Qt編寫自定義控件21-圓弧儀表盤

時間  2019-11-21
標籤 編寫 自定義 控件 圓弧 儀表盤 简体版
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1、前言

圓弧儀表盤在整個自定義控件大全中也稍微遇到了技術難點，好比背景透明，若是採用之前畫圓形畫扇形的方式繪製，確定很難造成背景透明，須要用到切割，最後換了一種繪製方法，採用繪製圓弧的方式，即便用drawArc方法，這個方法有個注意點就是值要16，我也一直沒有搞懂爲何要16，幫助文檔也是這麼寫的，那就按照幫助文檔來吧，具體也就沒有深究下去。
在用qpainter繪製準備工做中，若是先將繪製座標的中心點移動到區域的中心，painter.translate(width / 2, height / 2); 而後對座標系進行寬高風向的縮放200倍，painter.scale(side / 200.0, side / 200.0);這樣的方式繪製出來，只要指定了半徑或者字體指定了大小，之後都是會根據這個標準自動縮放的，這樣就作到了自適應任何大小字體自動變化，我也是忽然之間發現的這個巧妙的用法。程序員

2、實現的功能

  • 1:可設置範圍值,支持負數值
  • 2:可設置精確度,最大支持小數點後3位
  • 3:可設置大刻度數量/小刻度數量
  • 4:可設置開始旋轉角度/結束旋轉角度
  • 5:可設置是否啓用動畫效果以及動畫效果每次移動的步長
  • 6:可設置外圓背景/內圓背景/餅圓三種顏色/刻度尺顏色/文字顏色
  • 7:自適應窗體拉伸,刻度尺和文字自動縮放
  • 8:可自由拓展各類漸變色,各圓的半徑
  • 9:指示器樣式可選擇 圓形指示器 指針指示器 圓角指針指示器 三角形指示器

3、效果圖

4、頭文件代碼

#ifndef GAUGEARC_H
#define GAUGEARC_H

/**
 * 圓弧儀表盤控件 做者:feiyangqingyun(QQ:517216493) 2016-12-16
 * 1:可設置範圍值,支持負數值
 * 2:可設置精確度,最大支持小數點後3位
 * 3:可設置大刻度數量/小刻度數量
 * 4:可設置開始旋轉角度/結束旋轉角度
 * 5:可設置是否啓用動畫效果以及動畫效果每次移動的步長
 * 6:可設置外圓背景/內圓背景/餅圓三種顏色/刻度尺顏色/文字顏色
 * 7:自適應窗體拉伸,刻度尺和文字自動縮放
 * 8:可自由拓展各類漸變色,各圓的半徑
 * 9:指示器樣式可選擇 圓形指示器 指針指示器 圓角指針指示器 三角形指示器
 */

#include <QWidget>

#ifdef quc
#if (QT_VERSION < QT_VERSION_CHECK(5,7,0))
#include <QtDesigner/QDesignerExportWidget>
#else
#include <QtUiPlugin/QDesignerExportWidget>
#endif

class QDESIGNER_WIDGET_EXPORT GaugeArc : public QWidget
#else
class GaugeArc : public QWidget
#endif

{
    Q_OBJECT    
    Q_ENUMS(PointerStyle)

    Q_PROPERTY(double minValue READ getMinValue WRITE setMinValue)
    Q_PROPERTY(double maxValue READ getMaxValue WRITE setMaxValue)
    Q_PROPERTY(double value READ getValue WRITE setValue)
    Q_PROPERTY(int precision READ getPrecision WRITE setPrecision)

    Q_PROPERTY(int scaleMajor READ getScaleMajor WRITE setScaleMajor)
    Q_PROPERTY(int scaleMinor READ getScaleMinor WRITE setScaleMinor)
    Q_PROPERTY(int startAngle READ getStartAngle WRITE setStartAngle)
    Q_PROPERTY(int endAngle READ getEndAngle WRITE setEndAngle)

    Q_PROPERTY(bool animation READ getAnimation WRITE setAnimation)
    Q_PROPERTY(double animationStep READ getAnimationStep WRITE setAnimationStep)

