Qt的graphics View框架(轉載)

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Graphics View提供了一個界面,它既可以管理大數量的定製2D graphical items,又可與它們交互,有一個view widget可以把這些項繪製出來,並支持旋轉與縮放。這個櫃架也包含一個事件傳播結構,對於在scene中的這些items,它具有雙精度的交互能力。Items能處理鍵盤事件,鼠標的按,移動、釋放、雙擊事件,也可以跟蹤鼠標移動。Graphics View使用BSP樹來提供對item的快速查找,使用這種技術,它可以實時地繪製大規模場景,甚至以百萬items計。Graphics View在Qt 4.2中被引用,它替代了它的前輩QCanvas。

Graphics View的體系結構

Graphics View提供的是一種類似於Qt model-view的編程。多個views可以監視同一個場景,而場景包含多個具有多種幾何外形的items。
場景
QGraphicsScene 表示Graphics View中的場景,它有以下職責:
爲管理大量的items提供一個快速的接口。
傳播事件到每個item。
管理item的狀態,例如選擇,焦點處理。
提供未經變換的渲染功能,主要用於打印。
場景作爲QGraphicsItem對象的容器。通過調用QgraphicsScene::addItem()把這些Items加入到場景中。可以使用衆多的查找函數來獲取特定的items。QGraphicsScene:items()與它的許多重載函數可獲取那些與點、矩形,多邊形,向量路徑等相交或是有包含有關係的items。QGraphicsScene::itemAt()返回特定上最頂端的item。所有的item查找函數都以出棧序列返回(也就是說,第一個返回的是最頂端的,最後一個返回的是最底端的)。
QGraphicsScene  scene;
QGraphicsRectItem  *rect=scene.addRect(QRectF(0,0,100,100));
QGraphicsItem  *item=scene.itemAt(50,50);
//item==rect;
QGraphicsScene的事件傳播結構會把場景事件投遞到items,也管理多個items之間的傳遞。假如場景收到了鼠標在某個位置press事件,場景會把這個事件投遞給處在那個位置的item。QGraphicsScene也管理某種item狀態,像選擇與焦點。你可以通過調用QGraphicsScene::setSelectionArea()來選擇items,它需要提供一個任意的形狀爲參數。這個函數也作爲在QGraphicsView實現橡皮筋選擇功能的一個基礎。爲得到這些已經被選擇的items,調用QGraphicsScene::selectedItem()。另一個狀態處理是是否一個item擁有鍵盤輸入焦點。你可以調用QGraphicsScene::setFocusItem()或QGraphics::setFocus()來設定焦點,也可用QGraphicsScene::focusItem()來得到當前擁有焦點的那個item。最後,QGraphicsScene允許你通過調用QGraphicsScene::render()函數把部分場景送到繪圖設備進行渲染。
視圖
QGraphicsView提供了視圖部件,它可視化場景中的內容。你可以聯結多個視圖到同一個場景,對這個相同的數據集提供幾個視口。視口部件是一個滾動區域,它提供了滾動條以對大場景進行瀏覽。爲了使用OpenGL,你應該調用QGraphicsView::setViewport()來把一個QGLWidget設爲視口。視圖從鍵盤,鼠標接收輸入事件,在發送這些事件到場景之前,會對這些事件進行適當的翻譯(把事件座標轉換成對應的場景座標)。
利用轉換矩陣,QGraphicsView::matrix(),視圖可變換場景的座標系統。這允許高級的導航特性,如縮放,旋轉。爲了方便,QGraphicsView也提供了在視圖與場景之間進行座標轉換的函數:QGraphicsView::mapToScene(),QGraphicsView::mapForScene()。

The Item
QGraphicsItem 是場景中圖形items的基類。Graphics View 提供了一些標準的、用於典型形狀的items。像矩形(QGraphicsRectItem),橢圓(QGraphicsEllipseItem),文本(QGraphicsTextItem),當你寫定製的item時,那些最有用的一些QGraphicsItem特性也是有效的。除此這外,QGraphicsItem支持以下特性:
*鼠標按、移動、釋放、雙擊事件,鼠標懸停事件,滾輪事件,彈出菜單事件。
*鍵盤輸入焦點,鍵盤事件。
*拖拽
*組,包括父子關係,使用QGraphicsItemGroup
*碰撞檢測
Items如同QGraphicsView一樣,位於本地座標系,它也爲item與場景之間,item與item之間的座標轉換提供許多工具函數。而且,也像QGraphicsView一樣,它使用矩陣來變換它的座標系統:QGraphicsItem::matrix()。它對旋轉與縮放單個的Item比較有用。
Items可以包含別的items(孩子)。父items的轉換被它的子孫所繼承。然而,它的所有函數(也就是,QGraphicsItem::contains(),QGraphicsItem::boundingRect(),QGraphicsItem::collidesWith()),不會積累這些轉換,依然在本地座標下工作。
QGraphicsItem通過QGraphicsItem::shape(),QGraphicsItem::collideWith())來支持碰撞檢測。這兩個都是虛函數。從shape()返回你的item的形狀(以本地座標QPainterPath表示),QGraphicsItem會爲你處理所有的碰撞檢測。假如你想提供自己的碰撞檢測,你應該重新實現QGraphicsItem::collideWith()。

