之前一直以为 Qt Quick 里 Canvas 才可以自绘,后来发觉不是,原来还有好几种方式都可以绘图!可以使用原始的 OpenGL(Qt Quick 使用 OpenGL 渲染),可以构造QSGNode 来绘图,还可以使用 QPainter !哇, QPainter 我很熟悉啊。于是,我用 QPainter 结合 QML 实现了一个简单的涂鸦程序: PaintedItem 。它有下列功能:
- 设置线条宽度
- 设置线条颜色
- 设置背景颜色
- 清除涂鸦
- 无限级undo
程序很简陋,效果如下:
图1 PaintedItem效果图
程序虽然简单,但也还是有一些新内容之前没有提到:
- QQuickPaintedItem
- C++实现QML可视图元(Item)
- 自定义图元如何处理鼠标事件
下面咱们一个一个来说一下。
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QQuickPaintedItem
Qt Quick 的核心是 Scene Graph ,可以在 Qt 帮助的索引模式下以 “Scene Graph” 为关键字来检索学习。 Scene Graph 的设计思想和 QGraphicsView/QGraphicsScene 框架类似,一个场景,很多图元往场景里放。不同之处是 Item 的绘制, QGraphicsView 框架里是通过 View 的绘图事件来驱动 Item 的绘制,QGraphicsItem 有一个 paint() 虚函数,只要你从 QGraphicsItem 继承来的 Item 实现这个 paint() 函数,就可以往 QPaintDevice 上绘制了,逻辑直接;而 Qt Quick 的绘制,其实另有一个渲染线程, Scene 里的 Item 没有 paint() 这种直观的绘图函数,只有一个 updatePaintNode() 方法让你来构造你的 Item 的几何表示,当程序轮转到渲染循环时,渲染循环把所有 Item 的 QSGNode 树取出来绘制。
updatePaintNode() 这种绘制的方式很不直观,它来自 OpenGL 或者 Direct 3D 的绘图模式:你构造图元的几何表示,别人会在某一个时刻根据你提供的材料帮你绘制,就像你扔一袋垃圾到门口,过一阵子有人会来帮你收走这种感觉。用惯 Qt Widgets 和 QPainter 的开发者可能会不适应这种方式,所以 Qt Quick 提供了一种兼容老习惯的方式:引入 QQuickPaintedItem ,使用 QPainter 绘制。
一般地,你可以这样理解: QQuickPaintedItem 使用 Qt Widgets 里惯常的 2D 绘图方式,将你想要的线条、图片、文字等绘制到一个内存中的 QImage 上,然后把这个 QImage 作为一个 QSGNode 放在那里等着 Qt Quick 的渲染线程来取走它,把它绘制到实际的场景中。按照这种理解, QQuickPaintedItem 会多个绘图步骤,有性能上的损失!不过为了开发方便,有时候这一点点性能损失是可以承受的——只要你的应用仍然可以流畅运行。
QQuickPaintedItem 是一切想使用 QPainter 来绘图的 Qt Quick Item 的基类,它有一个纯虚函数—— paint(QPainter * painter) ,你自定义的 Item 只要实现 paint() 虚函数就可以了。
QQuickPaintedItem 是 QQuickItem 的派生类, QQuickItem 的 boundingRect() 方法返回一个 Item 的矩形,你可以根据它来绘制你的 Item 。fillColor() 返回 Item 的填充颜色(默认是透明的), Qt Quick 会使用这个颜色在 paint() 方法调用前绘制你的 Item 的背景。 setFillColor() 可以改变填充颜色。
Qt Quick 提供了一个“Scene Graph - Painted Item”示例来演示 QQuickPaintedItem 的用法,你可以参考。
C++实现QML可视图元
Qt Quick 提供的相当一部分图形元素都是在 C++ 中实现后导出到 QML 环境中的,比如 Text 。那我们也可以这么做,只要你从 QQuickItem(对应 QML 中的 Item 元素) 继承来实现你的 C++ 类即可。
我们的示例要使用 QPainter 绘图,所以从 QQuickPaintedItem 继承,重写 paint() 方法。
完成了 C++ 类,导出到 QML 环境中,就可以像使用 QML 内建元素一样来使用我们导出的类。如何导出又如何在 QML 中使用,请参看《Qt Quick 之 QML 与 C++ 混合编程详解》。
自定义图元如何处理鼠标事件
在 QML 中我们一直使用 MouseArea 来处理鼠标事件。 MouseArea 对应 C++ 中的 QQuickMouseArea 类,其实也是 QQuickItem 的派生类。 其实 QQuickItem 定义了一系列处理鼠标事件的虚函数,比如 mousePressEvent 、 mouseMoveEvent 、 mouseMoveEvent 等,它本身就可以处理鼠标事件,只不过 QQuickItem 没有导出这些函数,我们在 QML 中无法使用。而之所以引入 QQuickMouseArea (QML 中的 MouseArea ),是为了方便鼠标事件的处理,你不需要为每个 Item 像 QWidget 那样来重写很多方法,那样真的很烦的, QML 的这种方式虽然多用了一个对象,但是更方便一些。可是我们的 PaintedItem 类,如果绕回到 QML 中使用 MouseArea 来处理鼠标事件,那我们跟踪鼠标轨迹来绘制线条时,就需要不断地将鼠标事件中携带的像素点信息再回传到 C++ 中来,非常麻烦,性能也不好,所以我们直接重写 QQuickItem 的相关虚函数来处理鼠标事件。
