【Qt】绘图 - 技术栈

[一. 核心类介绍](#一. 核心类介绍)

[二. 注意事项](#二. 注意事项)

三.绘制各种形状

3.1.绘制线段

嘿，小伙伴，咱们之前学 Qt 不都是在跟各种控件打交道嘛，什么按钮、文本框之类的。说白了，这些玩意儿本质上都是 Qt 用代码"画"出来的。

因为它们太常用了，Qt 就提前帮咱们都画好了，咱们直接拿来用就行，特别省事儿。

但你在实际做项目的时候，肯定会遇到这种情况：哎，Qt 自带的这些控件，好像不够酷啊，或者根本实现不了我想要的那个效果。这时候咋办呢？

别担心，Qt 早就替咱们想好了！它提供了一整套画画的"神笔"------就是绘图 API。用上它，你就能自己动手，丰衣足食，想画啥就画啥，彻底放飞自我，做出各种炫酷的自定义控件和效果。

不过咱也得实话实说，在大部分日常开发里，Qt 现成的控件已经完全够用了。所以你也不用急着把所有绘图 API 都啃下来，等真需要的时候，再来学这部分也完全来得及！

一. 核心类介绍

绘画涉及到几个核心的类

你可以把它们想象成一个画家在画室里工作的完整场景：

QPainter - "画家"本人

这家伙就是整个绘图过程的核心执行者，是那个真正动手画画的人。

他什么都会画：画直线、画方框、画圆圈、写字、贴图片......十八般武艺样样精通。
他干活需要听你指挥，你让他画什么，他就画什么。
但是，他不能凭空作画，他必须得有个地方可以画，比如一块画布或者一面墙。而且他需要你给他提供合适的工具，比如一支笔和一桶颜料。

简单说：他就是那个负责"动手画"的人。

QPaintDevice - "画板"或"画布"

这就是画家作画的载体，是那个实实在在的、能让他下笔的表面。

它定义了"画在哪里"这个问题。
它可以是各种各样的东西：比如你电脑上的一个窗口、一张内存里的图片，或者是一块专门用来做3D渲染的特殊区域。
无论画家多么厉害，他都得有一块这样的"画板"才能施展才华。没有画板，画家就无用武之地。

简单说：它就是画家作画的"地盘"或"场地"。

QPen - "画笔"

这就是画家手里拿的那支笔，它专门负责决定图形轮廓的样子。

它决定了线条的颜色（是用黑色墨水还是红色彩笔？）。
它决定了线条的粗细（是细细的签字笔还是粗粗的马克笔？）。
它还决定了线条的样式（是画一条实线，还是一串虚线或者点线？）。
它甚至能决定线条拐角和末尾的形状（是方方正正的，还是圆润的？）。

简单说：它管的是所有"线条和边框"长什么样。

QBrush - "画刷"或"油漆桶"

当画家画好一个封闭图形的边框后（比如一个方框的内部），这个工具就上场了。它负责填充这个图形内部的区域。

它最简单的形式就是一桶单一颜色的油漆，比如把方框里面涂成纯黄色。
它也可以很高级，比如像一把能做出渐变效果的刷子，让颜色从蓝色平滑地过渡到绿色。
它甚至能像一块印花滚筒，用预设的图案或者一张图片来填充区域，比如填充出木纹或者网格的效果。

简单说：它管的是所有"图形内部"怎么填充才好看。

把它们串起来：一个完整的工作流程

现在，我们把它们放到一起，看看是怎么配合的：

你先给画家（QPainter ）找好一块画布（QPaintDevice），比如一个空白的窗口。
然后，你递给他一支精心挑选的画笔（QPen），告诉他："用这支2毫米粗的蓝色虚线笔画轮廓。"
接着，你再递给他一个画刷（QBrush），告诉他："用这个能画出红到黄渐变的刷子来填充内部。"
最后，你给画家下命令："好了，现在在这个画布上，给我画一个圆角矩形。"
画家听令，用你给的蓝色虚线笔勾出轮廓，再用渐变刷子把里面填满，一个漂亮的图形就出现在窗口上了。

