QT-2D坐标变换系统

2013年12月26日 由 Creater 留言 »

函数接口

translate()函数,进行平移变换;scale()函数,进行比例变换;rotate()函数,进行旋转变换;shear()函数,进行扭曲变换。
函数save()和restore(),利用它们来保存和弹出坐标系的状态,从而实现快速利用几个变换来绘图

坐标系简介

Qt中每一个窗口都有一个坐标系,默认的,窗口左上角为坐标原点,然后水平向右依次增大,水平向左依次减小,垂直向下依次增大,垂直向上依次减小。原点即为(0,0)点,然后以像素为单位增减。 如下的代码简单演示了这段话。

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *) {
    QPainter painter(this);
    painter.setBrush(Qt::red);
    painter.drawRect(0,0,100,100);
    painter.setBrush(Qt::yellow);
    painter.drawRect(-50,-50,100,100);
}

先在原点(0,0)绘制了一个长宽都是100像素的红色矩形,又在(-50,-50)点绘制了一个同样大小的黄色矩形。可以看到,我们只能看到黄色矩形的一部分。效果如下图。
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坐标系变换

坐标系变换是利用变换矩阵来进行的,我们可以利用QTransform类来设置变换矩阵,因为一般我们不需要进行更改,所以这里不在涉及。下面我们只是对坐标系的平移,缩放,旋转,扭曲等应用进行介绍。

1.translate()平移

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *) {
    QPainter painter(this);
    painter.setBrush(Qt::yellow);
    painter.drawRect(0,0,50,50);
    painter.translate(100,100); //将点(100,100)设为原点
    painter.setBrush(Qt::red);
    painter.drawRect(0,0,50,50); //在新坐标系下画矩形
    painter.translate(-100,-100);//平移原点到原来位置
    painter.drawLine(0,0,20,20); //在原来坐标系下划线
}

先画一矩形,再平移原点并作为新坐标系,然后画一矩形,再平移原点到旧的坐标系并划线。
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2.利用scale()函数进行比例变换,实现缩放效果

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *) {
    QPainter painter(this);
    painter.setBrush(Qt::yellow);
    painter.drawRect(0,0,100,100);
    painter.scale(2,2); //放大两倍
    painter.setBrush(Qt::red);
    painter.drawRect(50,50,50,50);
}

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我们将横纵坐标都扩大2倍,然后运行程序,查看效果:我们点击矩形右下顶点,是(100,100),比以前的(50,50)扩大了2倍。

3.利用shear()函数就行扭曲变换

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *) {
    QPainter painter(this);
    painter.setBrush(Qt::yellow);
    painter.drawRect(0,0,50,50);
    painter.shear(0,1); //纵向扭曲变形
    painter.setBrush(Qt::red);
    painter.drawRect(50,0,50,50);
}

结果如下,painter.shear(0,1),是对纵向进行扭曲,0表示不扭曲,当将第一个0更改时就会对横行进行扭曲,关于扭曲变换到底是什么效果,你观察一下是很容易发现的。
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这里,painter.shear(0,1),是对纵向进行扭曲,0表示不扭曲,当将第一个0更改时就会对横行进行扭曲,关于扭曲变换到底是什么效果,你观察一下是很容易发现的。

4.rotate()函数进行比例变换,实现缩放效果

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *) {
    QPainter painter(this);
    painter.drawLine(0,0,100,0);
    painter.rotate(30); //以原点为中心,顺时针旋转30度
    painter.drawLine(0,0,100,0);
    painter.translate(100,100);
    painter.rotate(30);
    painter.drawLine(0,0,100,0);
}

因为默认的rotate()函数是以原点为中心进行顺时针旋转的,所以我们要想使其以其他点为中心进行旋转,就要先进行原点的变换。这里的painter.translate(100,100)将(100,100)设置为新的原点.
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如图所示两条直线并不平行,假设我们想要的是画两条平行的线段,原来来 painter.rotate(30)将坐标轴已经旋转,可以 painter.rotate(-30)来补偿先前的旋转。

坐标系状态的保护

我们可以先利用save()函数来保存坐标系现在的状态,然后进行变换操作,操作完之后,再用restore()函数将以前的坐标系状态恢复,其实就是一个入栈和出栈的操作。

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *) {
    QPainter painter(this);
    painter.save(); //保存坐标系状态
    painter.translate(100,100);
    painter.drawLine(0,0,50,50);
    painter.restore(); //恢复以前的坐标系状态
    painter.drawLine(0,0,50,50);
}

这样就画出两条平行的直线。

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