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前言

近期重温了一下Qt中的图形视图框架，这里将所学习的内容进行记录总结。这个框架提供了一个基于图形项的模型视图编程方法，主要有场景、视图和图形项三部分组成，下面结合示例进行展示，希望可以帮助到大家，如有错误之处，欢迎大家批评指正。

项目效果

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、场景、视图和图形项的介绍

图形视图框架由以下三个部分组成：场景QGraphicsScene、视图QGraphicsView、图形项QGraphicsItem

QGraphicsScene:该类提供了图形视图框架中的场景，是图形项对象的容器，拥有以下功能
1.提供用于管理大量图形项的高速接口
2.传播事件到每一个图形项
3.管理图形项的状态，比如选择和处理焦点
4.提供无变换的渲染功能，主要用于打印

QGraphicsView：该类提供了视图部件，用来显示场景中的内容
1.可以连接多个视图到同一个场景，为相同的数据集提供多个视口
2.视图部件是一个可滚动的区域，提供了一个滚动条来浏览大的场景
3.通过setDragMode(QGraphicsView::ScrollHandDrag)将光标变为手掌形状，可以拖动场景
4.通过setDragMode(QGraphicsView::RubberBandDrag)实现鼠标拖出矩形框来选择场景中的图形项
5.通过setViewport()设置QOpenGLWidget作为视口，使用OpenGL进行渲染

QGraphicsItem:该类是场景中图形项的基类，在图形视图框架中有提供一些典型形状的图形项
1.鼠标按下、移动、释放、双击、悬停、滚轮和右键菜单事件
2.键盘输入焦点和键盘事件
3.拖放事件
4.使用QGraphicsItemGroup实现分组
5.碰撞检测

二、图形视图框架的坐标系统

图形视图框架中有三个有效的坐标系统：场景坐标、视图坐标、图形项坐标，这三个坐标系统可以通过特定函数进行坐标映射

场景坐标：场景坐标是所有图形项的基础坐标系统，其原点在场景的中心，x和y坐标分别向右和向下增大
视图坐标：视图坐标就是视图部件的坐标，原点在QGraphicsView视口的左上角，x和y坐标分别向右和向下增大
图形项坐标：图形项使用自己的本地坐标系统，坐标通常是以它们的中心为原点(0,0)，而这也是所有变换的中心
坐标映射：实现坐标变换，不仅可以在视图、场景和图形项之间使用坐标映射，还可以在父子图形项等之间进行映射：
这里是坐标映射函数表格：

可以将我的示例中的pro文件内容修改为下面这样，来运行示例1，通过查看打印结果，直观的了解各坐标系统

#条件编译
DEFINES += EXAMPLE_1
#DEFINES += EXAMPLE_2

三、图形视图框架的事件处理

图形视图框架中的事件都是先由视图进行接收，然后传递给场景，再由场景传递给相应的图形项

1.键盘事件和图形效果：这里对图形项的键盘按下事件进行处理，并为图形项添加图形效果

//键盘按下事件处理,移动图形项
void MyItem::keyPressEvent(QKeyEvent *event)
{switch(event->key()){//移动图形项case Qt::Key_Up:   //上移{moveBy(0,-10);break;}case Qt::Key_Down:   //下移{moveBy(0,10);break;}case Qt::Key_Left:   //左移{moveBy(-10,0);break;}case Qt::Key_Right:   //右移{moveBy(10,0);break;}//添加图形效果case Qt::Key_1:   //模糊效果{QGraphicsBlurEffect *blurEffect = new QGraphicsBlurEffect;blurEffect->setBlurHints(QGraphicsBlurEffect::QualityHint);blurEffect->setBlurRadius(8);setGraphicsEffect(blurEffect);break;}case Qt::Key_2:   //染色效果{QGraphicsColorizeEffect *ColorizeEffect = new QGraphicsColorizeEffect;ColorizeEffect->setColor(Qt::white);ColorizeEffect->setStrength(0.6);setGraphicsEffect(ColorizeEffect);break;}case Qt::Key_3:   //阴影效果{QGraphicsDropShadowEffect *dropShadowEffect = new QGraphicsDropShadowEffect;dropShadowEffect->setColor(QColor(63,63,63,100));dropShadowEffect->setBlurRadius(2);dropShadowEffect->setXOffset(10);setGraphicsEffect(dropShadowEffect);break;}case Qt::Key_4:   //透明效果{QGraphicsOpacityEffect *opacityEffect = new QGraphicsOpacityEffect;opacityEffect->setOpacity(0.4);setGraphicsEffect(opacityEffect);break;}case Qt::Key_5:   //取消图形项的图形效果graphicsEffect()->setEnabled(false);break;}
}