    Q_PROPERTY(QColor arcColor READ getArcColor WRITE setArcColor)
    Q_PROPERTY(QColor scaleColor READ getScaleColor WRITE setScaleColor)
    Q_PROPERTY(QColor scaleNumColor READ getScaleNumColor WRITE setScaleNumColor)
    Q_PROPERTY(QColor pointerColor READ getPointerColor WRITE setPointerColor)
    Q_PROPERTY(QColor textColor READ getTextColor WRITE setTextColor)

    Q_PROPERTY(PointerStyle pointerStyle READ getPointerStyle WRITE setPointerStyle)

public: 
    enum PointerStyle {
        PointerStyle_Circle = 0,        //圓形指示器
        PointerStyle_Indicator = 1,     //指針指示器
        PointerStyle_IndicatorR = 2,    //圓角指針指示器
        PointerStyle_Triangle = 3       //三角形指示器
    };

    explicit GaugeArc(QWidget *parent = 0);
    ~GaugeArc();

protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *);
    void drawArc(QPainter *painter);
    void drawScale(QPainter *painter);
    void drawScaleNum(QPainter *painter);
    void drawPointerCircle(QPainter *painter);
    void drawPointerIndicator(QPainter *painter);
    void drawPointerIndicatorR(QPainter *painter);
    void drawPointerTriangle(QPainter *painter);
    void drawRoundCircle(QPainter *painter);
    void drawCenterCircle(QPainter *painter);
    void drawValue(QPainter *painter);

private slots:
    void updateValue();

private:    
    double minValue;                //最小值
    double maxValue;                //最大值
    double value;                   //目標值
    int precision;                  //精確度,小數點後幾位

    int scaleMajor;                 //大刻度數量
    int scaleMinor;                 //小刻度數量
    int startAngle;                 //開始旋轉角度
    int endAngle;                   //結束旋轉角度

    bool animation;                 //是否啓用動畫顯示
    double animationStep;           //動畫顯示時步長

    QColor arcColor;                //圓弧顏色
    QColor scaleColor;              //刻度尺顏色
    QColor scaleNumColor;           //刻度值顏色
    QColor pointerColor;            //指針顏色
    QColor textColor;               //文字顏色

    PointerStyle pointerStyle;      //指針樣式

    bool reverse;                   //是否往回走
    double currentValue;            //當前值
    QTimer *timer;                  //定時器繪製動畫

public: 
    double getMinValue()            const;
    double getMaxValue()            const;
    double getValue()               const;
    int getPrecision()              const;

    int getScaleMajor()             const;
    int getScaleMinor()             const;
    int getStartAngle()             const;
    int getEndAngle()               const;

    bool getAnimation()             const;
    double getAnimationStep()       const;

    QColor getArcColor()            const;
    QColor getScaleColor()          const;
    QColor getScaleNumColor()       const;
    QColor getPointerColor()        const;
    QColor getTextColor()           const;

    PointerStyle getPointerStyle()  const;

    QSize sizeHint()                const;
    QSize minimumSizeHint()         const;

public Q_SLOTS:
    //設置範圍值
    void setRange(double minValue, double maxValue);
    void setRange(int minValue, int maxValue);

    //設置最大最小值
    void setMinValue(double minValue);
    void setMaxValue(double maxValue);

    //設置目標值
    void setValue(double value);
    void setValue(int value);

    //設置精確度
    void setPrecision(int precision);

    //設置主刻度數量
    void setScaleMajor(int scaleMajor);
    //設置小刻度數量
    void setScaleMinor(int scaleMinor);
    //設置開始旋轉角度
    void setStartAngle(int startAngle);
    //設置結束旋轉角度
    void setEndAngle(int endAngle);

    //設置是否啓用動畫顯示
    void setAnimation(bool animation);
    //設置動畫顯示的步長
    void setAnimationStep(double animationStep);

    //設置圓弧顏色
    void setArcColor(const QColor &arcColor);
    //設置刻度尺顏色
    void setScaleColor(const QColor &scaleColor);
    //設置刻度值顏色
    void setScaleNumColor(const QColor &scaleNumColor);
    //設置指針顏色
    void setPointerColor(const QColor &pointerColor);
    //設置文本顏色
    void setTextColor(const QColor &textColor);

    //設置指針樣式
    void setPointerStyle(const PointerStyle &pointerStyle);

Q_SIGNALS:
    void valueChanged(int value);
};