二. 注意事项

一个关键的注意事项是：与绘制相关的操作通常不建议放在 QWidget 的构造函数中执行。

这是因为在构造阶段，控件尚未完成初始化和显示，此时进行绘制是无效的。

Qt 为此专门提供了一个 paintEvent 事件处理函数，我们应在此函数中执行所有绘制逻辑。

与之对应的是 QPaintEvent 事件，它在以下几种典型情况下会被触发，从而引起重绘：

控件首次创建完成并显示时

比如在 QWidget 上绘制内容，必须在控件构造完成并显示之后才会生效。paintEvent 会在首次显示时被调用，确保绘制内容正确呈现。
控件被遮挡后重新显露时

如果控件之前被其他窗口或元素遮挡，当遮挡物移开时，系统会触发重绘，以保证之前被遮挡部分的内容能够正确恢复显示。
窗口从最小化状态还原时

窗口最小化后再恢复显示，其内容需要重新绘制，此时也会触发 paintEvent。
控件大小发生变化时

当控件尺寸改变（如用户拖拽调整窗口大小），通常需要重新绘制以适应新的尺寸，此时也会自动调用 paintEvent。
主动在代码中调用 repaint() 或 update() 时

我们可以在代码中主动调用 repaint()（立即重绘）或 update()（异步调度重绘）来触发 paintEvent，从而实现手动刷新界面。

因此，将绘制代码统一放置在 paintEvent 中，能够确保界面在各种情况下都能正确、及时地更新显示内容，避免出现内容丢失或显示异常的问题。

两位"重绘助手"：repaint() 和 update()

它们都是 QWidget 的成员函数，作用都是最终触发 paintEvent，但脾气完全不同：

repaint() - "急性子"

行为：它一被调用，立即、强制地产生一个绘制事件，并且会阻塞当前正在执行的代码，直到 paintEvent 函数执行完毕，画面画好了，它才返回。

优点：响应快，立竿见影。

缺点：因为会阻塞，如果重绘很复杂，可能会让界面卡顿一下。频繁调用它效率很低。

什么时候用：很少用。除非在某些对实时性要求极高、不能有丝毫延迟的场合（比如动画）。

update() - "聪明人"（最常用！）

行为：它一被调用，并不是立刻去画，而是给 Qt 系统"发个消息"："喂，我这儿需要重画一下，你方便的时候处理一下。" 然后它就立刻返回了，不会阻塞你的代码。

优点：Qt 会把多个连续的 update() 请求合并成一次 paintEvent 调用，效率非常高，避免了不必要的重复绘制，不会造成界面卡顿。

缺点：有极短的延迟，不是立刻执行。

什么时候用：几乎任何时候你需要主动触发重绘，都应该用它。比如你改变了一个数据（比如进度值），然后调用 update()，请求界面更新来反映这个新数据。

三.绘制各种形状

3.1.绘制线段

这两个函数的功能是完全一样的：在屏幕上画一条直线。它们唯一的区别在于传递参数的方式不同。

函数一：使用 QPoint 对象

cpp 复制代码

void drawLine(const QPoint &p1, const QPoint &p2);

参数解释：

p1：一个 QPoint 对象，表示线条的起点坐标。

p2：一个 QPoint 对象，表示线条的终点坐标。

什么是 QPoint？

QPoint 是 Qt 中的一个类，专门用来表示一个二维平面上的点，它包含两个属性：x 坐标和 y 坐标。

如何使用这个函数？

你需要先创建两个 QPoint 对象，然后把它们传递给函数。

示例：

cpp 复制代码

// 创建起点坐标 (100, 50)
QPoint startPoint(100, 50);
// 创建终点坐标 (400, 200)
QPoint endPoint(400, 200);

// 调用函数，从 startPoint 到 endPoint 画一条线
drawLine(startPoint, endPoint);

函数二：直接使用坐标值

cpp 复制代码

void drawLine(int x1, int y1, int x2, int y2);

参数解释：

x1, y1：两个整数，分别表示起点坐标的 X 轴位置和 Y 轴位置。

x2, y2：两个整数，分别表示终点坐标的 X 轴位置和 Y 轴位置。

如何使用这个函数？

你直接传入四个整数，分别代表起点和终点的 X, Y 坐标。

示例：

cpp 复制代码

// 调用函数，从 (100, 50) 到 (400, 200) 画一条线
drawLine(100, 50, 400, 200);

话不多说，我们直接看例子

这段代码 QPainter painter(this); 在栈上创建了一个 QPainter 对象。由于它是局部自动变量，其生命周期随作用域结束而自动释放，因此我们无需手动管理它的内存。

