【QT】QT从零入门教程(十三)：QT画笔工具QPainter (双缓冲绘图)

  QPainter 用于执行绘图操作，其提供的 API 在 GUI 或 QImage、QOpenGLPaintDevice、QWidget 和QPaintDevice 显示图形（线、形状、渐变等）、文本和图像。

  绘图系统由 QPainter 完成具体的绘制操作，QPainter 类提供了大量高度优化的函数来完成 GUI 编程所需要的大部分绘制工作。它可以绘制一切想要的图形，从最简单的一条直线到其他任何复杂的图形，例如：点、线、矩形、弧形、饼状图、多边形、贝塞尔弧线等。此外，QPainter 也支持一些高级特性，例如反走样（针对文字和图形边缘）、像素混合、渐变填充和矢量路径等，QPainter 也支持线性变换，例如平移、旋转、缩放。

  QPainter 一般在部件的绘图事件 paintEvent() 中进行绘制，首先创建 QPainter 对象，然后进行图形的绘制，最后记得销毁 QPainter 对象。当窗口程序需要升级或者重新绘制时，调用此成员函数。使用 repaint()和 update() 后，调用函数 paintEvent()。

  首先要理解双缓冲绘图，可以从博客简易画板(双缓冲绘图)中学习基本原理。

1.按鼠标，移动画图，现在看到画的的图形是在tempImage上，image待机.

2.松开鼠标，将tempImage上的图形复制到image上，但是tempImage上的图形并没有消失，因为它不是临时变量，这时看到的图形其实就是image和tempImage上两张图重合在一起的图像。

3.按下鼠标再次绘图（这时image和tempImage上都有刚才画好的图，即历史记录都保存下来了），这时的图又画在tempImage上，此时image待机，松开鼠标，tempImage的图形又画在了image上.

  在原有基础上，添加自己想要的绘制功能，如钢笔、线条、圆形、椭圆、三角形、菱形、矩形、正方形、六边形。

#ifndef PAINTWIDGET_H
#define PAINTWIDGET_H

#include <QtGui>
#include <QtWidgets>
#include <QMainWindow>

class PaintWidget :public QLabel
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit PaintWidget(QWidget *parent = 0);
    enum shape {
        Pen = 1,Line,Ellipse,Circle, Triangle, Rhombus, 
        Rect, Square, Hexagon, Null
    };
    void paint(QImage &theImage);
    void setImage(QImage img);
    QImage getImage(); // 外部获取图像

    void setShape(PaintWidget::shape );                     // 设置绘制类型
    void setPenWidth(int w);                                // 设置画笔宽度
    void setPenColor(QColor c);                             // 设置画笔颜色

protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *);
    void mousePressEvent(QMouseEvent *);
    void mouseMoveEvent(QMouseEvent *);
    void mouseReleaseEvent(QMouseEvent *);

private:
    PaintWidget::shape type;
    int penWidth; 
    QColor penColor;
    QImage image;
    QImage tempImage;
    QPoint lastPoint;
    QPoint endPoint;
    bool isDrawing;
};

#endif// !PAINTWIDGET_H

#include <QtGui>
#include <QtWidgets>
#include <QMainWindow>
#include "header/PaintWidget.h"

PaintWidget::PaintWidget(QWidget *parent) :
    QLabel(parent)
{
    isDrawing = false;
}

void PaintWidget::setImage(QImage img)              // 读入图像
{
    image = img; 
    tempImage = image;
}

QImage PaintWidget::getImage()                      // 外部获取图像
{
    if (image.isNull() != true)
        return image;
}

void PaintWidget::setShape(PaintWidget::shape t)    // 设置绘制类型
{
    type = t;
}

void PaintWidget::setPenWidth(int w)                    // 设置画笔宽度
{
    penWidth = w;
}

void PaintWidget::setPenColor(QColor c)                         // 设置画笔颜色
{
    penColor = c;
}

void PaintWidget::paintEvent(QPaintEvent *) {
    QPainter painter(this);
    if (isDrawing == true) {
        painter.drawImage(0, 0, tempImage);// 如果正在绘图，既鼠标点击或者正在移动，画在tempImage上  
    }
    else {
        painter.drawImage(0, 0, image);// 如果鼠标释放，将图保存在image上  
    }
}

void PaintWidget::mousePressEvent(QMouseEvent *event) {
    if (event->button() == Qt::LeftButton) {
        lastPoint = event->pos();
        isDrawing = true;// 鼠标点击开始绘图，移动表示正在绘图  
    }
}