我们知道 MouseArea 有一个 acceptedButtons 属性,可以设置 Item 处理哪个鼠标按键,而实际上,“要处理的鼠标按键”这个信息,是保存在 QQuickItem 中的,通过 setAcceptedMouseButtons() 方法来设置。默认情况下, QQuickItem 不处理任何鼠标按键,所以我们要处理鼠标按键,必须在我们的 PaintedItem 中来设置一下,就像 MouseArea 那样。我们的示例中,在 PaintedItem 的构造函数中做了这件事:
[cpp] view plaincopy
- PaintedItem::PaintedItem(QQuickItem *parent)
- : QQuickPaintedItem(parent)
- , m_element(0)
- , m_bEnabled(true)
- , m_bPressed(false)
- , m_bMoved(false)
- , m_pen(Qt::black)
- {
- setAcceptedMouseButtons(Qt::LeftButton);
- }
如代码所示,我们只处理鼠标左键。如果你不设置这个,你收不到任何鼠标事件。
PaintedItem 源码分析
因为我们实现的功能简单,源码也不复杂。
自定义 Item
先看 PaintedItem.h :
[cpp] view plaincopy
- #ifndef PAINTEDITEM_H
- #define PAINTEDITEM_H
- #include <QQuickPaintedItem>
- #include <QVector>
- #include <QPointF>
- #include <QLineF>
- #include <QPen>
- class ElementGroup
- {
- public:
- ElementGroup()
- {
- }
- ElementGroup(const QPen &pen)
- : m_pen(pen)
- {
- }
- ElementGroup(const ElementGroup &e)
- {
- m_lines = e.m_lines;
- m_pen = e.m_pen;
- }
- ElementGroup & operator=(const ElementGroup &e)
- {
- if(this != &e)
- {
- m_lines = e.m_lines;
- m_pen = e.m_pen;
- }
- return *this;
- }
- ~ElementGroup()
- {
- }
- QVector<QLineF> m_lines;
- QPen m_pen;
- };
- class PaintedItem : public QQuickPaintedItem
- {
- Q_OBJECT
- Q_PROPERTY(bool enabled READ isEnabled WRITE setEnabled)
- Q_PROPERTY(int penWidth READ penWidth WRITE setPenWidth)
- Q_PROPERTY(QColor penColor READ penColor WRITE setPenColor)
- public:
- PaintedItem(QQuickItem *parent = 0);
- ~PaintedItem();
- bool isEnabled() const{ return m_bEnabled; }
- void setEnabled(bool enabled){ m_bEnabled = enabled; }
- int penWidth() const { return m_pen.width(); }
- void setPenWidth(int width) { m_pen.setWidth(width); }
- QColor penColor() const { return m_pen.color(); }
- void setPenColor(QColor color) { m_pen.setColor(color); }
- Q_INVOKABLE void clear();
- Q_INVOKABLE void undo();
- void paint(QPainter *painter);
- protected:
- void mousePressEvent(QMouseEvent *event);
- void mouseMoveEvent(QMouseEvent *event);
- void mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event);
- void purgePaintElements();
- protected:
- QPointF m_lastPoint;
- QVector<ElementGroup*> m_elements;
- ElementGroup * m_element; // the Current ElementGroup
- bool m_bEnabled;
- bool m_bPressed;
- bool m_bMoved;
- QPen m_pen; // the Current Pen
- };
- #endif // PAINTEDITEM_H
说下 ElementGroup 这个类,它保存了鼠标左键按下、移动、直到左键释放这一个动作序列产生的需要绘制的线条,保存在成员变量 m_lines 中,而绘制这些线条所用的画笔则由 m_pen 表示。
在 PaintedItem 中,成员变量 m_elements 表示绘图过程中的所有动作序列。 m_element 则指向当前的动作序列, m_pen 代表用户所配置的画笔。
其它的方法都比较直观,不再赘述。
下面是 PaintedItem.cpp :
[cpp] view plaincopy
- #include "PaintedItem.h"
- #include <QPainter>
- #include <QPen>
- #include <QBrush>
- #include <QColor>
- #include <QDebug>
- PaintedItem::PaintedItem(QQuickItem *parent)
