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#(24):Qt 绘制系统简介 Qt 的绘图系统允许使用相同的 API 在屏幕和其它打印设备上进行绘制。整个绘图系统基于`QPainter`,`QPainterDevice`和`QPaintEngine`三个类。 `QPainter`用来执行绘制的操作;`QPaintDevice`是一个二维空间的抽象,这个二维空间允许`QPainter`在其上面进行绘制,也就是`QPainter`工作的空间;`QPaintEngine`提供了画笔(`QPainter`)在不同的设备上进行绘制的统一的接口。`QPaintEngine`类应用于`QPainter`和`QPaintDevice`之间,通常对开发人员是透明的。除非你需要自定义一个设备,否则你是不需要关心`QPaintEngine`这个类的。我们可以把`QPainter`理解成画笔;把`QPaintDevice`理解成使用画笔的地方,比如纸张、屏幕等;而对于纸张、屏幕而言,肯定要使用不同的画笔绘制,为了统一使用一种画笔,我们设计了`QPaintEngine`类,这个类让不同的纸张、屏幕都能使用一种画笔。 下图给出了这三个类之间的层次结构(出自 Qt API 文档): [![](https://box.kancloud.cn/2015-12-29_5682324e4dad6.png)](http://files.devbean.net/images/2012/10/paint-system.png) 上面的示意图告诉我们,Qt 的绘图系统实际上是,使用`QPainter`在`QPainterDevice`上进行绘制,它们之间使用`QPaintEngine`进行通讯(也就是翻译`QPainter`的指令)。 下面我们通过一个实例来介绍`QPainter`的使用: ~~~ //!!! Qt4/Qt5 class PaintedWidget : public QWidget { Q_OBJECT public: PaintedWidget(QWidget *parent = 0); protected: void paintEvent(QPaintEvent *); }; ~~~ 注意我们重写了`QWidget`的`paintEvent()`函数。这或许是我们在理解了 Qt 事件系统之后首次实际应用。接下来就是`PaintedWidget`的源代码: ~~~ //!!! Qt4/Qt5 PaintedWidget::PaintedWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent) { resize(800, 600); setWindowTitle(tr("Paint Demo")); } void PaintedWidget::paintEvent(QPaintEvent *) { QPainter painter(this); painter.drawLine(80, 100, 650, 500); painter.setPen(Qt::red); painter.drawRect(10, 10, 100, 400); painter.setPen(QPen(Qt::green, 5)); painter.setBrush(Qt::blue); painter.drawEllipse(50, 150, 400, 200); } ~~~ 在构造函数中,我们仅仅设置了窗口的大小和标题。而`paintEvent()`函数则是绘制的代码。首先,我们在栈上创建了一个`QPainter`对象,也就是说,每次运行`paintEvent()`函数的时候,都会重建这个`QPainter`对象。注意,这一点可能会引发某些细节问题:由于我们每次重建`QPainter`,因此第一次运行时所设置的画笔颜色、状态等,第二次再进入这个函数时就会全部丢失。有时候我们希望保存画笔状态,就必须自己保存数据,否则的话则需要将`QPainter`作为类的成员变量。 `QPainter`接收一个`QPaintDevice`指针作为参数。`QPaintDevice`有很多子类,比如`QImage`,以及`QWidget`。注意回忆一下,`QPaintDevice`可以理解成要在哪里去绘制,而现在我们希望画在这个组件,因此传入的是 this 指针。 `QPainter`有很多以 draw 开头的函数,用于各种图形的绘制,比如这里的`drawLine()`,`drawRect()`以及`drawEllipse()`等。当绘制轮廓线时,使用`QPainter`的`pen()`属性。比如,我们调用了`painter.setPen(Qt::red)`将 pen 设置为红色,则下面绘制的矩形具有红色的轮廓线。接下来,我们将 pen 修改为绿色,5 像素宽(`painter.setPen(QPen(Qt::green, 5))`),又设置了画刷为蓝色。这时候再调用 draw 函数,则是具有绿色 5 像素宽轮廓线、蓝色填充的椭圆。 运行一下我们的程序,可以看到最终效果: [![](https://box.kancloud.cn/2015-12-29_5682324e5f463.png)](http://files.devbean.net/images/2012/10/paint-demo.png) 我们会在后面的章节详细介绍画笔`QPen`和画刷`QBrush`的属性。 另外要说明一点,请注意我们的绘制顺序,首先是直线,然后是矩形,最后是椭圆。按照这样的绘制顺序,可以看到直线是第一个绘制,位于最下一层;矩形是第二个绘制,在中间一层;椭圆是最后绘制,在最上层。 如果了解 OpenGL,肯定听说过这么一句话:OpenGL 是一个状态机。所谓状态机,就是说,OpenGL 保存的只是各种状态。比如,将画笔颜色设置成红色,那么,除非你重新设置另外的颜色,它的颜色会一直是红色。`QPainter`也是这样,它的状态不会自己恢复,除非你使用了各种设置函数。因此,如果在上面的代码中,我们在椭圆绘制之后再画一个矩形,它的样式还会是绿色 5 像素的轮廓线以及蓝色的填充,除非你显式地调用了设置函数进行状态的更新。这是大多数绘图系统的实现方式,包括 OpenGL、`QPainter`以及 Java2D。正因为`QPainter`是一个状态机,才会引出我们前面曾经介绍过的一个细节问题:由于`paintEvent()`是需要重复进入的,因此,需要注意第二次进入时,`QPainter`的状态是不是和第一次一致,否则的话可能会造成闪烁的现象。这个闪烁并不是由于双缓冲的问题,而是由于绘制状态的快速切换。