2.鼠标悬停效果：设置鼠标悬停在图形项上面时的光标外观和提示

//悬停事件处理,设置光标外观和提示
void MyItem::hoverEnterEvent(QGraphicsSceneHoverEvent *)
{setCursor(Qt::OpenHandCursor);setToolTip(QString("我是%1号图形项").arg(m_id));
}

3.鼠标移动事件和右键菜单：实现用鼠标拖动图形项，并为图形项添加一个右键菜单

//鼠标移动事件处理,获得焦点并改变光标外观
void MyItem::mouseMoveEvent(QGraphicsSceneMouseEvent *event)
{setFocus();setCursor(Qt::ClosedHandCursor);//鼠标拖动设置图形项的场景坐标//QPointF scenePos = mapToScene(event->pos());//setPos(scenePos);//直接用这一句顶上面两句QGraphicsItem::mouseMoveEvent(event);
}//右键菜单事件处理,为图形项添加一个右键菜单
void MyItem::contextMenuEvent(QGraphicsSceneContextMenuEvent *event)
{QMenu menu;QAction *viewAction = menu.addAction("移动到视图原点");QAction *sceneAction = menu.addAction("移动到场景原点");QAction *selectedAction = menu.exec(event->screenPos());if(selectedAction == viewAction){setPos(-200,-150);   //与main函数中设置的场景矩形原点一致}else if(selectedAction == sceneAction){setPos(0,0);}
}

4.动画
（1）使用QPropertyAnimation类来为图形项的某属性创建动画

int main(int argc,char *argv[])
{...//为图形项的rotation属性创建动画MyItem *item_111 = new MyItem;item_111->setId(111);item_111->setColor(Qt::yellow);item_111->setPos(15,50);scene.addItem(item_111);QPropertyAnimation *animation = new QPropertyAnimation(item_111,"rotation");animation->setDuration(2000);animation->setStartValue(0);animation->setEndValue(360);animation->start(QAbstractAnimation::DeleteWhenStopped);...
}

（2）使用QGraphicsScene::advance()来推进场景

int main(int argc,char *argv[])
{...//创建定时器调用场景的advance()函数,并且会自动调用所有图形项的advance()函数QTimer timer;QObject::connect(&timer,&QTimer::timeout,&scene,&QGraphicsScene::advance);//timer.start(300);...
}//动画处理
void MyItem::advance(int phase)
{//第一个阶段不进行处理if(!phase){return;}//图形项向不同方向随机移动int value = qrand() % 100;if(value < 25){setRotation(45);moveBy(qrand() % 10,qrand() % 10);}else if(value < 50){setRotation(-45);moveBy(-qrand() % 10,-qrand() % 10);}else if(value < 75){setRotation(30);moveBy(-qrand() % 10,qrand() % 10);}else{setRotation(-30);moveBy(qrand() % 10,-qrand() % 10);}
}

5.碰撞检测
（1）重新实现使用QGraphicsItem::shape()函数来返回图形项准确的形状，结合碰撞判断函数使用
（2）重新实现collidesWithItem()函数来提供一个自定义的图形项碰撞算法

QGraphicsItem类中提供了下面这些碰撞判断函数：
collidesWithItem()来判断是否与指定的图形项进行了碰撞
collidesWithPath()来判断是否与指定的路径碰撞
collidingItems()来获取与该图形项碰撞的所有图形项的列表
这几个函数都有一个Qt::ItemSelectionMode参数来指定怎样进行图形项的选取，默认值是Qt::IntersectsItemShape