- : QQuickPaintedItem(parent)
- , m_element(0)
- , m_bEnabled(true)
- , m_bPressed(false)
- , m_bMoved(false)
- , m_pen(Qt::black)
- {
- setAcceptedMouseButtons(Qt::LeftButton);
- }
- PaintedItem::~PaintedItem()
- {
- purgePaintElements();
- }
- void PaintedItem::clear()
- {
- purgePaintElements();
- update();
- }
- void PaintedItem::undo()
- {
- if(m_elements.size())
- {
- delete m_elements.takeLast();
- update();
- }
- }
- void PaintedItem::paint(QPainter *painter)
- {
- painter->setRenderHint(QPainter::Antialiasing);
- int size = m_elements.size();
- ElementGroup *element;
- for(int i = 0; i < size; ++i)
- {
- element = m_elements.at(i);
- painter->setPen(element->m_pen);
- painter->drawLines(element->m_lines);
- }
- }
- void PaintedItem::mousePressEvent(QMouseEvent *event)
- {
- m_bMoved = false;
- if(!m_bEnabled || !(event->button() & acceptedMouseButtons()))
- {
- QQuickPaintedItem::mousePressEvent(event);
- }
- else
- {
- //qDebug() << "mouse pressed";
- m_bPressed = true;
- m_element = new ElementGroup(m_pen);
- m_elements.append(m_element);
- m_lastPoint = event->localPos();
- event->setAccepted(true);
- }
- }
- void PaintedItem::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event)
- {
- if(!m_bEnabled || !m_bPressed || !m_element)
- {
- QQuickPaintedItem::mousePressEvent(event);
- }
- else
- {
- //qDebug() << "mouse move";
- m_element->m_lines.append(QLineF(m_lastPoint, event->localPos()));
- m_lastPoint = event->localPos();
- update();
- }
- }
- void PaintedItem::mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event)
- {
- if(!m_element || !m_bEnabled || !(event->button() & acceptedMouseButtons()))
- {
- QQuickPaintedItem::mousePressEvent(event);
- }
- else
- {
- //qDebug() << "mouse released";
- m_bPressed = false;
- m_bMoved = false;
- m_element->m_lines.append(QLineF(m_lastPoint, event->localPos()));
- update();
- }
- }
- void PaintedItem::purgePaintElements()
- {
- int size = m_elements.size();
- if(size > 0)
- {
- for(int i = 0; i < size; ++i)
- {
- delete m_elements.at(i);
- }
- m_elements.clear();
- }
- m_element = 0;
- }
说一下“清除”功能的实现,当你点击图1中的“清除”按钮时,会调用 PaintedItem 的 clear() 方法, clear()
内部调用 purgePaintElements() ,把 m_elements 内保存的所有绘图序列都删除,再调用 update()
方法触发重新绘制。
undo() 方法对应界面上的“撤销”功能,它删除最近的一个绘图序列,然后触发绘制。
现在我们说一下绘图序列的生成逻辑。
在 mousePressEvent() 中生成一个新的绘图序列,在 mouseMoveEvent()
中讲当前点和上一个点组合为一条线,加入当前绘图序列( m_element ),当 mouseReleaseEvent()
被调用时,把鼠标左键抬起时的指针位置的坐标也处理了,这样一个完整的绘图序列就生成了。
导出自定义Item
直接看代码(main.cpp ):
[cpp] view plaincopy
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- QGuiApplication app(argc, argv);
- qmlRegisterType<PaintedItem>("an.qml.Controls", 1, 0, "APaintedItem");