#endif // GAUGEARC_H

5、核心代碼

void GaugeArc::paintEvent(QPaintEvent *)
{
    int width = this->width();
    int height = this->height();
    int side = qMin(width, height);

    //繪製準備工做,啓用反鋸齒,平移座標軸中心,等比例縮放
    QPainter painter(this);
    painter.setRenderHints(QPainter::Antialiasing | QPainter::TextAntialiasing);
    painter.translate(width / 2, height / 2);    
    painter.scale(side / 200.0, side / 200.0);

    //繪製圓弧
    drawArc(&painter);
    //繪製刻度線
    drawScale(&painter);
    //繪製刻度值
    drawScaleNum(&painter);

    //根據指示器形狀繪製指示器
    if (pointerStyle == PointerStyle_Circle) {
        drawPointerCircle(&painter);
    } else if (pointerStyle == PointerStyle_Indicator) {
        drawPointerIndicator(&painter);
    } else if (pointerStyle == PointerStyle_IndicatorR) {
        drawPointerIndicatorR(&painter);
    } else if (pointerStyle == PointerStyle_Triangle) {
        drawPointerTriangle(&painter);
    }

    //繪製指針中心圓外邊框
    drawRoundCircle(&painter);
    //繪製指針中心圓
    drawCenterCircle(&painter);
    //繪製當前值
    drawValue(&painter);
}

void GaugeArc::drawArc(QPainter *painter)
{
    int radius = 98;
    painter->save();
    QPen pen;
    pen.setColor(arcColor);
    pen.setWidthF(2);

    painter->setPen(pen);
    painter->setBrush(Qt::NoBrush);

    //計算總範圍角度,當前值範圍角度,剩餘值範圍角度
    double angleAll = 360.0 - startAngle - endAngle;
    double angleCurrent = angleAll * ((currentValue - minValue) / (maxValue - minValue));
    double angleOther = angleAll - angleCurrent;

    //繪製外邊框圓弧
    QRectF rect = QRectF(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    painter->drawArc(rect, (270 - startAngle - angleCurrent) * 16, angleCurrent * 16);
    painter->drawArc(rect, (270 - startAngle - angleCurrent - angleOther) * 16, angleOther * 16);

    //繪製裏邊框圓弧
    radius = 90;
    rect = QRectF(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    painter->drawArc(rect, (270 - startAngle - angleCurrent) * 16, angleCurrent * 16);
    painter->drawArc(rect, (270 - startAngle - angleCurrent - angleOther) * 16, angleOther * 16);

    painter->restore();
}

void GaugeArc::drawScale(QPainter *painter)
{
    int radius = 97;
    painter->save();

    painter->rotate(startAngle);
    int steps = (scaleMajor * scaleMinor);
    double angleStep = (360.0 - startAngle - endAngle) / steps;

    QPen pen;
    pen.setColor(scaleColor);
    pen.setCapStyle(Qt::RoundCap);

    for (int i = 0; i <= steps; i++) {
        if (i % scaleMinor == 0) {
            pen.setWidthF(1.5);
            painter->setPen(pen);
            painter->drawLine(0, radius - 12, 0, radius);
        } else {
            pen.setWidthF(1.0);
            painter->setPen(pen);
            painter->drawLine(0, radius - 5, 0, radius);
        }

        painter->rotate(angleStep);
    }

    painter->restore();
}

void GaugeArc::drawScaleNum(QPainter *painter)
{
    int radius = 75;
    painter->save();
    painter->setPen(scaleNumColor);

    double startRad = (360 - startAngle - 90) * (M_PI / 180);
    double deltaRad = (360 - startAngle - endAngle) * (M_PI / 180) / scaleMajor;

    for (int i = 0; i <= scaleMajor; i++) {
        double sina = qSin(startRad - i * deltaRad);
        double cosa = qCos(startRad - i * deltaRad);
        double value = 1.0 * i * ((maxValue - minValue) / scaleMajor) + minValue;