下面对第一种方式进行代码展示

//返回图形项对应的形状
QPainterPath MyItem::shape() const
{QPainterPath path;path.addRect(-10,-10,20,20);return path;
}//执行实际的绘图操作
void MyItem::paint(QPainter *painter,const QStyleOptionGraphicsItem *,QWidget *)
{if(hasFocus() || !collidingItems().isEmpty())   //是否获得焦点或者有碰撞{painter->setPen(QPen(QColor(255,255,255,200)));}else{painter->setPen(QPen(QColor(100,100,100,100)));}painter->setBrush(m_brushColor);painter->drawRect(-10,-10,20,20);
}

6.图形项组：QGraphicsItemGroup图形项组为图形项提供了一个容器，下面代码对其使用进行了展示

int main(int argc,char *argv[])
{...//创建图形项组MyItem *item_10 = new MyItem;item_10->setId(10);item_10->setColor(Qt::blue);MyItem *item_11 = new MyItem;item_11->setId(11);item_11->setColor(Qt::green);QGraphicsItemGroup *group = new QGraphicsItemGroup;   //手动创建图形项组group->setFlag(QGraphicsItem::ItemIsMovable);group->addToGroup(item_10);   //将图形项添加到项组group->addToGroup(item_11);item_11->setPos(30,0);scene.addItem(group);   //将项组添加到场景//QGraphicsItemGroup *group = scene.createItemGroup(scene.selectedItems());   //使用场景对象直接创建图形项组//group->QGraphicsItemGroup::setHandlesChildEvents(false);   //让项组内的图形项可以捕获自己的相关事件//group->removeFromGroup(item1);   //从项组中删除图形项//scene.destroyItemGroup(group);   //销毁整个图形项组...
}

（在QtCreator下的官方示例下有这个图形视图框架管理大量的图形项的示例:40000 Chips，可以作为参考）

7.打印：图形视图框架提供下面的渲染函数来完成打印功能
场景坐标上使用QGraphicsScene::render()函数实现打印
视图坐标上使用QGraphicsView::render()函数实现屏幕快照

int main(int argc,char *argv[])
{...//在打印机上进行打印QPrinter printer;if(QPrintDialog(&printer).exec() == QDialog::Accepted){QPainter painter1(&printer);painter1.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);scene.render(&painter1);}//实现屏幕快照功能,在项目生成的目录中保存图像QPixmap pixmap(400,300);QPainter painter2(&pixmap);painter2.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);view.render(&painter2);painter2.end();pixmap.save("view.png");...
}

8.使用OpenGL进行渲染：使用QGraphicsView::setViewport()更改QGraphicsView的视口，就可以使用OpenGL进行渲染了

int main(int argc,char *argv[])
{...//自定义视图MyView view;view.setViewport(new QOpenGLWidget);//view.setViewport(new QGLWidget(QGLFormat(QGL::SampleBuffers)));   //使用OpenGL进行渲染...
}

（在QtCreator下的官方示例下有这个图形视图框架与OpenGL渲染的示例:Boxes，可以作为参考）

可以将我的示例中的pro文件内容修改为下面这样，来运行示例2，学习图形视图框架下相关的事件处理

#条件编译
#DEFINES += EXAMPLE_1
DEFINES += EXAMPLE_2

四、示例完整代码

1.MyScene.pro

QT += widgets
QT += printsupport
QT += openglSOURCES += \main.cpp \myitem.cpp \myview.cppHEADERS += \myitem.h \myview.h#条件编译
#DEFINES += EXAMPLE_1
DEFINES += EXAMPLE_2

2.myitem.h

#ifndef MYITEM_H
#define MYITEM_H#include <QGraphicsItem>
#include <QPainter>
#include <QMenu>
#include <QCursor>
#include <QKeyEvent>
#include <QGraphicsSceneHoverEvent>
#include <QGraphicsSceneContextMenuEvent>
#include <QGraphicsEffect>
#include <QGraphicsObject>
#include <QPoint>
#include <QDebug>class MyItem : public QGraphicsObject
{
public:MyItem(QGraphicsItem *parent = 0);#if EXAMPLE_1QRectF boundingRect() const;void paint(QPainter *painter,const QStyleOptionGraphicsItem *option,QWidget *widget);
#endif#if EXAMPLE_2QRectF boundingRect() const;void paint(QPainter *painter,const QStyleOptionGraphicsItem *option,QWidget *widget);void advance(int phase);QPainterPath shape() const;void setId(int id);void setColor(const QColor &color);protected:void keyPressEvent(QKeyEvent *event);void mouseMoveEvent(QGraphicsSceneMouseEvent *event);void hoverEnterEvent(QGraphicsSceneHoverEvent *event);void contextMenuEvent(QGraphicsSceneContextMenuEvent *event);private:int m_id;QColor m_brushColor;
#endif
};
#endif // MYITEM_H

