新编译QT源代码了），而linux版本使用了该选项可以正常构建运行。