Главная · Все классы · Основные классы · Классы по группам · Модули · Функции

[Предыдущая: Структура Interview] [Начало] [Следующая: Классы работы с текстом Scribe]

Система рисования Arthur

Данный документ описывает систему рисования Qt 4 и приводит сравнение между подходами к рисованию, используемыми в Qt 3 и Qt 4.

Архитектура

Система рисования Qt 4 основана, в основном, на классах QPainter, QPaintDevice и QPaintEngine. QPainter - это класс, выполняющий операции рисования, такие как drawLine() и drawRect(). QPaintDevice реализует устройство, на котором можно создавать изображение, используя QPainter; QWidget и QPixmap являются QPaintDevices. QPaintEngineпредоставляет интерфейс, который используется, чтобы рисовать на устройствах различного типа.

Оглянемся на Qt 3

В Qt 3 QPainter использовался для рисования на виджетах и растровых рисунках. (Так же с его помощью можно было выводить изображение на принтер в Windows и Mac OS X.) Когда потребовалась поддержка других устройств рисования, таких как QPrinter на X11, это сделали унаследовав от QPaintDevice и переопределив виртуальную функцию QPaintDevice::cmd(). Переопределённое устройство рисования, рассматривавшееся как внешнее устройство.

QPainter был способен работать с внешними устройствами и был способен преобразовать любую операцию рисования в последовательность вызовов функции cmd(). Это позволяло работать с произвольными устройствами, но данный подход имеет некоторые неудобства, которые мы сгладили в Qt 4. Одно из неудобств заключалось в том, что устройство не могло быть повторно использовано: возможности рисования на виджетах (растровых изображениях) QPainter были привязаны к платформе, к которой был привязан QPainter. Поэтому поддержка устройства многократного использования типа OpenGL была неудобна и не очень эффективна.

Это подтолкнуло нас к разработке нового и эффективного API для Qt 4.

Реализация рисования в Qt 4

В Qt 4 мы ввели абстрактный класс QPaintEngine. Реализация данного класса предоставляет функциональные возможности для рисования на устройствах определенных типов. Класс QPaintEngine используется внутри QPainter и QPaintDevice. Он скрыт от прикладных программистов, если они не создают собственный класс устройств на основе подклассов QPaintEngine. В настоящее время Qt предоставляет механизмы рисования для следующих платформ и API:

Чтобы реализовать поддержку новой основы для рисования, вы должны произвести свой класс от QPaintEngine и заново реализовать виртуальные функции. Ваш класс также должен быть унаследован от QPaintDevice и реализовать виртуальную функцию QPaintDevice::paintEngine(), чтобы указать QPainter какой движок рисования необходимо использовать на данном конкретном устройстве.

Главное достоинство данного подхода в том, что все рисование выполняется единообразно. Это означает, что поддержка индивидуальных особенностей и сохранение стандартных функций стали намного проще.

Новые возможности системы рисования Qt 4

Градиентные кисти

В Qt 4 стало возможным заполнять фигуры с помощью градиентных кистей. Градиент в данном контексте обозначает плавный переход от данного цвета в первой точке к другому цвету во второй точке. Градиент может быть задан как переход от одного цвета к другому или как переход через несколько цветов, позиции которых заданы в пределах области градиента. Qt 4 поддерживает линейный, радиальный и конический градиенты.

Линейный градиент задают с использованием двух контрольных точек. Установку линейной градиентной заливки выполняют создавая объект QLinearGradient и задавая его в качестве кисти.

 QLinearGradient gradient(0, 0, 100, 100);
 gradient.setColorAt(0, Qt::red);
 gradient.setColorAt(0.5, Qt::green);
 gradient.setColorAt(1, Qt::blue);
 painter.setBrush(gradient);
 painter.drawRect(0, 0, 100, 100);

Данный код приведет к отображению следующего растрового рисунка:

Радиальный градиент задают, указывая центр, радиус и фокус. Установку радиальной градиентной заливки выполняют создавая объект QRadialGradient и задавая его в качестве кисти.