3.myitem.cpp

#include "myitem.h"MyItem::MyItem(QGraphicsItem *parent) :QGraphicsObject(parent)
{
#if EXAMPLE_2m_brushColor = Qt::red;//开启图形项的特殊功能setFlag(QGraphicsItem::ItemIsFocusable);setFlag(QGraphicsItem::ItemIsMovable);setFlag(QGraphicsItem::ItemIsSelectable);setAcceptHoverEvents(true);   //使图形项支持悬停事件
#endif
}#if EXAMPLE_1
//返回绘制图形项的矩形区域
QRectF MyItem::boundingRect() const
{qreal penWidth = 1;return QRectF(0 - penWidth/2,0 - penWidth/2,20 + penWidth,20 + penWidth);
}//执行实际的绘图操作
void MyItem::paint(QPainter *painter,const QStyleOptionGraphicsItem *,QWidget *)
{painter->setBrush(Qt::red);painter->drawRect(0,0,20,20);
}
#endif#if EXAMPLE_2
//返回绘制图形项的矩形区域
QRectF MyItem::boundingRect() const
{qreal adjust = 0.5;return QRectF(-10 - adjust,-10 - adjust,20 + adjust,20 + adjust);
}//执行实际的绘图操作
void MyItem::paint(QPainter *painter,const QStyleOptionGraphicsItem *,QWidget *)
{if(hasFocus() || !collidingItems().isEmpty())   //是否获得焦点或者有碰撞{painter->setPen(QPen(QColor(255,255,255,200)));}else{painter->setPen(QPen(QColor(100,100,100,100)));}painter->setBrush(m_brushColor);painter->drawRect(-10,-10,20,20);
}//动画处理
void MyItem::advance(int phase)
{//第一个阶段不进行处理if(!phase){return;}//图形项向不同方向随机移动int value = qrand() % 100;if(value < 25){setRotation(45);moveBy(qrand() % 10,qrand() % 10);}else if(value < 50){setRotation(-45);moveBy(-qrand() % 10,-qrand() % 10);}else if(value < 75){setRotation(30);moveBy(-qrand() % 10,qrand() % 10);}else{setRotation(-30);moveBy(qrand() % 10,-qrand() % 10);}
}//返回图形项对应的形状
QPainterPath MyItem::shape() const
{QPainterPath path;path.addRect(-10,-10,20,20);return path;
}//设置图形项序号
void MyItem::setId(int id)
{m_id = id;
}//设置填充颜色
void MyItem::setColor(const QColor &color)
{m_brushColor = color;
}//键盘按下事件处理,移动图形项
void MyItem::keyPressEvent(QKeyEvent *event)
{switch(event->key()){//移动图形项case Qt::Key_Up:   //上移{moveBy(0,-10);break;}case Qt::Key_Down:   //下移{moveBy(0,10);break;}case Qt::Key_Left:   //左移{moveBy(-10,0);break;}case Qt::Key_Right:   //右移{moveBy(10,0);break;}//添加图形效果case Qt::Key_1:   //模糊效果{QGraphicsBlurEffect *blurEffect = new QGraphicsBlurEffect;blurEffect->setBlurHints(QGraphicsBlurEffect::QualityHint);blurEffect->setBlurRadius(8);setGraphicsEffect(blurEffect);break;}case Qt::Key_2:   //染色效果{QGraphicsColorizeEffect *ColorizeEffect = new QGraphicsColorizeEffect;ColorizeEffect->setColor(Qt::white);ColorizeEffect->setStrength(0.6);setGraphicsEffect(ColorizeEffect);break;}case Qt::Key_3:   //阴影效果{QGraphicsDropShadowEffect *dropShadowEffect = new QGraphicsDropShadowEffect;dropShadowEffect->setColor(QColor(63,63,63,100));dropShadowEffect->setBlurRadius(2);dropShadowEffect->setXOffset(10);setGraphicsEffect(dropShadowEffect);break;}case Qt::Key_4:   //透明效果{QGraphicsOpacityEffect *opacityEffect = new QGraphicsOpacityEffect;opacityEffect->setOpacity(0.4);setGraphicsEffect(opacityEffect);break;}case Qt::Key_5:   //取消图形项的图形效果graphicsEffect()->setEnabled(false);break;}
}//鼠标移动事件处理,获得焦点并改变光标外观
void MyItem::mouseMoveEvent(QGraphicsSceneMouseEvent *event)
{setFocus();setCursor(Qt::ClosedHandCursor);//鼠标拖动设置图形项的场景坐标//QPointF scenePos = mapToScene(event->pos());//setPos(scenePos);//直接用这一句顶上面两句QGraphicsItem::mouseMoveEvent(event);
}//悬停事件处理,设置光标外观和提示
void MyItem::hoverEnterEvent(QGraphicsSceneHoverEvent *)
{setCursor(Qt::OpenHandCursor);setToolTip(QString("我是%1号图形项").arg(m_id));
}//右键菜单事件处理,为图形项添加一个右键菜单
void MyItem::contextMenuEvent(QGraphicsSceneContextMenuEvent *event)
{QMenu menu;QAction *viewAction = menu.addAction("移动到视图原点");QAction *sceneAction = menu.addAction("移动到场景原点");QAction *selectedAction = menu.exec(event->screenPos());if(selectedAction == viewAction){setPos(-200,-150);   //与main函数中设置的场景矩形原点一致}else if(selectedAction == sceneAction){setPos(0,0);}
}
#endif

