使用QGraphicsItem自定义同心圆、旋转矩形和箭头等Item框体组件 c++

1、背景在视觉项目开发过程中碰到了图像显示和ROI矩形框或其他框体的显示的需求，最早我在开发过程中直接将Halcon的显示窗口直接贴在Qt的控件上，这样就省去了图像转换后再绘图的操作（Halcon具有独特的图像格式HObject），但是Halcon没有图层的概念，只有create_drawing_object_circle这些算子可以使用，但这些在图像实时刷新的时候比较耗时且也没有图层可以操作（Win环境实时效果还行，Linux下较难实现实时效果），采用Qpixmap显示在UI端，并使用QGraphicsItem来实现自定义的图形显示需求，效果比使用Halcon窗口显示要好很多，本篇就如何实现自定义的QGraphicsItem开发实现各种图形的显示进行展开。
2、效果展示目前根据需求，给出了如下图所示的图形的自定义效果，可以根据需要创建不同形状的图形框：

文章图片

3、自定义创建同心圆 3.1 同心圆的创建首先在创建的同心圆构造类里，有中心点，两个圆半径，以及两个圆上的Edge点（用于拖动改变圆大小），其类的定义如下

// 同心圆 class BConcentricCircle : public BCircle { public: BConcentricCircle(qreal x, qreal y, qreal radius1, qreal radius2, ItemType type); enum { Type = 22}; int type() const { return Type; } void updateOtherRadius(); void setAnotherEdge(QPointF p); protected: virtual QRectF boundingRect() const override; virtual void paint(QPainter *painter, const QStyleOptionGraphicsItem *option, QWidget *widget) override; virtual void contextMenuEvent(QGraphicsSceneContextMenuEvent *event) override; public: QPointF m_another_edge; qreal m_another_radius; };

同心圆的策略是在圆的基础上再画一个圆，所以在其构造函数中要先去定义同心圆的几个点-圆心、圆上边缘点。

BConcentricCircle::BConcentricCircle(qreal x, qreal y, qreal radius1, qreal radius2, ItemType type) : BCircle(x, y, radius1, type), m_another_edge(x+radius2*sqrt(2)/2, y+radius2*sqrt(2)/2) { BPointItem *point = new BPointItem(this, m_another_edge, BPointItem::Special); point->setParentItem(this); m_pointList.append(point); m_pointList.setRandColor(); updateOtherRadius(); }

由构造函数可知，同心圆是由一个圆和另一个圆组成，其包含BCircle(x, y, radius1, type)，再以圆心和m_another_edge(x+radius2sqrt(2)/2, y+radius2sqrt(2)/2)去画另一个圆。其他部分实现如下：

void BConcentricCircle::updateOtherRadius() { m_another_radius = sqrt(pow(m_center.x() - m_another_edge.x(), 2) + pow(m_center.y() - m_another_edge.y(), 2)); }void BConcentricCircle::setAnotherEdge(QPointF p) { m_another_edge = p; }QRectF BConcentricCircle::boundingRect() const { qreal temp = m_radius > m_another_radius ? m_radius : m_another_radius; return QRectF(m_center.x() - temp, m_center.y() - temp, temp * 2, temp * 2); }void BConcentricCircle::paint(QPainter *painter, const QStyleOptionGraphicsItem *option, QWidget *widget) { painter->setPen(this->pen()); painter->setBrush(this->brush()); QRectF ret(m_center.x() - m_another_radius, m_center.y() - m_another_radius, m_another_radius * 2, m_another_radius * 2); painter->drawEllipse(ret); BCircle::paint(painter, option, widget); }

3.2 同心圆改变大小创建同心圆时为我们创建了3个点，一个圆心点，一个内圆边缘点，一个外圆边缘点，拖动圆心点时，可实现Item整体的移动，而拖动内圆或外圆上的点时可以改变圆的大小。这里是创建一个点的类来实现拖动改变的效果。

class BPointItem : public QObject, public QAbstractGraphicsShapeItem { Q_OBJECTpublic: enum PointType { Center = 0, // 中心点 Edge,// 边缘点（可拖动改变图形的形状、大小） Special// 特殊功能点 }; BPointItem(QAbstractGraphicsShapeItem* parent, QPointF p, PointType type); QPointF getPoint() { return m_point; } void setPoint(QPointF p) { m_point = p; }protected: virtual QRectF boundingRect() const override; virtual void paint(QPainter *painter, const QStyleOptionGraphicsItem *option, QWidget *widget) override; virtual void mouseMoveEvent(QGraphicsSceneMouseEvent *event) override; private: QPointF m_point; PointType m_type; };

其中Paint函数用于画点，其实现函数如下：

void BPointItem::paint(QPainter *painter, const QStyleOptionGraphicsItem *option, QWidget *widget) { Q_UNUSED(option); Q_UNUSED(widget); painter->setPen(this->pen()); painter->setBrush(this->brush()); this->setPos(m_point); switch (m_type) { case Center: painter->drawEllipse(-4, -4, 8, 8); break; case Edge: painter->drawRect(QRectF(-4, -4, 8, 8)); break; case Special: painter->drawRect(QRectF(-4, -4, 8, 8)); break; default: break; } }