- QQmlApplicationEngine engine;
- engine.load(QUrl(QStringLiteral("qrc:///main.qml")));
- return app.exec();
- }
QML文档
有两个 QML 文档, main.qml 负责主界面, ColorPicker.qml 实现了颜色选择按钮。
main.qml
main.qml 文档没什么好说的了,PaintedItem 导出为 APaintedItem ,它的使用与一般的 QML 元素一致。下面是完整的 main.qml :
[javascript] view plaincopy
- import QtQuick 2.2
- import QtQuick.Window 2.1
- import an.qml.Controls 1.0
- import QtQuick.Controls 1.2
- import QtQuick.Layouts 1.1
- import QtQuick.Controls.Styles 1.2
- Window {
- visible: true;
- minimumWidth: 600;
- minimumHeight: 480;
- Rectangle {
- id: options;
- anchors.left: parent.left;
- anchors.right: parent.right;
- anchors.top: parent.top;
- implicitHeight: 70;
- color: "lightgray";
- Component{
- id: btnStyle;
- ButtonStyle {
- background: Rectangle {
- implicitWidth: 70;
- implicitHeight: 28;
- border.width: control.hovered ? 2 : 1;
- border.color: "#888";
- radius: 4;
- gradient: Gradient {
- GradientStop { position: 0 ; color: control.pressed ? "#ccc" : "#eee" }
- GradientStop { position: 1 ; color: control.pressed ? "#aaa" : "#ccc" }
- }
- }
- label: Text {
- text: control.text;
- font.pointSize: 12;
- color: "blue";
- horizontalAlignment: Text.AlignHCenter;
- verticalAlignment: Text.AlignVCenter;
- }
- }
- }
- ColorPicker {
- id: background;
- anchors.left: parent.left;
- anchors.leftMargin: 4;
- anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
- text: "背景";
- selectedColor: "white";
- onColorPicked: painter.fillColor = clr;
- }
- ColorPicker {
- id: foreground;
- anchors.left: background.right;
- anchors.top: background.top;
- anchors.leftMargin: 4;
- text: "前景";
- selectedColor: "black";
- onColorPicked: painter.penColor = clr;
- }
- Rectangle {
- id: splitter;
- border.width: 1;
- border.color: "gray";
- anchors.left: foreground.right;
- anchors.leftMargin: 4;
- anchors.top: foreground.top;
- width: 3;
- height: foreground.height;
- }
- Slider {
- id: thickness;
- anchors.left: splitter.right;
- anchors.leftMargin: 4;
- anchors.bottom: splitter.bottom;
- minimumValue: 1;
- maximumValue: 100;
- stepSize: 1.0;
- value: 1;
- width: 280;
- height: 24;
- onValueChanged: if(painter != null)painter.penWidth = value;
- }
- Text {
- id: penThickLabel;
- anchors.horizontalCenter: thickness.horizontalCenter;
- anchors.bottom: thickness.top;
- anchors.bottomMargin: 4;
- text: "画笔:%1px".arg(thickness.value);
- font.pointSize: 16;
- color: "steelblue";
- }
- Text {
- id: minLabel;
- anchors.left: thickness.left;
- anchors.bottom: thickness.top;
- anchors.bottomMargin: 2;
- text: thickness.minimumValue;
- font.pointSize: 12;
- }
- Text {
- id: maxLabel;
- anchors.right: thickness.right;
- anchors.bottom: thickness.top;
