qpainter绘制三角形（qt绘制3d图形）

本文实例为大家分享了使用qpainter绘制3d立方体的具体代码，供大家参考，具体内容如下

1.实现思路

（网上有类似的另一篇，不过他不是用的 qt 自带的矩阵运算类）

实现思路有点类似使用 opengl 画立方体，先准备顶点数据：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 //立方体前后四个顶点，从右上角开始顺时针 vertexarr=qvector<qvector3d>{ qvector3d{1,1,1}, qvector3d{1,-1,1}, qvector3d{-1,-1,1}, qvector3d{-1,1,1}, qvector3d{1,1,-1}, qvector3d{1,-1,-1}, qvector3d{-1,-1,-1}, qvector3d{-1,1,-1} }; //六个面，一个面包含四个顶点 elementarr=qvector<qvector<int>>{ {0,1,2,3}, {4,5,6,7}, {0,4,5,1}, {1,5,6,2}, {2,6,7,3}, {3,7,4,0} };

然后再和旋转矩阵、透视矩阵进行运算，得到 3d 顶点坐标在 2d 平面上的 xy 值。根据顶点 xy 值，得到每个面的路径，然后绘制表面的路径。

这里面比较麻烦的是判断哪些是表面，单个立方体还好，可以遍历比较 z 值，如果是多个物体运算量就大了，还是直接 opengl 吧，毕竟我这个只是画着玩的。

2.实现代码

代码 github 链接

实现效果 gif 动图：

qpainter绘制三角形（qt绘制3d图形）

主要代码：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 #ifndef mycube_h #define mycube_h #include <qwidget> #include <qmouseevent> #include <qvector3d> #include <qmatrix4x4> class mycube : public qwidget { q_object public: explicit mycube(qwidget *parent = nullptr); protected: void paintevent(qpaintevent *event) override; void mousepressevent(qmouseevent *event) override; void mousemoveevent(qmouseevent *event) override; void mousereleaseevent(qmouseevent *event) override; qpointf getpoint(const qvector3d &vt,int w) const; private: qvector<qvector3d> vertexarr; //八个顶点 qvector<qvector<int>> elementarr; //六个面 qmatrix4x4 rotatemat; //旋转矩阵 qpoint mousepos; //鼠标位置 bool mousepressed=false; //鼠标按下标志位 }; #endif // mycube_h

