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前言

Qt的Graphics/View框架被用来存放、显示二维图形元素，处理那些对图形元素进行操作的交互命令。

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一、Qt图形系统介绍

Qt 应用程序的图形界面包含各种控件，比如窗口、按钮、滚动条等。所有这些控件对象都具有一个共同的基类QWidget。一个QWidget对象是构成图形界面的基本单位。它能够在屏幕上绘制自己，能够处理鼠标、键盘事件。控件所占的屏幕区域总是矩形的。在屏幕上显示多个控件时会按照一定的顺序逐个显示。我们称先被显示的控件位于“底层”，后被显示的位于“顶层”。当多个控件所占区域重叠时，顶层控件会遮挡底层控件。

我们知道，控件之间可以形成父子关系，比如对于一个对话框，其中的按钮、滚动条等为子控件，对话框为父控件。子控件常常作为父控件的数据成员出现，所以我们也称一个父控件包含一个子控件，或者一个子控件被嵌入到一个父控件中。大部分控件都作为子控件出现，没有父控件的控件被称为窗口。通常，一个窗口的四周具有边框，其顶部具有一个标题。Qt的QMainWindow以及QDialog是常用的窗口控件。父控件的尺寸较大，子控件的尺寸较小。当子控件的部分或者全部落在父控件区域之外时，只有位于父控件区域之内的部分才会被绘制。一个图形界面由多个控件层叠而成，父控件位于底层，而子控件位于顶层。Qt总会先绘制底层的控件再绘制顶层的控件，以形成层叠效果。

绘制一个几何图形需要做两方面工作。

（1）计算该图形中每个像素的坐标位置。比如在绘制一个线段时，我们往往只是给定起点、终点的坐标，绘制时就需要计算线段上任意一点的坐标。虽然理论上一个线段有无穷多个点，但是由于计算机屏幕、打印机等图形输出设备的分辨率是有限的，我们只需要计算该线段上有限个点的坐标，类QPainter负责完成此项任务。

（2）将计算出来的轨迹输出到特定设备，比如屏幕或者打印机，类QPainterDevice表示这些设备。

程序员通常使用QPainter的构造函数QPainter ( QPaintDevice * device )构造一个对象，调用该对象的图形绘制函数，即可在参数device所指的设备上绘制图形。QPainter提供了丰富的图形绘制函数，经常使用的图形绘制函数如下。drawLine()，drawPolyline()和drawArc()分别绘制直线、折线、曲线，drawRect()，drawEllipse()，drawPolygon()，drawPie()分别绘制矩形、椭圆、多边形、馅饼形。绘制前，我们可以调用setPen()设定线宽、线的颜色等参数。如果被绘制的图形是封闭的，图形内部将被填充。函数setBrush()设置填充颜色、填充模式等。为了输出文字，可以调用drawText()，而setFont()可以设置字体、字号等。

二、Graphics/View框架

Qt的Graphics/View框架被用来存放、显示二维图形元素，处理那些对图形元素进行操作的交互命令。

该框架包含3个核心类：QgraphicsItem，QgraphicsScene，QGraphicsView。QGraphicsItem表示被显示的图形元素。QGraphicsScene表示囊括了所有图形元素的场景。该类只表示一个场景由哪些图形元素组成，并不负责显示其中的元素。QGraphicsView负责显示一个场景中的部分或者全部图形元素。一个场景可以对应多个QGraphicsView对象，以显示一个场景的不同区域，或者以不同的方式来显示该场景。

Graphic/View框架还处理那些对图形元素进行操作的交互命令。例如，当用户单击左键、试图选择某个图形元素时，QGraphicsView将鼠标坐标换算为QGraphicsScene的坐标，遍历各个QGraphicsItem对象，判断哪个图形元素被单击。

QGraphicsScene维护一个列表，记录哪些图形元素被选中。另外，它还维护一个数据结构，记录哪个或者哪些图形元素获得聚焦。用户的键盘事件经由QGraphicsView传递给QGraphicsScene，后者将键盘事件传递给获得聚焦的图形元素。

Graphics View框架涉及如下图所示的3个坐标系。每个图形元素（QGraphicsItem对象）有其自身的坐标系，可以自由选择原点位置，坐标值具有浮点精度。所有图形元素组成的场景（QGraphicsScene对象）拥有自己的坐标系，可以自由选择原点位置，坐标值也具有浮点精度。以上两个坐标系和具体显示设备（比如屏幕）无关，所以它们的坐标值具有浮点精度。每个视图（QGraphicsView对象）也拥有自己的坐标系。由于这个坐标系和具体显示设备密切相关，而任何一个显示设备的分辨率都是有限的，因而这个坐标系中的坐标值只能是整数，不能是浮点数。该坐标系的坐标原点被固定为视图左上角。以上3个类的成员函数仅使用与该类对应的坐标系。

场景中的图形元素在二维空间上可能发生部分或者全部重叠，称为图形元素之间的碰撞。有些应用场合允许碰撞的发生，比如在类似于Visio这样的绘图程序中，用户可以将一个椭圆元素和一个文本元素重叠，得到一个内部有文字标注的椭圆图形。而其他一些应用场合则禁止碰撞的发生。比如在电路板布线程序中，表示电子元件的图形元素不能够碰撞。碰撞的检测是由QGraphicsScene和QGraphicsItem协作完成的。QGraphicsItem有一个虚函数shape()，负责返回其自身的轮廓。QGraphicsScene的成员函数collidingItems()负责查询场景中每个图形元素的轮廓，判断哪些元素和某个指定的元素相撞。