Qt与OpenGL绘制大全（加载obj模型文件、点、线、面、立方体、圆等）

1、功能介绍
2、成果展示
3、关键技术
4、关键代码
- 4.1、画布使用
- 4.2、可用接口
5、扩展

1、功能介绍

最近项目要求用Qt+OpenGL绘制图形，要求可以加载Obj模型文件，并且可以画点、线、多边形（三角形、四边形、五边形、...、n边形、空心圆、实心圆、圆柱、圆锥、圆台等，在绘制前后还可以分别指定图形的透明度、颜色、大小等参数。

2、成果展示

画布版：

添加天空盒：

3、关键技术

Qt、 OpenGl、着色器

4、关键代码

4.1、画布使用

成果展示左侧部分是我为验证接口写的调试界面，主要代码都是在右侧画布上，只是将画布潜在了调试的类里。

mainwindow.ui

mainwindow.h

cpp 复制代码

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include <QMainWindow>
#include "OpenGLMainWidget.h"
#include <QtMath>
#include <vector>
#include <random>
#include <cmath>
#include <QProgressDialog>
#include <QListWidgetItem>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui {class MainWindow;}
QT_END_NAMESPACE

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT
public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();
private:
    Ui::MainWindow *ui;float height, float depth);
public:
    OpenGLMainWidget* m_openGLWidget;
private slots:
    void on_pushButton_clearCanvas_clicked();
    ...
};
#endif // MAINWINDOW_H

mainwindow.cpp

cpp 复制代码

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QCoreApplication>
#include <QFileDialog>

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    this->setWindowState(Qt::WindowMaximized);
    m_openGLWidget = new OpenGLMainWidget(parent);
    ui->gridLayout_5->addWidget(m_openGLWidget);
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

4.2、可用接口

通过这些接口，可以完成对点、线、多边形（三角形、四边形、五边形、...、n边形、空心圆、实心圆、圆柱、圆锥、圆台等图形的绘制与修改。注意看每个接口后的注释！

OpenGLMainWidget.h

cpp 复制代码

public:
    explicit OpenGLMainWidget(QWidget* parent = nullptr);
    ~OpenGLMainWidget();
    //画布可画：
        //1、obj模型
        //2、图形
            //2.1、点
            //2.2、线
            //2.3、多边形（三角形、四边形、五边形、...、n边形）
            //2.4、其他（实心圆、空心圆、圆锥、圆柱、圆台）
    //------------------------------------------------------------------------------------对画布的操作-------------------------------------------------------------
    void UpdateTheCanvas();                                                                         //刷新画布
    void ClearCanvas();                                                                             //清空画布
    void RemoveAllModels();                                                                         //清除所有模型
    void RemoveAllGraphics();                                                                       //清除所有图形(除模型以外的所有物体）
    void RemoveAllPoints();                                                                         //清除所有点
    void RemoveAllLineSegments();                                                                   //清除所有线
    void RemoveAllPolygons();                                                                       //清除所有多边形
    void SetAllModelTransparencyByCode(const float &transparency);                                  //修改所有模型透明度
    void SetAllPolygonsFaceTransparencyByCode(const float &transparency);                            //修改所有多边形面透明度
    void SetAllPolygonsEdgeTransparencyByCode(const float &transparency);                            //修改所有多边形面透明度
    void SetAllPolygonsFaceColorByCode(const QVector3D &color);                                      //修改所有多边形面颜色
    void SetAllPolygonsEdgeColorByCode(const QVector3D &color);                                      //修改所有多边形边颜色
    void SetCamaraPosition(const QVector3D &cameraPosition);                                        //修改相机位置
    void RestoreOriginalPosition();                                                                 //将相机、模型、多边形恢复到最初位置
    void CheckSkyBox(const bool &isload);                                                           //设置是否使用天空盒
    void SetSkyBoxImagePath(const SkyBoxStruct &skyBoxImagePath);                                   //设置天空盒素材
    void SetCanvasColor(const QVector4D &canvasColor);                                              //设置画布背景颜色

    //------------------------------------------------------------------------------------对模型的操作-------------------------------------------------------------
    void loadModel(const LoadModelInfo &loadModelInfo);                                             //加载模型
    void RemoveModelsByCode(const QStringList &codeList);                                           //根据模型code删除画布上的指定模型
    void SetModelWorldPosByCode(const QString &code,const QVector3D &worldPos);                     //修改模型位置
    void SetModelRotationAngleByCode(const QStringList &codeList,const QVector3D &rotationAngle);   //旋转模型角度
    void SetModelIsDisplayOutlineByCode(const QStringList &codeList,const bool &display);           //设置模型是否显示外轮廓
    void SetModelOutlineColorByCode(const QStringList &codeList,const QVector3D &outlineColor);     //修改外轮廓颜色
    void SetModelScaleByCode(const QStringList &codeList, const QVector3D &scale);                  //修改缩放比例
    void SetModelTransparencyByCode(const QStringList &codeList,const float &transparency);         //修改透明度