需要特别说明的是，此处的 this 指针并非用于指定父对象，而是用于指定绘制设备------它表明我们将在这个窗口部件（即当前对象）上进行绘制操作。这种初始化方式是 Qt 中常见的绘图设备指定方式，确保了绘图操作能够正确作用于目标设备。

3.2.绘制矩形

cpp 复制代码

void QPainter::drawRect(int x,int y, int width, int height);

x: 矩形左上角的x坐标（相对于绘图设备的坐标系统）
y: 矩形左上角的y坐标
width: 矩形的宽度（以像素为单位，可以是负数，表示向左或向上扩展）
height: 矩形的高度（同样可以是负数）

3.3.绘制椭圆

cpp 复制代码

void QPainter::drawEllipse(const QPoint &center, int rx, int ry)

函数功能：以给定的中心点为中心，以rx和ry为半径，绘制一个椭圆。

这个函数需要你提供三个信息（参数）来告诉"画家"椭圆应该画在哪里、画成多大：

const QPoint &center

作用：指定椭圆的中心点。
类型：QPoint 是一个类，用来表示一个二维平面上的点，它包含 x（横坐标）和 y（纵坐标）信息。
解读：你通过这个参数告诉画家："请把椭圆的中心点放在这个位置。" 例如 QPoint(100, 50) 表示中心点在 x=100, y=50 的位置。

int rx

作用：指定椭圆在水平方向（X轴）的半径。
解读：这个值决定了椭圆有多"宽"。rx 就是从中心点向左右两边延伸的距离。例如，如果 rx 是 50，那么椭圆在水平方向的总宽度就是 100。

int ry

作用：指定椭圆在垂直方向（Y轴）的半径。
解读：这个值决定了椭圆有多"高"。ry 就是从中心点向上下两边延伸的距离。例如，如果 ry 是 30，那么椭圆在垂直方向的总高度就是 60。

注意：在Qt的坐标系统中，原点(0,0)位于左上角，x轴向右增长，y轴向下增长。

示例：如果中心点坐标为QPoint(100,100)，rx为50，ry为30，那么将绘制一个水平方向从50到150（中心100±50），垂直方向从70到130（中心100±30）的椭圆。

另外，如果rx和ry相等，则绘制的是一个圆。

3.4.绘制文本

QPainter类中不仅提供了绘制图形的功能，还可以使⽤QPainter::drawText()函数来绘制⽂字，也可以使⽤QPainter::setFont() 设置字体等信息。

cpp 复制代码

void QPainter::drawText(int x, int y, const QString &text)
void QPainter::drawText(const QPointF &position, const QString &text)

(x, y) / position ：这是文字基线的起点坐标。
- 关键理解：什么是基线？ 想象一下英语练习本的四线三格。基线就是那第三条主线，大部分字母（如 'a', 'x', 'c'）的底部都坐落在基线上。而像 'y', 'g', 'p' 这样的字母的尾巴会延伸到基线以下（称为下行部分）。所以，这个坐标点并不是文字矩形的左上角。
text：要绘制的字符串。

示例：如果你在 (10, 20) 处绘制文字 "Hello"，那么 "H" 的左下角大约就在 (10, 20) 这个位置。

三.设置画笔

QPainter 在进⾏绘制时，默认会使⽤系统预定义的画笔。

此外，开发⼈员也可以根据需求⾃定义画笔属性。

在 Qt 中，QPen 类⽤于控制 QPainter 绘制图形、线条和轮廓的⽅式。

通过 QPen，可以灵活设置画笔的线宽、颜⾊、样式以及画刷等属性。

⼀般来说，画笔的颜⾊可以在创建 QPen 对象时通过构造函数直接指定，该颜⾊由 QColor 类进⾏定义。

⽽画笔的宽度可以使⽤ setWidth() ⽅法进⾏调整，该值表⽰绘制线条的像素宽度。

画笔的样式则可以调⽤ setStyle() ⽅法来设置，例如实线、虚线、点线等 Qt::PenStyle 枚举类型所定义的⻛格。

此外，还可以通过 setBrush() ⽅法为画笔设置画刷，从⽽实现更丰富的填充效果，例如渐变或纹理。

常⽤的 QPen 设置⽅法包括：

设置画笔颜⾊ ：
QPen::QPen(const QColor &color)

该构造函数可在初始化时直接传⼊ QColor 对象，以设定画笔颜⾊。
设置画笔宽度 ：
void QPen::setWidth(int width)