4.myview.h

#ifndef MYVIEW_H
#define MYVIEW_H#include <QGraphicsView>
#include <QGraphicsItem>
#include <QMouseEvent>
#include <QKeyEvent>
#include <QDebug>class MyView : public QGraphicsView
{Q_OBJECTpublic:explicit MyView(QWidget *parent = 0);protected:
#if EXAMPLE_1void mousePressEvent(QMouseEvent *event);
#endif#if EXAMPLE_2void keyPressEvent(QKeyEvent *event);
#endif
};#endif // MYVIEW_H

5.myview.cpp

#include "myview.h"MyView::MyView(QWidget *parent) :QGraphicsView(parent)
{}#if EXAMPLE_1
void MyView::mousePressEvent(QMouseEvent *event)
{//视图坐标QPoint viewPos = event->pos();qDebug()<<"viewPos:"<<viewPos;//场景坐标QPointF scenePos = mapToScene(viewPos);qDebug()<<"scenePos:"<<scenePos;//图形项坐标QGraphicsItem *item = scene()->itemAt(scenePos,QTransform());if(item){QPointF itemPos = item->mapFromScene(scenePos);qDebug()<<"itemPos:"<<itemPos;}
}
#endif#if EXAMPLE_2
void MyView::keyPressEvent(QKeyEvent *event)
{switch(event->key()){case Qt::Key_Plus:scale(1.2,1.2);break;case Qt::Key_Minus:scale(1/1.2,1/1.2);break;case Qt::Key_Enter:rotate(30);break;}QGraphicsView::keyPressEvent(event);
}
#endif