    //------------------------------------------------------------------------------------对点的操作-------------------------------------------------------------
    void DrawPoint(const LoadPointInfo &loadPointInfo);                                             //绘制点
    void RemovePointByCode(const QStringList &codeList);                                            //根据code删除画布上的指定点
    void SetPointColorByCode(const QStringList &codeList,const QVector3D &color);                   //修改颜色
    void SetPointTransparencyByCode(const QStringList &codeList, float transparency);               //修改透明度
    void SetPointSizeByCode(const QStringList &codeList, float size);                               //修改点的尺寸


    //------------------------------------------------------------------------------------对线段的操作-------------------------------------------------------------
    void DrawLineSegment(const LoadLineSegmentInfo &loadLineSegmentInfo);                           //画线段
    void RemoveLineSegmentByCode(const QStringList &codeList);                                      //根据code删除画布上的指定线段
    void SetLineSegmentTransparencyByCode(const QStringList &codeList,const float &transparency);   //修改透明度
    void SetLineSegmentColorByCode(const QStringList &codeList,const QVector3D &color);             //修改颜色
    void SetLineSegmentWidthByCode(const QStringList &codeList, float width);                       //修改线宽

     //------------------------------------------------------------------------------------对多边形的操作-------------------------------------------------------------
    void DrawPolygons(const QVector<LoadPolygonInfo> &loadPolygonInfoVec);                          // 画多边形
    void RemovePolygonsByCode(const QStringList &codeList);                                         //根据code删除画布上的指定多边形
    void SetPolygonFaceTransparencyByCode(const QStringList &codeList,const float &transparency);   //修改多边形面版透明度
    void SetPolygonEdgeTransparencyByCode(const QStringList &codeList,const float &transparency);   //修改多边形边框透明度
    void SetPolygonFaceColorByCode(const QStringList &codeList,const QVector3D &faceColor);         //修改多边形面颜色
    void SetPolygonEdgeColorByCode(const QStringList &codeList,const QVector3D &edgeColor);         //修改多边形边框颜色
    void SetPolygonIsTextureByCode(const bool &isTexture);                                          //设置多边形是否贴图
    void SetPolygonTexturePathByCode(const QString &code,const QString &texturePath);               //修改多边形贴图文件
    void SetPolygonEdgeWidthByCode(const QStringList &codeList, float width);                       //修改边框线宽

    //------------------------------------------------------------------------------------对圆台的操作-------------------------------------------------------------
    void DrawFrustumCone(const LoadFrustumConeInfo &loadFrustumConeInfo);                           //画圆台
    void RemoveFrustumConesByCode(const QStringList &codeList);                                     //根据code删除画布上的指定圆台
    void SetFrustumConeTransparencyByCode(const QStringList &codeList, float transparency);         //修改透明度
    void SetFrustumConeColorByCode(const QStringList &codeList, const QVector3D &color);            //修改颜色

    //------------------------------------------------------------------------------------对圆柱的操作-------------------------------------------------------------
    void DrawCylinder(const LoadCylinderInfo &loadCylinderInfo);                                    //画圆柱
    void RemoveCylindersByCode(const QStringList &codeList);                                        //根据code删除画布上的指定圆柱
    void SetCylinderTransparencyByCode(const QStringList &codeList, float transparency);            //修改透明度
    void SetCylinderColorByCode(const QStringList &codeList, const QVector3D &color);               //修改颜色


    //------------------------------------------------------------------------------------对圆锥的操作-------------------------------------------------------------
    void DrawCone(const LoadConeInfo &loadConeInfo);                                                //画圆锥
    void RemoveConesByCode(const QStringList &codeList);                                            //根据code删除画布上的指定圆锥
    void SetConeTransparencyByCode(const QStringList &codeList, float transparency);                //修改透明度
    void SetConeColorByCode(const QStringList &codeList, const QVector3D &color);                   //修改颜色


    //------------------------------------------------------------------------------------对圆的操作-------------------------------------------------------------
    void DrawCircular(const LoadCircleInfo &loadCircleInfo);                                        //画圆
    void RemoveCircularsByCode(const QStringList &codeList);                                        //根据code删除画布上的指定圆
    void SetCircularTransparencyByCode(const QStringList &codeList, float transparency);            //修改透明度
    void SetCircularColorByCode(const QStringList &codeList, const QVector3D &color);               //修改颜色


    //------------------------------------------------------------------------------------其他算法-------------------------------------------------------------


    std::vector<std::vector<float> > CalculateCubeFaces(const QVector3D &center, float width, float height, float depth);//根据长方体的中心坐标、宽度、高度、深度，计算长方体六个面的顶点坐标，返回包含6个面的顶点坐标集合，每个面由4个顶点共12个浮点数组成

signals:
    void MousePickingPosSignal(QVector3D worldPos);//鼠标拾取位置信号
    void MouseClickedModelSignal(QString modelCode);//鼠标点击模型返回的信号
protected:
    void keyPressEvent(QKeyEvent *event);
    void mouseMoveEvent(QMouseEvent *event);
    void wheelEvent(QWheelEvent *event);
    void mousePressEvent(QMouseEvent *event);
    void mouseDoubleClickEvent(QMouseEvent *event);

5、扩展

目前还在不停增加功能，后续希望能够添加文字、坐标指示器等。