 QRadialGradient gradient(50, 50, 50, 30, 30);
 gradient.setColorAt(0.2, Qt::white);
 gradient.setColorAt(0.8, Qt::green);
 gradient.setColorAt(1, Qt::black);
 painter.setBrush(gradient);
 painter.drawEllipse(0, 0, 100, 100);

Данный код приведет к отображению следующего растрового рисунка:

Конический градиент задают указывая центр и начальный угол. Установку конической градиентной заливки выполняют создавая объект QConicalGradient и задавая его в качестве кисти.

 QConicalGradient gradient(60, 40, 0);
 gradient.setColorAt(0, Qt::black);
 gradient.setColorAt(0.4, Qt::green);
 gradient.setColorAt(0.6, Qt::white);
 gradient.setColorAt(1, Qt::black);
 painter.setBrush(gradient);
 painter.drawEllipse(0, 0, 100, 100);

Данный код приведет к отображению следующего растрового рисунка:

Альфа-смешивание (Alpha-Blended) изображений

В Qt 4 реализовано альфа-смешивание (Alpha-Blended) контуров и внутренних областей. Цветовой альфа-канал задается в QColor. Альфа-канал определяет эффект прозрачности, 0 обозначает полностью прозрачный цвет, а 255 обозначает полностью непрозрачный цвет. Например:

 // Specfiy semi-transparent red
 painter.setBrush(QColor(255, 0, 0, 127));
 painter.drawRect(0, 0, width()/2, height());

 // Specify semi-transparend blue
 painter.setBrush(QColor(0, 0, 255, 127));
 painter.drawRect(0, 0, width(), height()/2);

Данный код приведет к отображению следующего растрового рисунка:

Рисование с использованием альфа-смешивания поддерживается в системах Windows, Mac OS X и в X11 с установленным расширением X Render.

QPainter и QGLWidget

Теперь возможно работать с QPainter на QGLWidget так, будто это обычный QWidget. Одним из преимуществ этого явилось то, что мы используем высокую производительность OpenGL для большинства операций рисования, таких как преобразования и рисование растровых изображений.

Сглаживание линий

На платформах, на которых поддерживается собственный API рисования, мы предоставляем возможность сглаживания контуров изображений примитивов.

 // One line without anti-aliasing
 painter.drawLine(0, 0, width()/2, height());

 // One line with anti-aliasing
 painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);
 painter.drawLine(width()/2, 0, width()/2, height());

Данный код приведет к отображению следующего растрового рисунка:

Сглаживание поддерживается при рисовании на QImage во всех системах, кроме X11 без установленного X Render.

Широкое использование встроенных операций с графикой

В системе рисования Qt 4 используется большое количество встроенных операций с графикой. В результате многие действия могут быть выполнены на аппаратных средствах ЭВМ, что дает большую скорость выполнения программы.

Среди таких операций родные преобразования (Mac OS X и OpenGL), выполняющие рисование на матрице намного быстрее. Некоторые действия отрисовки растровых изображений также приближены к выполнения с помощью аппаратных средств.

Рисование контуров

Контур рисования - это объект построенный из некоторого количества элементарных блоков, таких как прямоугольники, эллипсы, линии и кривые. Контур может быть использован для заполнения, выделения и отсечения. Главное преимущество контуров перед обычным рисование растровых рисунков заключается в том, что можно создать нелинейные формы, которые в любой момент могут быть изменены.

Контуры могут включать в себя как закрытые подконтуры, такие как прямоугольники или эллипсы, так и открытые (в этом случае подконтуры не могут быть заполнены).

Ниже приведен пример использования контура. Объект рисования имеет светло-голубую кисть шириной в три пикселя. Сперва мы добавляем прямоугольник, который становится закрытым подконтуром. Затем мы добавляем две кривые Безье и, наконец, рисуем весь контур.