6.main.cpp

#include <QApplication>
#include <QGraphicsScene>
#include <QGraphicsView>
#include <QGraphicsRectItem>
#include <QPropertyAnimation>
#include <QTime>
#include <QTimer>
#include <QDialog>
#include <QPrinter>
#include <QPrintDialog>
#include <QPixmap>
#include <QPainter>
#include <QOpenGLWidget>
#include <qgl.h>
#include "myitem.h"
#include "myview.h"#if EXAMPLE_1
//示例1：图形视图框架的结构和坐标系统
int main(int argc,char *argv[])
{QApplication app(argc,argv);//场景QGraphicsScene scene;//scene.setSceneRect(0,0,400,300);   //设置场景矩形,指定视图显示的场景区域//自定义图形项MyItem *item = new MyItem;scene.addItem(item);item->setPos(10,10);   //设置坐标//item->setZValue(1);   //将item移动到rectItem之上//添加矩形图形项QGraphicsRectItem *rectItem = scene.addRect(QRect(0,0,100,100),QPen(Qt::blue),QBrush(Qt::green));rectItem->setPos(20,20);item->setParentItem(rectItem);   //将item作为rectItem子图形项,这样item默认显示在rectItem之上//rectItem->setRotation(30);   //设置旋转//自定义视图MyView view;view.setScene(&scene);view.setForegroundBrush(QColor(255,255,0,100));view.setBackgroundBrush(QPixmap("../myscene/background.jpg"));//view.setDragMode(QGraphicsView::ScrollHandDrag);   //设置鼠标为手掌形view.resize(400,300);view .show();return app.exec();
}
#endif#if EXAMPLE_2
//示例2：图形视图框架的事件处理
int main(int argc,char *argv[])
{QApplication app(argc,argv);qsrand(QTime(0,0,0).secsTo(QTime::currentTime()));//场景QGraphicsScene scene;scene.setSceneRect(-200,-150,400,300);for(int i=0;i<5;i++){//自定义图形项MyItem *item = new MyItem;item->setId(i+1);item->setColor(QColor(qrand() % 256,qrand() % 256,qrand() % 256));item->setPos(i*50 - 90,-50);scene.addItem(item);}//自定义视图MyView view;//view.setViewport(new QOpenGLWidget);//view.setViewport(new QGLWidget(QGLFormat(QGL::SampleBuffers)));   //使用OpenGL进行渲染view.setScene(&scene);view.setBackgroundBrush(QPixmap("../myscene/background.jpg"));view.setDragMode(QGraphicsView::RubberBandDrag);   //设置鼠标可以在视图上拖出橡皮筋框view.show();//为图形项的rotation属性创建动画MyItem *item_111 = new MyItem;item_111->setId(111);item_111->setColor(Qt::yellow);item_111->setPos(15,50);scene.addItem(item_111);QPropertyAnimation *animation = new QPropertyAnimation(item_111,"rotation");animation->setDuration(2000);animation->setStartValue(0);animation->setEndValue(360);animation->start(QAbstractAnimation::DeleteWhenStopped);//创建定时器调用场景的advance()函数,并且会自动调用所有图形项的advance()函数QTimer timer;QObject::connect(&timer,&QTimer::timeout,&scene,&QGraphicsScene::advance);//timer.start(300);//创建图形项组MyItem *item_10 = new MyItem;item_10->setId(10);item_10->setColor(Qt::blue);MyItem *item_11 = new MyItem;item_11->setId(11);item_11->setColor(Qt::green);QGraphicsItemGroup *group = new QGraphicsItemGroup;   //手动创建图形项组group->setFlag(QGraphicsItem::ItemIsMovable);group->addToGroup(item_10);   //将图形项添加到项组group->addToGroup(item_11);item_11->setPos(30,0);scene.addItem(group);   //将项组添加到场景//QGraphicsItemGroup *group = scene.createItemGroup(scene.selectedItems());   //使用场景对象直接创建图形项组//group->QGraphicsItemGroup::setHandlesChildEvents(false);   //让项组内的图形项可以捕获自己的相关事件//group->removeFromGroup(item1);   //从项组中删除图形项//scene.destroyItemGroup(group);   //销毁整个图形项组//在打印机上进行打印//QPrinter printer;//if(QPrintDialog(&printer).exec() == QDialog::Accepted)//{//    QPainter painter1(&printer);//    painter1.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);//    scene.render(&painter1);//}//实现屏幕快照功能,在项目生成的目录中保存图像QPixmap pixmap(400,300);QPainter painter2(&pixmap);painter2.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);view.render(&painter2);painter2.end();pixmap.save("view.png");return app.exec();
}
#endif/*
*QtCreator下的演示示例
*图形视图框架管理大量的图形项:40000 Chips
*图形视图框架与OpenGL渲染:Boxes
*/

五、QtCreator官方示例

图形视图框架管理大量的图形项:40000 Chips

图形视图框架与OpenGL渲染:Boxes

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总结

通过以上的学习，对于这个由场景、视图和图形项这三大类组成的图形视图框架有了更加清晰的认识。文中提到的QtCreator下的官方示例我也运行查看了下，作为参考也可以学习本文示例外的一些知识，推荐大家也去看看

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hello：
共同学习，共同进步，如果还有相关问题，可在评论区留言进行讨论。

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