一、QCPColorMap 概述

QCPColorMap 是 QCustomPlot 中用于绘制二维颜色图的类，可以将矩阵数据可视化为颜色图（热力图），支持自定义色标和插值方式。

二、主要属性

属性	类型	描述
data	QCPColorMapData	存储颜色图数据的对象
interpolate	bool	是否启用像素插值
tightBoundary	bool	是否紧密贴合数据边界
colorScale	QCPColorScale*	关联的色标
gradient	QCPColorGradient	使用的颜色渐变
name	QString	颜色图名称
visible	bool	是否可见
selectable	bool	是否可选择
selected	bool	当前是否被选中

色渐变QCPColorGradient，它决定了颜色图的数据对应的是什么颜色，QCPColorGradient预定义了9种颜色渐变，如下图所示： 

 

三、常用方法

1. 数据相关方法

方法	参数	返回值	描述
setData	QCPColorMapData *data	void	设置数据对象
data	-	QCPColorMapData*	获取数据对象
updateColors	-	void	强制更新颜色
rescaleDataRange	bool recalculateDataBounds	void	重新缩放数据范围

2. 样式设置方法

方法	参数	返回值	描述
setInterpolate	bool enabled	void	设置是否插值
setTightBoundary	bool enabled	void	设置紧密边界
setColorScale	QCPColorScale *colorScale	void	设置关联色标
setGradient	const QCPColorGradient &gradient	void	设置颜色渐变
setSelectedPen	const QPen &pen	void	设置选中边框画笔
setSelectedBrush	const QBrush &brush	void	设置选中填充画刷

3. 交互相关方法

方法	参数	返回值	描述
setSelectable	QCP::SelectionType selectable	void	设置可选择类型
selectTest	const QPointF &pos, bool onlySelectable, QVariant *details	double	测试点是否选中

四、信号

信号	参数	描述
selectionChanged	bool selected	选中状态改变时触发
selectableChanged	QCP::SelectionType selectable	可选择状态改变时触发

五、基础使用示例

cpp

// 创建颜色图
QCPColorMap *colorMap = new QCPColorMap(customPlot->xAxis, customPlot->yAxis);

// 设置数据维度 (nx, ny)
int nx = 200;
int ny = 200;
colorMap->data()->setSize(nx, ny);

// 设置数据范围
colorMap->data()->setRange(QCPRange(0, 10), QCPRange(0, 10));

// 填充数据
for (int x=0; x<nx; ++x) {
    for (int y=0; y<ny; ++y) {
        double dx = 10.0*x/(nx-1);
        double dy = 10.0*y/(ny-1);
        double value = sin(dx)*cos(dy);
        colorMap->data()->setCell(x, y, value);
    }
}

// 设置颜色渐变
colorMap->setGradient(QCPColorGradient::gpThermal);

// 添加色标
QCPColorScale *colorScale = new QCPColorScale(customPlot);
customPlot->plotLayout()->addElement(0, 1, colorScale);
colorScale->setType(QCPAxis::atRight);
colorMap->setColorScale(colorScale);

// 设置轴标签
customPlot->xAxis->setLabel("X Axis");
customPlot->yAxis->setLabel("Y Axis");
colorScale->axis()->setLabel("Value");

// 自动调整范围
colorMap->rescaleDataRange();
customPlot->rescaleAxes();

// 刷新显示
customPlot->replot();

六、高级功能示例

1. 自定义颜色渐变

cpp

// 创建自定义渐变
QCPColorGradient customGradient;
customGradient.setColorStopAt(0.0, Qt::blue);
customGradient.setColorStopAt(0.5, Qt::green);
customGradient.setColorStopAt(1.0, Qt::red);
colorMap->setGradient(customGradient);

// 设置渐变类型 (线性/对数)
colorMap->setGradient(QCPColorGradient::gpThermal);
colorMap->gradient().setNanColor(Qt::gray); // 设置NaN值的颜色

2. 实时更新数据

cpp

// 创建定时器更新数据
QTimer *timer = new QTimer(this);
connect(timer, &QTimer::timeout, [=](){
    static double phase = 0;
    phase += 0.1;
    
    // 更新数据
    for (int x=0; x<nx; ++x) {
        for (int y=0; y<ny; ++y) {
            double dx = 10.0*x/(nx-1);
            double dy = 10.0*y/(ny-1);
            double value = sin(dx + phase)*cos(dy + phase);
            colorMap->data()->setCell(x, y, value);
        }
    }
    
    colorMap->rescaleDataRange();
    customPlot->replot();
});
timer->start(100); // 每100ms更新一次

3. 添加数据选择交互

cpp

// 启用选择
colorMap->setSelectable(QCP::stSingleData);

// 连接选择信号
connect(customPlot, &QCustomPlot::plottableClick, [=](QCPAbstractPlottable *plottable, int dataIndex){
    if (plottable == colorMap) {
        int x, y;
        colorMap->data()->indexToCell(dataIndex, x, y);
        double key = colorMap->data()->keyRange().lower + x*colorMap->data()->keyRange().size()/colorMap->data()->keySize();
        double value = colorMap->data()->valueRange().lower + y*colorMap->data()->valueRange().size()/colorMap->data()->valueSize();
        double z = colorMap->data()->cell(x, y);
        
        qDebug() << "点击位置: (" << key << "," << value << ") 值: " << z;
    }
});

七、性能优化技巧

1. 数据分块处理：

   cpp

   // 对于大数据集，分块处理
   const int blockSize = 100;
   for (int x=0; x<nx; x+=blockSize) {
       for (int y=0; y<ny; y+=blockSize) {
           // 处理当前块...
       }
   }

2. 关闭抗锯齿：

   cpp

   colorMap->setAntialiased(false); // 提高渲染性能

3. 使用OpenGL加速：

   cpp

   customPlot->setOpenGl(true); // 启用OpenGL加速

4. 限制重绘区域：

   cpp

   // 只重绘颜色图所在区域
   colorMap->layer()->replot();

八、QCPColorMapData 关键方法

方法	参数	描述
setSize	int keySize, int valueSize	设置数据矩阵大小
setRange	QCPRange keyRange, QCPRange valueRange	设置数据范围
setKeyRange	QCPRange keyRange	设置键轴范围
setValueRange	QCPRange valueRange	设置值轴范围
setCell	int keyIndex, int valueIndex, double z	设置单个单元格值
setData	double key, double value, double z	通过坐标设置值
cellToCoord	int keyIndex, int valueIndex, double *key, double *value	索引转坐标
coordToCell	double key, double value, int *keyIndex, int *valueIndex	坐标转索引

QCPColorMap 是科学数据可视化的强大工具，特别适合显示二维矩阵数据，如温度分布、地形高度、概率密度等。通过合理配置，可以创建出高度定制化的热力图可视化效果。