Qt使用QPainter绘制3D立方体

2023-07-18 11:18:03 151

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

（网上有另一篇类似的，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：

//立方体前后四个顶点，从右上角开始顺时针
vertexArr=QVector{
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>{
{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：

主要代码：

#ifndefMYCUBE_H
#defineMYCUBE_H

#include
#include

#include
#include

classMyCube:publicQWidget
{
Q_OBJECT
public:
explicitMyCube(QWidget*parent=nullptr);

protected:
voidpaintEvent(QPaintEvent*event)override;
voidmousePressEvent(QMouseEvent*event)override;
voidmouseMoveEvent(QMouseEvent*event)override;
voidmouseReleaseEvent(QMouseEvent*event)override;

QPointFgetPoint(constQVector3D&vt,intw)const;

private:
QVectorvertexArr;//八个顶点
QVector>elementArr;//六个面
QMatrix4x4rotateMat;//旋转矩阵
QPointmousePos;//鼠标位置
boolmousePressed=false;//鼠标按下标志位
};

#endif//MYCUBE_H

#include"MyCube.h"

#include
#include
#include

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{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>{
{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
}

voidMyCube::paintEvent(QPaintEvent*event)
{
Q_UNUSED(event)
QPainterpainter(this);
//先画一个白底黑框
painter.fillRect(this->rect(),Qt::white);
QPenpen(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
constintcube_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）
QMatrix4x4perspective_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
QListvertex_list;//和矩阵运算后的顶点
QListvertex_max_list;//top顶点在arr的位置
floatvertex_max_value;//top值
//根据旋转矩阵计算每个顶点
for(inti=0;ivertex_max_value){
vertex_max_list.clear();
vertex_max_list.push_back(i);
vertex_max_value=vertex.z();
}elseif(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
QListelement_path_list;//每个面路径
QListelement_z_values;//每个面中心点的z值
QListelement_z_points;//每个面中心点在平面对应xy值
QListelement_front_list;//elementArr中表面的index
for(inti=0;ielement_front_remove;
for(inti=0;ielement_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(intindex: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(autoindex: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(inti=0;ipos();
QWidget::mousePressEvent(event);
}

voidMyCube::mouseMoveEvent(QMouseEvent*event)
{
if(mousePressed){
constQPointposOffset=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);
}

voidMyCube::mouseReleaseEvent(QMouseEvent*event)
{
mousePressed=false;
QWidget::mouseReleaseEvent(event);
}

QPointFMyCube::getPoint(constQVector3D&vt,intw)const
{
//可以用z来手动计算远小近大，也可以矩阵运算
//constfloatz_offset=vt.z()*0.1;
//returnQPointF{vt.x()*w*(1+z_offset),vt.y()*w*(1+z_offset)};
returnQPointF{vt.x()*w,vt.y()*w};
}

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持毛票票。

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