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
（网上有类似的另一篇，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：
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//立方体前后四个顶点，从右上角开始顺时针vertexarr=qvector<qvector3d>{ 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<qvector<int>>{ {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：
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#ifndef mycube_h#define mycube_h #include <qwidget>#include <qmouseevent> #include <qvector3d>#include <qmatrix4x4> class mycube : public qwidget{ q_objectpublic: explicit mycube(qwidget *parent = nullptr); protected: void paintevent(qpaintevent *event) override; void mousepressevent(qmouseevent *event) override; void mousemoveevent(qmouseevent *event) override; void mousereleaseevent(qmouseevent *event) override; qpointf getpoint(const qvector3d &vt,int w) const; private: qvector<qvector3d> vertexarr; //八个顶点 qvector<qvector<int>> elementarr; //六个面 qmatrix4x4 rotatemat; //旋转矩阵 qpoint mousepos; //鼠标位置 bool mousepressed=false; //鼠标按下标志位}; #endif // mycube_h |
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#include "mycube.h" #include <qpainter>#include <qtmath>#include <qdebug> 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>{ 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<qvector<int>>{ {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} void mycube::paintevent(qpaintevent *event){ q_unused(event) qpainter painter(this); //先画一个白底黑框 painter.fillrect(this->rect(),qt::white); qpen pen(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 const int cube_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） qmatrix4x4 perspective_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 qlist<qvector3d> vertex_list; //和矩阵运算后的顶点 qlist<int> vertex_max_list; //top顶点在arr的位置 float vertex_max_value; //top值 //根据旋转矩阵计算每个顶点 for(int i=0;i<vertexarr.count();i++) { qvector3d vertex=vertexarr.at(i)*rotatemat*perspective_mat; vertex_list.push_back(vertex); //找出z值max的顶点 if(i==0){ vertex_max_list.push_back(0); vertex_max_value=vertex.z(); }else{ if(vertex.z()>vertex_max_value){ vertex_max_list.clear(); vertex_max_list.push_back(i); vertex_max_value=vertex.z(); }else if(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 qlist<qpainterpath> element_path_list; //每个面路径 qlist<float> element_z_values; //每个面中心点的z值 qlist<qpointf> element_z_points; //每个面中心点在平面对应xy值 qlist<int> element_front_list; //elementarr中表面的index for(int i=0;i<elementarr.count();i++) { const qvector3d vt0=vertex_list.at(elementarr.at(i).at(0)); const qvector3d vt1=vertex_list.at(elementarr.at(i).at(1)); const qvector3d vt2=vertex_list.at(elementarr.at(i).at(2)); const qvector3d vt3=vertex_list.at(elementarr.at(i).at(3)); //单个面的路径 qpainterpath element_path; element_path.moveto(getpoint(vt0,cube_width)); element_path.lineto(getpoint(vt1,cube_width)); element_path.lineto(getpoint(vt2,cube_width)); element_path.lineto(getpoint(vt3,cube_width)); element_path.closesubpath(); //包含zmax点的就是正交表面可见的 bool is_front=true; for(int vertex_index:vertex_max_list){ if(!elementarr.at(i).contains(vertex_index)){ is_front=false; break; } } if(is_front){ element_front_list.push_back(i); } element_path_list.push_back(element_path); element_z_values.push_back((vt0.z()+vt2.z())/2); element_z_points.push_back((getpoint(vt0,cube_width)+getpoint(vt2,cube_width))/2); } //远小近大，还要把包含max但是被近大遮盖的去掉 qlist<int> element_front_remove; for(int i=0;i<element_front_list.count();i++) { for(int j=0;j<element_front_list.count();j++) { if(i==j) continue; const int index_i=element_front_list.at(i); const int index_j=element_front_list.at(j); if(element_z_values.at(index_i)>element_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(int index: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(auto index: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(int i=0;i<element_path_list.count();i++){ if(element_front_list.contains(i)) continue; painter.drawpath(element_path_list.at(i)); } //画表面边框 painter.setpen(qpen(qt::black,2)); for(auto index:element_front_list){ painter.drawpath(element_path_list.at(index)); } painter.restore(); painter.drawtext(20,30,"drag moving");} void mycube::mousepressevent(qmouseevent *event){ mousepressed=true; mousepos=event->pos(); qwidget::mousepressevent(event);} void mycube::mousemoveevent(qmouseevent *event){ if(mousepressed){ const qpoint posoffset=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);} void mycube::mousereleaseevent(qmouseevent *event){ mousepressed=false; qwidget::mousereleaseevent(event);} qpointf mycube::getpoint(const qvector3d &vt,int w) const{ //可以用z来手动计算远小近大，也可以矩阵运算 //const float z_offset=vt.z()*0.1; //return qpointf{ vt.x()*w*(1+z_offset), vt.y()*w*(1+z_offset) }; return qpointf{ vt.x()*w, vt.y()*w };} |
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