- anchors.bottomMargin: 2;
- text: thickness.maximumValue;
- font.pointSize: 12;
- }
- Rectangle {
- id: splitter2;
- border.width: 1;
- border.color: "gray";
- anchors.left: thickness.right;
- anchors.leftMargin: 4;
- anchors.top: foreground.top;
- width: 3;
- height: foreground.height;
- }
- Button {
- id: clear;
- anchors.left: splitter2.right;
- anchors.leftMargin: 4;
- anchors.verticalCenter: splitter2.verticalCenter;
- width: 70;
- height: 28;
- text: "清除";
- style: btnStyle;
- onClicked: painter.clear();
- }
- Button {
- id: undo;
- anchors.left: clear.right;
- anchors.leftMargin: 4;
- anchors.top: clear.top;
- width: 70;
- height: 28;
- text: "撤销";
- style: btnStyle;
- onClicked: painter.undo();
- }
- Rectangle {
- border.width: 1;
- border.color: "gray";
- width: parent.width;
- height: 2;
- anchors.bottom: parent.bottom;
- }
- }
- APaintedItem {
- id: painter;
- anchors.top: options.bottom;
- anchors.left: parent.left;
- anchors.right: parent.right;
- anchors.bottom: parent.bottom;
- }
- }
不必多说了……
颜色选择按钮的实现
也比较直观,直接上代码了:
[javascript] view plaincopy
- import QtQuick 2.2
- import QtQuick.Dialogs 1.0
- Rectangle {
- id: colorPicker;
- width: 64;
- height: 60;
- color: "lightgray";
- border.width: 2;
- border.color: "darkgray";
- property alias text: label.text;
- property alias textColor: label.color;
- property alias font: label.font;
- property alias selectedColor: currentColor.color;
- property var colorDialog: null;
- signal colorPicked(color clr);
- Rectangle {
- id: currentColor;
- anchors.top: parent.top;
- anchors.topMargin: 4;
- anchors.horizontalCenter: parent.horizontalCenter;
- width: parent.width - 12;
- height: 30;
- }
- Text {
- id: label;
- anchors.bottom: parent.bottom;
- anchors.bottomMargin: 4;
- anchors.horizontalCenter: parent.horizontalCenter;
- font.pointSize: 14;
- color: "blue";
- }
- MouseArea {
- anchors.fill: parent
- onClicked: if(colorDialog == null){
- colorDialog = Qt.createQmlObject("import QtQuick 2.2;import QtQuick.Dialogs 1.0; ColorDialog{}",
- colorPicker, "dynamic_color_dialog");
- colorDialog.accepted.connect(colorPicker.onColorDialogAccepted);
- colorDialog.rejected.connect(colorPicker.onColorDialogRejected);
- colorDialog.open();
- }
- }
- function onColorDialogAccepted(){
- selectedColor = colorDialog.color;
- colorPicked(colorDialog.color);
- colorDialog.destroy();
- colorDialog = null;
- }
- function onColorDialogRejected(){
- colorPicked(color);
- colorDialog.destroy();
- colorDialog = null;
- }
ColorPicker 内部调用 ColorDialog 来选择颜色。 ColorDialog 是使用 Qt.createQmlObject() 动态创建的,具体用法请参考《Qt Quick 组件与对象动态创建详解》。
用户选择了一个颜色后,按钮上半部分的矩形的填充颜色会变化,同时也会发出 colorPicked() 信号。如果用户取消选择,则使用默认的颜色。