然后通过mouseMoveEvent事件函数修改边缘点位置后驱动同心圆类里的Paint函数进行重绘

void BPointItem::mouseMoveEvent(QGraphicsSceneMouseEvent *event) { if ( event->buttons() == Qt::LeftButton ) { qreal dx = event->scenePos().x() - event->lastScenePos().x(); qreal dy = event->scenePos().y() - event->lastScenePos().y(); BGraphicsItem* item = static_cast(this->parentItem()); BGraphicsItem::ItemType itemType = item->getType(); switch (m_type) { case Center: { item->moveBy(dx, dy); this->scene()->update(); } break; case Edge: { switch (itemType) { case BGraphicsItem::ItemType::Ellipse: { BEllipse *ellipse = dynamic_cast(item); ellipse->setEdge(m_point); } break; case BGraphicsItem::ItemType::Circle: { BCircle *circle = dynamic_cast(item); circle->setEdge(m_point); circle->updateRadius(); } break; case BGraphicsItem::ItemType::Concentric_Circle: { BCircle *circle = dynamic_cast(item); circle->setEdge(m_point); circle->updateRadius(); } break; case BGraphicsItem::ItemType::Pie: { BPie *pie = dynamic_cast(item); pie->setEdge(m_point); pie->updateRadius(); pie->updateAngle(); } break; case BGraphicsItem::ItemType::Chord: { BChord *chord = dynamic_cast(item); chord->setEdge(m_point); chord->updateRadius(); chord->updateEndAngle(); } break; case BGraphicsItem::ItemType::Rectangle: { BRectangle *rectangle = dynamic_cast(item); rectangle->setEdge(m_point); } break; default: break; } } break; default: break; }

4、自定义创建箭头这里基本操作跟步骤3差不多，这里我在使用的时候不需要修改箭头直线的长短，所以我只进行了箭头的创建类：

//箭头 class BArrow : public QGraphicsItem { public: BArrow(); BArrow(QPointF startPoint,QPointF endPoint); void setLineItem(QPointF startP, QPointF endP); void setColor(QColor color); enum { Type = 33}; int type() const { return Type; } protected: virtual QRectF boundingRect() const override; virtual void paint(QPainter *painter, const QStyleOptionGraphicsItem *option, QWidget *widget) override; private: void CreatePointNodes(void); private: QPointF m_EndP; QPointF m_points[3]; //保存箭头的顶点 QColorm_Color; //设置箭头颜色 };

这里我们通过起点和终点来创建一个箭头直线，使用setLineItem函数来修改箭头直线的尺寸，使用setColor函数来设置箭头的颜色。实现代码如下：

BArrow::BArrow() {}BArrow::BArrow(QPointF startPoint, QPointF endPoint) {setFlag(ItemIsSelectable); setAcceptHoverEvents(true); m_Color = Qt::green; setLineItem(startPoint,endPoint); }void BArrow::setLineItem(QPointF startP, QPointF endP) { m_EndP = endP - startP; CreatePointNodes(); }void BArrow::setColor(QColor color) { m_Color = color; }void BArrow::CreatePointNodes() { //箭头直线与水平方向的夹角再加pi float angle = atan2(m_EndP.y(), m_EndP.x()) + 3.1415926; //这两个值需要根据实际场景的坐标大小进行调整， float ExtRefArrowLenght = 4; //箭头末端大小的长度， float ExtRefArrowDegrees = 1.047; //箭头末端顶角的一半m_points[0] = m_EndP; //求得箭头点1坐标 m_points[1].setX(m_EndP.x() + ExtRefArrowLenght * cos(angle - ExtRefArrowDegrees)); m_points[1].setY(m_EndP.y() + ExtRefArrowLenght * sin(angle - ExtRefArrowDegrees)); //求得箭头点2坐标 m_points[2].setX(m_EndP.x() + ExtRefArrowLenght * cos(angle + ExtRefArrowDegrees)); m_points[2].setY(m_EndP.y() + ExtRefArrowLenght * sin(angle + ExtRefArrowDegrees)); }QRectF BArrow::boundingRect() const { return QRectF(0, 0, m_EndP.x(), m_EndP.y()); }void BArrow::paint(QPainter *painter, const QStyleOptionGraphicsItem *option, QWidget *widget) { painter->setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true); //设置反走样，防锯齿 QPen pen(m_Color, 2, Qt::SolidLine, Qt::RoundCap, Qt::RoundJoin); QBrush brush(m_Color, Qt::SolidPattern); painter->setPen(pen); painter->setBrush(brush); QLineF line(0, 0, m_EndP.x(), m_EndP.y()); painter->drawLine(line); painter->drawPolygon(m_points, 3); }

5、函数调用在Mainwindow中直接使用指针来调用

BConcentricCircle *m_conCircle = new BConcentricCircle(0, 0, 50, 80, BGraphicsItem::ItemType::Concentric_Circle); m_scene->addItem(m_conCircle); BArrow *m_Arrow = new BArrow(QPointF(0,0),QPointF(100,100)); m_Arrow->setPos(50,50); m_Arrow->setColor(Qt::red); m_scene->addItem(m_Arrow);

6、总结 【使用QGraphicsItem自定义同心圆、旋转矩形和箭头等Item框体组件】这个自定义的Item构建本身并不难，主要是要了解QGraphicsView中的View、Scene、Item以及控件之间的坐标对应关系，有机会我也会针对这个进行详细的学习和回顾。本文中涉及了其他的框体创建未详细介绍，如果感兴趣可以查看代码自行了解，详细代码如下：
本节代码仓库地址