 QPainterPath path;
 path.addRect(20, 20, 60, 60);
 path.addBezier(0, 0,  99, 0,  50, 50,  99, 99);
 path.addBezier(99, 99,  0, 99,  50, 50,  0, 0);
 painter.drawPath(path);

Данный код приведет к отображению следующего растрового рисунка:

Двойная буферизация виджетов

В Qt 4 все виджеты по умолчанию используют двойную буферизацию.

В предыдущих версиях Qt двойная буферизация была реализована с помощью заэкранной отрисовки изображения и последующего копирования его на экран. Например:

 QPixmap buffer(size());
 QPainter painter(&buffer);

 // Paint code here

 painter.end();
 bitBlt(this, 0, 0, &buffer);

Теперь двойная буферизация поддерживается самим QWidget:

 QPainter painter(this);

 // Paint code here

 painter.end();

Двойная буферизация включена по умолчанию, но может быть отключена с помощью установки в настройках виджета Qt::WA_PaintOnScreen.

 unbufferedWidget->setAttribute(Qt::WA_PaintOnScreen);

Преобразования пера и кисти

В Qt 3 на перо и кисти не оказывала влияния матрица преобразований. Например, если вы рисовали прямоугольник пером шириной в 1, используя вычисляемый контейнер изображения, в результате вы все равно получили бы прямоугольник с контуром шириной в 1. Это делает затруднительным реализацию операций типа масштабирования и печати с высоким разрешением.

В Qt 4 перья и кисти используют матрицу преобразований.

Следует обратить внимание, что эта особенность еще в разработке и поддерживается не всеми платформами.

Создание пера вручную

В Qt 4 возможно определить как контур должен быть заполнен. Это можно сделать жестко задав цвет или с помощью QBrush, который позволяет задать структуру и градиент заполнения для текста и контура.

 QLinearGradient gradient(0, 0, 100, 100);
 gradient.setColorAt(0, Qt::blue);
 gradient.setColorAt(1, Qt::red);
 painter.setPen(QPen(gradient, 0));
 for (int y=fontSize; y<100; y+=fontSize)
     drawText(0, y, text);

Данный код приведет к отображению следующего растрового рисунка:

QImage в качестве устройства рисования

Большим шагом вперед по сравнению с предыдущими версиями в Qt 4 является создание движка растрового рисования, позволяющего работать с QImage. Растровый движок QImage поддерживает все возможности QPainter (контуры, сглаживание, альфа-смешивание и т.д.) и может использоваться на всех платформах.

Большое преимущество заключается в том, что можно гарантировать точность воспроизведения рисунка на любой платформе.

Рисование изображения также просто, как рисование на любом другом устройстве.

 QImage image(100, 100, 32);
 QPainter painter(&image);

 // painter commands.

 painter.end();

Поддержка рендеринга SVG

Scalable Vector Graphics (SVG) - это язык описание статической и анимированной двухмерной векторной графики. Qt включает поддержку статической функциональности SVG 1.2 Tiny, пользуясь улучшенной системой рисования Qt 4. SVG-рисунки могут быть отображены на любом подклассе QPaintDevice, таком как QWidget, QImage и QGLWidget, используя преимущества каждого из них. Такой подход дает разработчикам гибкость и возможность экспериментировать и находить наилучшее решение для конкретной ситуации.

Поскольку SVG - это основанный на XML формат, для чтения SVG-файлов требуется модуль QtXml. По этой причине классы для работы с SVG располагаются в отдельном модуле QtSvg.

Отображение в приложении рисунков SVG также просто, как и отображение растровых изображений. Виджет QSvgWidget может быть размещен в любом месте пользовательского интерфейса, и при необходимости в него может быть загружено новое содержимое. Например, для загрузки и отображения заранее известного файла требуются минимальные усилия:

     QSvgWidget window(":/files/spheres.svg");
     window.show();

Для специфичных приложений класс QSvgRenderer предоставляет множество средств управления визуализации и анимации SVG-графики.

[Предыдущая: Структура Interview] [Начало] [Следующая: Классы работы с текстом Scribe]


Copyright © 2008 Trolltech Торговые марки
Qt 4.3.5