Graphics View 座標系統
Graphics View基於笛卡爾座標系。item在場景中的位置與幾何形狀通過x,y座標表示。當使用未經變形的視圖來觀察場景時,場景中的一個單位等於屏幕上的一個像素。在Graphics View中有三個有效的座標系統:Item座標系,場景座標系,視圖座標系。爲了簡化你的實現,Graphics View提供了方便的函數,允許三個座標系之間相互映射。
當渲染時,Graphics View的場景座標對應於QPainter的邏輯座標,視圖座標與設備座標相同。

Item座標
Items位於它們自己的座標系中。它的座標都以點(0,0)爲中心點,這也是所有變換的中心點。在item座標系中的幾何圖元,經常被稱爲item點,item線,item矩形。當創建一個定製的item,item座標是所需要考慮的。QGraphicsScene與QGraphicsView可以爲你執行所有轉換,這使得實現定製的item變得容易。舉例來說,假如你收到鼠標按或是拖進入事件,事件的位置以item座標的形式給出。QGraphicsItem::contain()虛函數,當某個點的位置在你的item範圍內時,返回true,否則返回false。這個點參數使用item座標,相似地,item的包圍矩形與形狀也使用item座標。
Item位置指的是item的中心點在它父親的座標系中的座標。以這種思想來看,場景指的就是那些祖先最少的item的“父親”。最上級的Item位置就是在場景中的位置。
子座標與父座標之間是相關的,假如孩子未經變換,子座標與父座標之間的差值等於在父座標系下,父item與子item之間的距離。例如,假如一個未經變換的子item位置與其父item的中心重合,那麼這兩個item的座標系統完全相同。如果孩子的位置是(10,0),那麼孩子座標系中的(0,10)點,對應於父座標系中的(10,10)點。
因爲item的位置與變換是相對於父item的,子item的座標不會被父親的變換影響,儘管父item的變換隱含地對子item做了變換。在上面的例子中,即使父item旋轉,縮放,子item的(0,10)點依然對應於父item的(10,10)點。然而,相對於場景來講,子item會遵循父item的變換。假如父item被縮放(2X,2X),子item的位置在場景中的座標是(20,0),它的(10,0)點則與場景中的(40,0)對應 。除了QGraphicsItem::pos(),QGraphicsItem的函數以Item座標工作,如一個item’s包圍矩形總是以item座標的形式給出。 

場景座標
場景座標系統描述了每個最頂級item的位置,也是從視圖向場景投遞場景事件的基礎。場景中的每個item有場景位置與包圍矩形(QGraphicsItem::scenePos(),QGraphicsItem::sceneBoundingRect()), 另外,它有自己本地item位置與包圍矩形。場景位置描述了item在場景座標下的位置,它的場景包圍矩形則用於QGraphicsScene決定場景中哪塊區域發生了變化。場景中的變化通過QGraphicsScene::changed()信號來通知,它的參數是場景矩形列表。 

視圖座標
視圖座標是widget的座標,視圖座標中每個單位對應一個像素。這種座標的特殊之處在於它是相對於widget或是視口的,不會被所觀察的場景所影響。QGraphicsView的視口的左上角總是(0,0),右下角總是(視口寬,視口高)。所有的鼠標事件與拖拽事件,最初以視圖座標表示,就應該把這些座標映射到場景座標以便與item交互。 

座標映射
經常,處理場景中item時,在場景與item之間,item與item之間,視圖與場景之間進行座標映射,形狀映射是非常有用的。舉例來講,當你在QGraphicsView的視口中點擊鼠標時,你應該通過調用QGraphicsView::mapToScence()與QGraphicsScene::itemAt()來獲知光標下是場景中的哪個item。假如你想獲知一個item位於視口中的什麼位置,你應該先在item上調用QGraphicsItem::mapToScene(),然後調用QGraphicsView::mapFromScene()。最後,假如你想在一個視圖橢圓中有哪些items,你應該把QPainterPath傳遞到mapToScene(),然後再把映射後的路徑傳遞到QGraphicsScene::items()。
你可以調用QGraphicsItem::mapToScene()與QGraphicsItem::mapFromScene()在item與場景之間進行座標與形狀的映射。也可以在item與其父item之間通過QGraphicsItem::mapToParent()與QGraphicsItem::mapFromItem()進行映射。所有映射函數可以包括點,矩形,多邊形,路徑。視圖與場景之間的映射也與此類似。對於從視圖與item之間的映射,你應該首先映射到場景,然後再從場景向item進行映射。