void PaintWidget::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event) {

    if (event->buttons() & Qt::LeftButton) {// 鼠标为左键且正在移动  
        endPoint = event->pos();
        tempImage = image;
        if (type == Pen) {// 如果工具为画笔，不用双缓冲直接画在画板上  
            paint(image);
        }
        else { // 否则用双缓冲绘图  
            paint(tempImage);
        }
    }
}
void PaintWidget::mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event) {
    isDrawing = false;
    if (type != Pen) {
        paint(image);
    }
}

void PaintWidget::paint(QImage &theImage) {
    QPainter p(&theImage);
    QPen apen;  
    apen.setWidth(penWidth);    // 设置画笔宽度
    apen.setColor(penColor);    // 设置画笔颜色
    p.setPen(apen);// 设置绘图工具画笔线条宽度为4                  
    p.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true); // 反走样

    int x1, y1, x2, y2;
    x1 = lastPoint.x();
    y1 = lastPoint.y();
    x2 = endPoint.x();
    y2 = endPoint.y();

    switch (type) {                 // 画图 
    case PaintWidget::Pen: 
    {
        p.drawLine(lastPoint, endPoint);
        lastPoint = endPoint;
        break;
    }
    case  PaintWidget::Line: 
    {
        p.drawLine(lastPoint, endPoint);
        break;
    }
    case PaintWidget::Ellipse: 
    {
        p.drawEllipse(x1, y1, x2 - x1, y2 - y1);
        break;
    }
    case PaintWidget::Circle: 
    {
        double length = (x2 - x1) > (y2 - y1) ? (x2 - x1) : (y2 - y1);
        p.drawEllipse(x1, y1, length, length);
        break;
    }
    case PaintWidget::Triangle: 
    {
        int top, buttom, left, right;
        top = (y1 < y2) ? y1 : y2;
        buttom = (y1 > y2) ? y1 : y2;
        left = (x1 < x2) ? x1 : x2;
        right = (x1 > x2) ? x1 : x2;

        if (y1 < y2)
        {
            QPoint points[3] = { QPoint(left,buttom),   QPoint(right,buttom),   QPoint((right + left) / 2,top) };
            p.drawPolygon(points, 3);
        }
        else
        {
            QPoint points[3] = { QPoint(left,top),  QPoint(right,top),  QPoint((left + right) / 2,buttom) };
            p.drawPolygon(points, 3);
        }
        break;
    }
    case PaintWidget::Rhombus: 
    {
        int top, buttom, left, right;
        top = (y1 < y2) ? y1 : y2;
        buttom = (y1 > y2) ? y1 : y2;
        left = (x1 < x2) ? x1 : x2;
        right = (x1 > x2) ? x1 : x2;

        QPoint points[4] = { 
            QPoint(left,(top + buttom) / 2),
            QPoint((left + right) / 2,buttom),
            QPoint(right,(top + buttom) / 2), 
            QPoint((left + right) / 2,top) };
        p.drawPolygon(points, 4);
        break;
    }
    case PaintWidget::Rect: 
    {
        p.drawRect(x1, y1, x2 - x1, y2 - y1);
        break;
    }
    case PaintWidget::Square: 
    {
        double length = (x2 - x1) > (y2 - y1) ? (x2 - x1) : (y2 - y1);
        p.drawRect(x1, y1, length, length);
        break;
    }
    case PaintWidget::Hexagon: 
    {
        QPoint points[6] = {
            QPoint(x1,y1),
            QPoint(x2,y1),
            QPoint((3 * x2 - x1) / 2,(y1 + y2) / 2),
            QPoint(x2,y2),
            QPoint(x1,y2),
            QPoint((3 * x1 - x2) / 2,(y1 + y2) / 2) };
        p.drawPolygon(points, 6);
        break;
    }
    case PaintWidget::Null:
    {
        ;
    }
    default:
        break;
    }

    update();// 重绘  
}

---

  至于如何运用PaintWidget类，这里只是给个示例：

// 头文件 
// 修改imgLabel的定义，原本是QLabel，现在改成PaintWidget
// 原本的图像显示方法也需要相应修改，即修改成imgLabel->setImage()和imgLabel->getImage()
PaintWidget *imgLabel;             // 图像显示框


// cpp 
// 需要时就使用setShape函数
imgLabel->setShape(PaintWidget::Null);      // 退出绘制模式
imgLabel->setShape(PaintWidget::Pen);       // 钢笔
imgLabel->setShape(PaintWidget::Line);      // 线条
imgLabel->setShape(PaintWidget::Ellipse);   // 椭圆
imgLabel->setShape(PaintWidget::Circle);    // 圆形
imgLabel->setShape(PaintWidget::Triangle);  // 三角形
imgLabel->setShape(PaintWidget::Rhombus);   // 菱形
imgLabel->setShape(PaintWidget::Rect);      // 矩形
imgLabel->setShape(PaintWidget::Square);    // 正方形
imgLabel->setShape(PaintWidget::Hexagon);   // 六边形