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 #include "mycube.h" #include <qpainter> #include <qtmath> #include <qdebug> mycube::mycube(qwidget *parent) : qwidget(parent) { // 7------------------4 // / / | // 3------------------0 | // | | | // | | | // | | | // | | | // | 6 | 5 // | | / // 2------------------1 //立方体前后四个顶点，从右上角开始顺时针 vertexarr=qvector<qvector3d>{ qvector3d{1,1,1}, qvector3d{1,-1,1}, qvector3d{-1,-1,1}, qvector3d{-1,1,1}, qvector3d{1,1,-1}, qvector3d{1,-1,-1}, qvector3d{-1,-1,-1}, qvector3d{-1,1,-1} }; //六个面，一个面包含四个顶点 elementarr=qvector<qvector<int>>{ {0,1,2,3}, {4,5,6,7}, {0,4,5,1}, {1,5,6,2}, {2,6,7,3}, {3,7,4,0} }; setfocuspolicy(qt::clickfocus); //widget默认没有焦点 } void mycube::paintevent(qpaintevent *event) { q_unused(event) qpainter painter(this); //先画一个白底黑框 painter.fillrect(this->rect(),qt::white); qpen pen(qt::black); painter.setpen(pen); painter.drawrect(this->rect().adjusted(0,0,-1,-1)); //右下角会超出范围 //思路，找到z值最高的顶点，然后绘制该顶点相邻的面 // 根据z值计算，近大远小 //（此外，qt是屏幕坐标系，原点在左上角） //矩形边框参考大小 const int cube_width=(width()>height()?height():width())/4; //投影矩阵 //（奇怪，为什么只是平移了z轴，没用perspective函数就有远小近大的效果， //在我的想象中默认不该是正交投影么） qmatrix4x4 perspective_mat; perspective_mat.translate(0.0f,0.0f,-0.1f); //计算顶点变换后坐标，包含z值max点就是正交表面可见的， //再计算下远小近大的透视投影效果齐活了 qlist<qvector3d> vertex_list; //和矩阵运算后的顶点 qlist<int> vertex_max_list; //top顶点在arr的位置 float vertex_max_value; //top值 //根据旋转矩阵计算每个顶点 for(int i=0;i<vertexarr.count();i++) { qvector3d vertex=vertexarr.at(i)*rotatemat*perspective_mat; vertex_list.push_back(vertex); //找出z值max的顶点 if(i==0){ vertex_max_list.push_back(0); vertex_max_value=vertex.z(); }else{ if(vertex.z()>vertex_max_value){ vertex_max_list.clear(); vertex_max_list.push_back(i); vertex_max_value=vertex.z(); }else if(abs(vertex.z()-vertex_max_value)<(1e-7)){ vertex_max_list.push_back(i); } } } //把原点移到中间来 painter.save(); painter.translate(width()/2,height()/2); //绘制front和back六个面，先计算路径再绘制 qlist<qpainterpath> element_path_list; //每个面路径 qlist<float> element_z_values; //每个面中心点的z值 qlist<qpointf> element_z_points; //每个面中心点在平面对应xy值 qlist<int> element_front_list; //elementarr中表面的index for(int i=0;i<elementarr.count();i++) { const qvector3d vt0=vertex_list.at(elementarr.at(i).at(0)); const qvector3d vt1=vertex_list.at(elementarr.at(i).at(1)); const qvector3d vt2=vertex_list.at(elementarr.at(i).at(2)); const qvector3d vt3=vertex_list.at(elementarr.at(i).at(3)); //单个面的路径 qpainterpath element_path; element_path.moveto(getpoint(vt0,cube_width)); element_path.lineto(getpoint(vt1,cube_width)); element_path.lineto(getpoint(vt2,cube_width)); element_path.lineto(getpoint(vt3,cube_width)); element_path.closesubpath(); //包含zmax点的就是正交表面可见的 bool is_front=true; for(int vertex_index:vertex_max_list){ if(!elementarr.at(i).contains(vertex_index)){ is_front=false; break; } } if(is_front){ element_front_list.push_back(i); } element_path_list.push_back(element_path); element_z_values.push_back((vt0.z()+vt2.z())/2); element_z_points.push_back((getpoint(vt0,cube_width)+getpoint(vt2,cube_width))/2); } //远小近大，还要把包含max但是被近大遮盖的去掉 qlist<int> element_front_remove; for(int i=0;i<element_front_list.count();i++) { for(int j=0;j<element_front_list.count();j++) { if(i==j) continue; const int index_i=element_front_list.at(i); const int index_j=element_front_list.at(j); if(element_z_values.at(index_i)>element_z_values.at(index_j) &&element_path_list.at(index_i).contains(element_z_points.at(index_j))){ element_front_remove.push_back(index_j); } } } for(int index:element_front_remove){ element_front_list.removeone(index); } //根据计算好的路径绘制 painter.setrenderhint(qpainter::antialiasing,true); //画表面 for(auto index:element_front_list){ painter.fillpath(element_path_list.at(index),qt::green); } //画被遮盖面的边框虚线 painter.setpen(qpen(qt::white,1,qt::dashline)); for(int i=0;i<element_path_list.count();i++){ if(element_front_list.contains(i)) continue; painter.drawpath(element_path_list.at(i)); } //画表面边框 painter.setpen(qpen(qt::black,2)); for(auto index:element_front_list){ painter.drawpath(element_path_list.at(index)); } painter.restore(); painter.drawtext(20,30,"drag moving"); } void mycube::mousepressevent(qmouseevent *event) { mousepressed=true; mousepos=event->pos(); qwidget::mousepressevent(event); } void mycube::mousemoveevent(qmouseevent *event) { if(mousepressed){ const qpoint posoffset=event->pos()-mousepos; mousepos=event->pos(); //旋转矩阵 x和y分量 //rotatemat.rotate(posoffset.x(),qvector3d(0.0f,-0.5f,0.0f)); //rotatemat.rotate(posoffset.y(),qvector3d(0.5f,0.0f,0.0f)); rotatemat.rotate(1.1f,qvector3d(0.5f*posoffset.y(),-0.5f*posoffset.x(),0.0f)); update(); } qwidget::mousemoveevent(event); } void mycube::mousereleaseevent(qmouseevent *event) { mousepressed=false; qwidget::mousereleaseevent(event); } qpointf mycube::getpoint(const qvector3d &vt,int w) const { //可以用z来手动计算远小近大，也可以矩阵运算 //const float z_offset=vt.z()*0.1; //return qpointf{ vt.x()*w*(1+z_offset), vt.y()*w*(1+z_offset) }; return qpointf{ vt.x()*w, vt.y()*w }; }