Qt 视口和窗口

1、视口和窗口的定义与原理

绘图设备的物理坐标是基本的坐标系，通过 QPainter 的平移、旋转等变换可以得到更容易操作的逻辑坐标。为了实现更方便的坐标，QPainter 还提供了视口 (Viewport)和窗口 (Window)坐标系，通过QPainter 内部的坐标变换矩阵自动转换为绘图设备的物理坐标。

视口表示绘图设备的任意一个矩形区域的物理坐标，可以只选取物理坐标的一个矩形区域用于绘图。默认情况下，视口等于绘图设备的整个矩形区。窗口与视口是同一个矩形，只不过是用逻辑坐标定义的坐标系。窗口可以直接定义矩形区的逻辑坐标范围。图下图所示是对视口和窗口的图示说明。

左图中的矩形框代表绘图设备的物理大小和坐标范围，假设宽度为 300 像素，高度为200 像素。现在要取其中间的一个正方形区域作为视口，灰色的正方形就是视口，绘图设备的物理坐标中，视口的左上角坐标为(50,0)，右下角坐标为(250,200)。定义此视口，可以使用QPainter的 setViewport()函数，其函数原型为:

void QPainter::setViewport(int x,int y, int width, int height)

要定义上图中左图中的视口，使用下面的语句:

painter.setViewport(50,0,200,200);

表示从绘图设备物理坐标系统的起点(50,0)开始，取宽度为 200、高度为 200 的一个矩形区域作为视口。

对于上图中左图的视口所表示的正方形区域，定义一个窗口(上图中右图)，窗口坐标的中心在正方形中心，并设置正方形的逻辑边长为 100。可使用QPainter 的 setWindow()函数，其函数原型为:

void QPainter::setWindow(int x,int y, int width,int height)

所以，此处定义窗口的语句是:

painter. setWindow (-50,-50,100,100);

它表示对应于视口的矩形区域，其窗口左上角的逻辑坐标是(-50,-50)，窗口宽度为 100，高度为 100。这里设置的窗口还是一个正方形，使得从视口到窗口变换时，长和宽的变化比例是相同的。实际可以任意指定窗口的逻辑坐标范围，长和宽的变化比例不相同也是可以的。

2、视口和窗口的使用实例

使用窗口坐标的优点是，只需按照窗口坐标定义来绘图，而不用管实际的物理坐标范围的大小。例如在一个固定边长为 100 的正方形窗口内绘图，当实际绘图设备大小变化时，绘制的图形会自动变化大小。这样，就可以将绘图功能与绘图设备隔离开来，使得绘图功能适用于不同大小、不同类型的设备。

实例如下：


//窗口、视口
void sample8_123QPainter::MyWinView()
{QPainter painter(this);//创建QPainter对象int W = width(); //绘图区宽度int H = height();//绘图区高度int side = qMin(W, H);//取绘图区最小值QRect rect((W - side) / 2, (H - side) / 2, side, side);painter.drawRect(rect);//Viewport大小painter.setViewport(rect);//设置Viewportpainter.setWindow(-100, -100, 200, 200);//设置窗口大小，逻辑坐标painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);//设置画笔QPen    pen;pen.setWidth(1); //线宽pen.setColor(Qt::red); //划线颜色//线型：Qt::NoPen,Qt::SolidLine, Qt::DashLine, Qt::DotLine,Qt::DashDotLine,Qt::DashDotDotLine,Qt::CustomDashLinepen.setStyle(Qt::SolidLine);//线的类型，实线、虚线等//线端点样式：Qt::FlatCap, Qt::SquareCap,Qt::RoundCappen.setCapStyle(Qt::FlatCap);//线端点样式//线的连接点样式：Qt::MiterJoin,Qt::BevelJoin,Qt::RoundJoin,Qt::SvgMiterJoinpen.setJoinStyle(Qt::BevelJoin);//线的连接点样式painter.setPen(pen);设置画刷//QBrush  brush;//brush.setColor(Qt::yellow); //画刷颜色//brush.setStyle(Qt::SolidPattern); //画刷填充样式//painter.setBrush(brush);//线性渐变QLinearGradient  linearGrad(0, 0, 100, 0);//从左到右,linearGrad.setColorAt(0, Qt::yellow);//起点颜色linearGrad.setColorAt(1, Qt::green);//终点颜色linearGrad.setSpread(QGradient::PadSpread);//展布模式painter.setBrush(linearGrad);径向渐变//QRadialGradient  radialGrad(50,0,50,50,0);radialGrad.setColorAt(0,Qt::white);//radialGrad.setColorAt(0,Qt::yellow);//radialGrad.setColorAt(1,Qt::blue);//radialGrad.setSpread(QGradient::ReflectSpread); //QGradient::PadSpread ,QGradient::RepeatSpread, QGradient::ReflectSpread//painter.setBrush(radialGrad);圆锥型渐变//QConicalGradient  coniGrad(W/2,H/2,45);//coniGrad.setColorAt(0,Qt::white);//coniGrad.setColorAt(0.5,Qt::blue);//coniGrad.setColorAt(1,Qt::red);//coniGrad.setSpread(QGradient::PadSpread);//QGradient::PadSpread ,QGradient::RepeatSpread, QGradient::ReflectSpread//painter.setBrush(coniGrad);//设置复合模式//painter.setCompositionMode(QPainter::RasterOp_NotSourceXorDestination);painter.setCompositionMode(QPainter::CompositionMode_Difference);//painter.setCompositionMode(QPainter::CompositionMode_Exclusion);// ,CompositionMode_Xor,RasterOp_NotSourceXorDestination//CompositionMode_Difference,CompositionMode_Exclusion,CompositionMode_ColorBurn,CompositionMode_Multiply//painter.save();RasterOp_SourceOrNotDestinationfor (int i = 0; i < 36; i++){painter.drawEllipse(QPoint(50, 0), 50, 50);painter.rotate(10);}
}

运行实例程序，可以得到如下图所示的图形效果。当窗口的宽度大于高度时，以高度作为正方形的边长；当高度大于宽度时，以宽度作为正方形边长，且图形是自动缩放的。

程序首先定义了一个正方形视口，正方形以绘图设备的长、宽中较小者为边长。然后定义窗口，定义的窗口是原点在中心，边长为 200 的正方形。上图的图形效果实际上是画了36 个圆得到的，循环部分的代码如下:

    for(int i = 0; i < 36; i++){painter.drawEllipse(QPoint(50, 0), 50, 50);painter.rotate(10);}

每个圆的圆心在X轴上的(50，0)，半径为 50。画完一个圆之后坐标系旋转 10°，再画相同的圆，这就巧妙应用了坐标轴的旋转。

在上面的程序中，对单个圆使用了线性渐变、径向渐变、圆锥渐变填充，单个圆从左到右，逐次渐变。使用 QPainter:setCompositionMode()函数设置组合模式，即后面绘制的图与前面绘制的图的叠加模式。函数参数是一个QPainter:CompositionMode 枚举类型值，可以查看 Qt 帮助，这个枚举类型有近 40 种取值，表示了后绘制图形与前面图形的不同叠加运算方式。

采用不同的叠加模式，可以得到不同的绘图效果，甚至是意想不到的绚丽效果。用户可以自己修改程序，设置不同渐变颜色、渐变填充模式、不同叠加模式，也许能绘制出更炫的图形呢。