（持續更新）Qt3D 學習資源

目錄

• 1、前言
  • 1.1 什麼是Qt3D
  • 1.2 Qt3D 的利與弊
    • 利：原生支持
    • 弊處：資料過少
• 2、學習建議
  • 2.1 OpenGL 學習資料
  • 2.2 Qt3D 資料
    • 2.2.1 視頻資料
    • 2.2.2 PPT和博客
    • 2.2.3 教程
    • 2.2.4 問答
    • 2.2.5 項目源碼

1、前言

最近用Qt3D作了一個三維顯示的項目，過程比較艱辛，主要是Qt3D這個庫雖然推出了有幾年，可是資料並很少，官方的例程比較少且大可能是QML的，雖然他自己是徹底支持C++的，而API 接口的文檔寫得又比較簡略，用的人少產生的資料就更少了，在google和stackoverflow 搜索相關問題也每每找不到答案，在作項目的過程當中我收集了不少資料，在這裏列出來分享給你們，同時歡迎你們找到好的相關資料在評論裏留言，我會更新到博客中。

1.1 什麼是Qt3D

Qt3D 是Qt官方支持的3D實時渲染引擎，和Qt同樣幾乎支持全部平臺，對OpenGL pipeline進行了封裝，支持C++ 和腳本語言QML，甚至支持 python (pyQt和pySide)， 目的是爲了讓開發者快速地開發出三維渲染的程序。與OSG、VTK和OGRE等相似，可是是Qt原生的，對於Qt開發來講兼容性會更好，能夠天然地使用Qt的信號-槽機制。

Qt3D 具備如下基本特性：

• C++ 應用或者Qt Quick應用程序的 2D/3D 渲染
• Meshes 和 Geometry （Qt 中三維實體的組織形式，能夠加載obj\mesh等對象 或者定義 opengl 中 vertex 集合）
• Materials 材質
• Shaders
• Shadow Mapping 陰影貼圖
• Ambient occlusion 環境光遮蔽
• 高動態範圍
• Deferred rendering 延遲渲染
• Multitexturing 多重紋理
• Instanced rendering
  
• Uniform Buffer Objects

還有 物理引擎、碰撞檢測和遊戲AI等。

Qt3D 主要由KDAB 設計、開發和維護，和Qt Company 由密切合做， Qt3D 模塊集成在Qt5.5之後的版本中, 版本越高功能越完善且一些BUG會被修復。

Qt3D 有兩種License: GNU LGPL v3協議和GNU GPL v2協議。

1.2 Qt3D 的利與弊

Qt3D 的利和弊我只能根據個人直觀體驗來寫，未必客觀，可是真實。

利：原生支持

• 若是你原本就在用Qt做爲GUI庫，那麼使用Qt3D將會得到徹底兼容的3D庫，而且不須要安裝額外的依賴，在移植的時候也很方便, 可使用Qt的信號-槽和事件機制
• 性能上號稱支持作遊戲引擎 near real-time simulation
• 工具庫相對很豐富了，相比純擼 OpenGL 來講仍是節省了很大的開發工做
• 和Qt一致的跨平臺能力

弊處：資料過少

• 相比與OSG、Unity3D庫這些成熟的庫來講不夠流行（可是原理是相通的）
• 資料過少，官方文檔和例程不夠充實（或許這也是廣大開發者加入開源社區的好機會）
• 若是不使用Qt做爲GUI框架，那麼單獨使用Qt3D彷佛又優勢沉重

最終建議是：若是你使用Qt開發，那麼使用Qt3D 將會很方便，不然，則不必。

2、學習建議

若是要使用Qt3D，那麼如下知識是必須的：

• Qt GUI框架，不論是C++或者QML
• OpenGL渲染管線的基本知識，或許不須要成爲這方面專家，可是須要知道基本的pipeline。同時若是想開發高性能的3D程序，那麼OpenGL的底子仍是要打牢。
• ECS 架構：Entity+Component System, Qt3D 中的任何一個實體由 Mesh + 材質構成；Mesh、材質都屬於 component。

Entity - mesh + material( + transform)

• (可選) QML/QtQucik
  由於Qt3D 的大部分例子都是QML的(固然也有C++); 掌握QML有利於讀懂QML的示例代碼；從而進行C++實現

2.1 OpenGL 學習資料

• https://learnopengl.com 很是有名的學習OpenGL的網站
• learnopengl 中文翻譯版 (https://learnopengl-cn.github.io)

掌握如下概念,差很少足夠Qt3D 入門使用 ：

1. OpenGL pipeline
2. vertex, attribute,shader, transform ,camera,texture

2.2 Qt3D 資料

2.2.1 視頻資料

1. introduction to Qt3D
2. 與3D 實體交互的QT3D 教程，涉及的關鍵類（QObjectPicker）
   Interact with 3D contents

2.2.2 PPT和博客

https://ervin.ipsquad.net/slides/talks/ak2017-qt3d-advances/ak2017-qt3d-advances.pdf
https://www.kdab.com/wp-content/uploads/stories/Qt_3D_basics_whitepaper_Part2.pdf
https://www.kdab.com/wp-content/uploads/stories/qt3dinteraction.pdf
https://blog.qt.io/blog/2016/06/16/introducing-qt-3d/

2.2.3 教程

1. 使用Qt3D 遊戲開發的一個實例,主要基於QML，須要必定的QML 基礎和OpenGL 基礎，這個例子也提供了一些參考連接。
   http://ftp.jaist.ac.jp/pub/qtproject/learning/developerguides/gamedevelopmentqt3d/GameDevelopmentQt3D.pdf

2.2.4 問答

1. 知乎 https://www.zhihu.com/question/48708879/answer/112235199

2. Qt3D 是 ECS(Entity-Component-System)架構;什麼是ECS架構
   https://zhuanlan.zhihu.com/p/30538626

   補充：ECS的利弊

   • ECS Pros:
     • Avoids deep, wide, complex inheritance hierarchies
     • Flexible – can change object behaviour at runtime (add/remove components)
     • Extensible – add more component types later
     • Qt 3D ECS is high performance by Aspects (Systems) offloading work to backend
   • ECS Cons:
     • Often new to OOP programmers – takes a while to adjust thinking
     • More objects – Entity plus Components

3. Qt3D 中使用着色器 Shader

https://stackoverflow.com/questions/52836013/how-to-make-color-of-a-section-be-different-on-a-3d-object

2.2.5 項目源碼

1. qt3d 源碼，Github上有源碼（下面這個鏡像在網頁端支持代碼跳轉！）
   qt3d

2. Qt3D Editor 一個能夠用來實驗 mesh + camera + transform + render 效果的。主要由QML寫得，核心類是由Cpp寫得。下面是效果。