此⽅法⽤于指定画笔的线宽，单位为像素。
设置画笔样式 ：
void QPen::setStyle(Qt::PenStyle style)

通过该⽅法可设置线条的绘制样式，如 Qt::SolidLine、Qt::DashLine 等。

通过灵活组合上述属性，可以满⾜不同场景下的绘制需求，实现丰富多样的图形外观。

画笔的⻛格我们可以去官方文档那里寻找一下

话不多说，我们直接看例子

四.设置画刷

在Qt中，画刷是使⽤QBrush类来描述，画刷⼤多⽤于填充。

QBrush定义了QPainter的填充模式，具有样式、颜⾊、渐变以及纹理等属性。

画刷的格式中定义了填充的样式，使⽤Qt::BrushStyle枚举，默认值是Qt::NoBrush，也就是不进⾏任何填充。

可以通过Qt助⼿查找画刷的格式。

设置画刷主要通过void QPen::setBrush(constQBrush&brush)⽅法，其参数为画刷的格式

如下图⽰：

不是很明显啊，但是我们仔细就能看出来啊。

我们换一种填充方式

怎么样？是不是很好看了。

五.绘制图片

Qt 提供了四个常用的图像处理类，分别是 QImage、QPixmap、QBitmap 和 QPicture，它们都属于 Qt 绘图设备的重要组成部分，各自在特定场景中发挥着重要作用：

QImage 主要设计用于图像数据的输入输出（I/O）操作。该类针对读写操作进行了深度优化，并支持直接访问和操作像素，非常适合对图像进行处理和转换；
QPixmap 专注于在屏幕上高效显示图像。它底层依赖于系统的图形资源，在绘制到屏幕时具有较好的性能表现，因此常用于界面中显示图片；
QBitmap 是 QPixmap 的一个子类，专门用于处理颜色深度为 1 的图像，即只支持黑白两色的掩码或图案，常见于定制光标、画笔样式等场景；
QPicture 则是一个用于记录和回放 QPainter 绘图指令的类，它不存储像素数据，而是保存绘图命令，便于跨会话重用绘图过程。

在本节中，我们将重点介绍在实际开发中最常用的 QPixmap 类，详细讲解其基本用法和典型应用场景。

QPainter::drawPixmap这个函数有多个重载版本（即参数列表不同），我们讲解最常用的几个。

形式1：指定位置 (x, y)

cpp 复制代码

void QPainter::drawPixmap(int x, int y, const QPixmap &pixmap);

x ：图片左上角在画布上的X坐标。
y ：图片左上角在画布上的Y坐标。
pixmap：要绘制的图片本身。

我们先创建一个项目，然后我们准备一些图片资源啊

接下来我们创建qrc文件

接下来我们就编写代码

缩放图片

形式2：指定位置和大小（缩放）

cpp 复制代码

void QPainter::drawPixmap(int x, int y, int width, int height, const QPixmap &pixmap);

这个版本比上一个多了两个参数：

width ：你希望图片在画布上显示的宽度。
height ：你希望图片在画布上显示的高度。

通俗解释：

"画家，请把你手里的 pixmap 这张图片，拉伸或压缩到 width 乘 height 这么大，然后把它的左上角对准画布的 (x, y) 这个点，贴上去。"

重要特性：

如果指定的 width 和 height 与图片原始尺寸不同，图片会被自动缩放以适应你指定的大小。

我们来写一个项目

旋转图片

这里的旋转本质是QPainter对象进行了旋转，绘制出来的内容也就进行了旋转

1. 作用

你可以把 QPainter 想象成一个画家，他面前有一张画布（你的窗口或部件）。画布上有一个看不见的坐标系。

默认情况下，这个坐标系的原点(0,0)在画布的左上角，X轴向右，Y轴向下。
当你调用 painter.rotate(angle) 后，就相当于画家本人（或者说他手中的画笔坐标系）绕着原点(0,0)顺时针旋转了 angle 度。
旋转之后，画家再执行任何绘图指令，比如 painter.drawRect(0, 0, 100, 50)，这个矩形就会出现在旋转后的新坐标系里，从而看起来像是被"转"了一个角度。

核心要点：它旋转的是整个坐标系，而不是单个图形。一旦旋转，后续的所有绘制都会受影响。

2. 参数

QPainter::rotate 只有一个参数：

angle （类型是 qreal，即 double）