从源码解析 QGraphicsItem 旋转、缩放、平移、transform等变换操作，利用QGraphicsTransform实现变形动画

QGraphicsItem 有3种方式进行变换：1. 最简单方便的是使用 setRotation() 、setScale()；2. 使用 setTransform() 进行复杂变换；3. 还可以使用 setTransformations()进行多项组合变换及自定义变换。同时应用这三种方式将产生叠加效果，并以 QTransform 形式返回。由于QTransform 是以矩阵为基础进行运算，所以叠加时运算的顺序将影响最后的运算结果。 QGraphicsItem 叠加变换时按照如下顺序进行：首先，应用 setTransform() 设置的 transform；其次，叠加运算 setTransformations() 设置的 transformations（按照 list 中的顺序执行）；然后，叠加运算 setRotation() 设置的 rotation；最后，叠加运算 setScale()设置的 scale。这些规则体现在 qgraphicsitem_p.h 中的 QGraphicsItemPrivate 结构体中，源码如下：

复制代码

struct QGraphicsItemPrivate::TransformData
{
    QTransform transform;// 对应setTransform()设置的值
    qreal scale; // 对应setScale()设置的值
    qreal rotation; // 对应setRotation()设置的值
    qreal xOrigin;
    qreal yOrigin;
    QList<QGraphicsTransform *> graphicsTransforms; // 对应setTransformations()设置的设置的值
    bool onlyTransform;

    TransformData() :
        scale(1.0), rotation(0.0),
        xOrigin(0.0), yOrigin(0.0),
        onlyTransform(true)
    { }

    QTransform computedFullTransform(QTransform *postmultiplyTransform = nullptr) const
    {
        // 此处进行叠加运算
        if (onlyTransform) {
            if (!postmultiplyTransform || postmultiplyTransform->isIdentity())
                return transform;
            if (transform.isIdentity())
                return *postmultiplyTransform;
            return transform * *postmultiplyTransform;
        }

        QTransform x(transform);
        if (!graphicsTransforms.isEmpty()) {
            QMatrix4x4 m;
            for (int i = 0; i < graphicsTransforms.size(); ++i)
                graphicsTransforms.at(i)->applyTo(&m);
            x *= m.toTransform();
        }
        x.translate(xOrigin, yOrigin);
        x.rotate(rotation);
        x.scale(scale, scale);
        x.translate(-xOrigin, -yOrigin);
        if (postmultiplyTransform)
            x *= *postmultiplyTransform;
        return x;
    }
};

从源码中可以看出，transform、scale、rotation、graphicsTransforms单独存储。通过setRotation()设置的值存储在rotation，通过setScale()设置的值存储在scale。而rotation()和scale()返回的值就是QGraphicsItemPrivate中的变量rotation和scale。从qgraphicsitem.cpp源码中可以看到rotation和scale的存储方法。

复制代码

qreal QGraphicsItem::rotation() const
{
    if (!d_ptr->transformData)
        return 0;
    return d_ptr->transformData->rotation;
}

void QGraphicsItem::setRotation(qreal angle)
{
    prepareGeometryChange();
    qreal newRotation = angle;

    if (d_ptr->flags & ItemSendsGeometryChanges) {
        // Notify the item that the rotation is changing.
        const QVariant newRotationVariant(itemChange(ItemRotationChange, angle));
        newRotation = newRotationVariant.toReal();
    }

    if (!d_ptr->transformData)
        d_ptr->transformData = new QGraphicsItemPrivate::TransformData;

    if (d_ptr->transformData->rotation == newRotation)
        return;

    d_ptr->transformData->rotation = newRotation;
    d_ptr->transformData->onlyTransform = false;
    d_ptr->dirtySceneTransform = 1;

    // Send post-notification.
    if (d_ptr->flags & ItemSendsGeometryChanges)
        itemChange(ItemRotationHasChanged, newRotation);

    if (d_ptr->isObject)
        emit static_cast<QGraphicsObject *>(this)->rotationChanged();

    d_ptr->transformChanged();
}

如果需要获取当前图元旋转的角度，从 rotation() 方法中的得到的角度只是通过 setRotation() 方法设置的角度，该角度不包含 transform 和 graphicsTransforms 中隐含的角度。当然，如果图元只是进行了角度变换，可以从 sceneTransform() 方法获取 Transform，利用文章《Qt 从 QTransform 逆向解出 Translate/Scale/Rotate（平移/缩放/旋转）分析》介绍的方法可以逆向解析出图元旋转的角度。

如果需要获取图元每次变化的角度、缩放大小及平移信息，可以只使用 setTransformations() 方法来控制图元进行变化，因为 QGraphicsTransform 的子类可以完全由开发者自己控制，所执行的变换都可以很容易的计算出来。例如：QGraphicsTransform 的子类 QGraphicsRotation 提供了 angle() 和 setAngle(qreal) 方法；QGraphicsScale 提供了 setXScale(qreal) 、xScale() const 、setYScale(qreal) 、yScale() const 等方法。

控制图元变换时 setTransformations() 方法更灵活一些，特别是对图元进行变换动画时，编写 QGraphicsTransform 的子类，很容易控制动画。具体代码可以参考GitHub项目 Compelling Data Designer 中 BIDesigner/animation

/tranfromanimation 的实现方法。通过扩展 QGraphicsTransform 实现子类 GraphicsRotationZ 、 GraphicsRotationY 、 GraphicsRotationX 、 QGraphicsTranslation 实现了旋转、水平翻转、垂直翻转、按路径移动、缩放等动画效果。