關鍵特性

縮放與旋轉
QGraphicsView通過QGraphicsView::setMatrix()支持同QPainter一樣的仿射變換,通過對一個視圖應用變換,你可以很容易地支持普通的導航特性如縮放與旋轉。下面是一個例子:
class View:;public QGraphicsView
{
Q_OBJECT
//…..
public slots:
void zoomIn() {scale(1.2,1.2);}
void zoomOut() {scale(1/1.2,1/1.2);}
void rotateLeft() {rotate(-10);}
void rotateRight() {rotate(10);}
};
這些槽應與QToolButtons聯接,並使autoRepeat有效。當對視圖變換時,QGraphicsView會對視圖中心進行校正。 

拖拽
因爲QGraphicsView繼承自QWidget,它也提供了像QWidget那樣的拖拽功能,另處,爲了方便,Graphics View櫃架也爲場景,每個item提供拖拽支持。當視圖接收到拖拽事件,它可翻譯爲QGraphicsSceneDragDropEvent,再發送到場景。場景接管這個事件,把它發送到光標下接受拖拽的第一個item。
從一個item開始拖拽時,創建一個QDrag對象,傳遞開始拖拽的那個widget的指針。Items可以同時被多個視圖觀察,但只有一個視圖可以開始拖拽。拖拽在多數情況下是從按下鼠標或是移動鼠標開始的,因此,在 mousePressEvent()或mouseMoveEvent()中,你可以從事件中得到那個原始的widget指針,例如:
void CustomItem::mousePressEvent(QGraphicsSceneMouseEvent *event)
{
 QMimeData *data=new QMimeData;
 data->setColor(Qt::green);
QDrag *drag=new QDrag(event->widget());
drag->setMimeData(data);
drag->start();
}
爲了在場景中載取拖拽事件,你應重新實現QGraphicsScene::dragEnterEvent()和在QGraphicsItem的子類裏任何與你特定場景需要的事件處理器。items也可以通過調用QGraphicsItem::setAcceptDrops()獲得拖拽支持,爲了處理將要進行的拖拽,你需要重新實現QGraphicsItem::dragEnterEvent(),QGraphicsItem::dragMoveEvent(),QGraphicsItem::dragLeaveEvent()和QGraphicsItem::dropEvent()。
光標與工具提示
像QWidget一樣,QGraphicsItem也支持光標(QgraphicsItem::setCursor)與工具提示(QGraphicsItem::setToolTip())。當光標進入到item的區域,光標與工具提示被QGraphicsView激活(通過調用QGraphicsItem::contains()檢測)。你也可以直接在視圖上設置一個缺省光標(QGraphicsView::setCursor)。
動畫
Graphics View支持幾種級別的動畫。你可以很容易地通過把QGraphicsItemAnimatoin與你的item聯結來
裝配出動畫路徑,這允許以時間線來控制動畫,在所有平臺上以穩定的速率運作。QGraphicsItemAnimation允許你爲item的位置,旋轉,縮放,剪切,變換等產生一條路徑,動畫可以用QSlider來控制,或更爲普遍使用的QTimeLine。
另一種是從QObject和QGraphicsItem繼承,item可以設置自己的定時器,以在QObject::timeEvent()中增加步進的方式來控制動畫。
第三種,是通過調用QGraphicsScene::advance()來推進場景,它又依次調用QGraphicsItem::advance().
OpenGL渲染
爲了使用OpenGL渲染,你要設置一個新的QGLWidget作爲QGraphicsView的視口:QGraphicsView::setViewPort()。假如你讓OpenGL提供反鋸齒功能,你需要OpenGL採樣緩衝支持。
QGraphicsView view(&scene);
view.setViewport(new QGLWidget(QGLFormat(QGL::SampleBuffers)));
Item組
通過把一個item做爲另一個item的孩子,你可以得到item組的大多數本質特性:這些items會一起移動,所有變換
會從父到子傳遞。QGraphicsItem也可以爲它的孩子處理所有的事件,這樣就允許以父親代表它所有的孩子,可以有效地把所有的items看作一個整體。
另外,QGraphicsItemGroup是一個特殊的item,它既對孩子事件進行處理又有一個接口把items從一個組中增加和刪除。把一個item加到
QGraphicsItemGroup仍會保留item的原始位置與變換,而給一個item重新指定父item則會讓item根據其新的父親重新定位。可以用QGraphicsScene::createItemGroup()建組。

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