        QString strValue = QString("%1").arg((double)value, 0, 'f', precision);
        double textWidth = fontMetrics().width(strValue);
        double textHeight = fontMetrics().height();
        int x = radius * cosa - textWidth / 2;
        int y = -radius * sina + textHeight / 4;
        painter->drawText(x, y, strValue);
    }

    painter->restore();
}

void GaugeArc::drawPointerCircle(QPainter *painter)
{
    int radius = 8;
    int offset = 30;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(pointerColor);

    painter->rotate(startAngle);
    double degRotate = (360.0 - startAngle - endAngle) / (maxValue - minValue) * (currentValue - minValue);
    painter->rotate(degRotate);
    painter->drawEllipse(-radius, radius + offset, radius * 2, radius * 2);

    painter->restore();
}

void GaugeArc::drawPointerIndicator(QPainter *painter)
{
    int radius = 75;
    painter->save();
    painter->setOpacity(0.8);
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(pointerColor);

    QPolygon pts;
    pts.setPoints(3, -5, 0, 5, 0, 0, radius);

    painter->rotate(startAngle);
    double degRotate = (360.0 - startAngle - endAngle) / (maxValue - minValue) * (currentValue - minValue);
    painter->rotate(degRotate);
    painter->drawConvexPolygon(pts);

    painter->restore();
}

void GaugeArc::drawPointerIndicatorR(QPainter *painter)
{
    int radius = 75;
    painter->save();

    QPen pen;
    pen.setWidthF(1);
    pen.setColor(pointerColor);
    painter->setPen(pen);
    painter->setBrush(pointerColor);

    QPolygon pts;
    pts.setPoints(3, -5, 0, 5, 0, 0, radius);

    painter->rotate(startAngle);
    double degRotate = (360.0 - startAngle - endAngle) / (maxValue - minValue) * (currentValue - minValue);
    painter->rotate(degRotate);
    painter->drawConvexPolygon(pts);

    //增長繪製圓角直線,與以前三角形重疊,造成圓角指針    
    pen.setCapStyle(Qt::RoundCap);
    pen.setWidthF(4);
    painter->setPen(pen);
    painter->drawLine(0, 0, 0, radius);

    painter->restore();
}

void GaugeArc::drawPointerTriangle(QPainter *painter)
{
    int radius = 10;
    int offset = 55;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(pointerColor);

    QPolygon pts;
    pts.setPoints(3, -5, 0 + offset, 5, 0 + offset, 0, radius + offset);

    painter->rotate(startAngle);
    double degRotate = (360.0 - startAngle - endAngle) / (maxValue - minValue) * (currentValue - minValue);
    painter->rotate(degRotate);
    painter->drawConvexPolygon(pts);

    painter->restore();
}

void GaugeArc::drawRoundCircle(QPainter *painter)
{
    int radius = 12;
    painter->save();
    painter->setOpacity(0.5);
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(pointerColor);
    painter->drawEllipse(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    painter->restore();
}

void GaugeArc::drawCenterCircle(QPainter *painter)
{
    int radius = 8;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(pointerColor);
    painter->drawEllipse(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    painter->restore();
}

void GaugeArc::drawValue(QPainter *painter)
{
    int radius = 100;
    painter->save();
    painter->setPen(textColor);

    QFont font;
    font.setPixelSize(30);
    painter->setFont(font);

    QRectF textRect(-radius, radius / 2, radius * 2, radius / 3);
    QString strValue = QString("%1").arg((double)currentValue, 0, 'f', precision);
    painter->drawText(textRect, Qt::AlignCenter, strValue);

    painter->restore();
}

6、控件介紹

  1. 超過146個精美控件，涵蓋了各類儀表盤、進度條、進度球、指南針、曲線圖、標尺、溫度計、導航條、導航欄，flatui、高亮按鈕、滑動選擇器、農曆等。遠超qwt集成的控件數量。
  2. 每一個類均可以獨立成一個單獨的控件，零耦合，每一個控件一個頭文件和一個實現文件，不依賴其餘文件，方便單個控件以源碼形式集成到項目中，較少代碼量。qwt的控件類環環相扣，高度耦合，想要使用其中一個控件，必須包含全部的代碼。
  3. 所有純Qt編寫，QWidget+QPainter繪製，支持Qt4.6到Qt5.12的任何Qt版本，支持mingw、msvc、gcc等編譯器，不亂碼，可直接集成到Qt Creator中，和自帶的控件同樣使用，大部分效果只要設置幾個屬性便可，極爲方便。
  4. 每一個控件都有一個對應的單獨的包含該控件源碼的DEMO，方便參考使用。同時還提供一個全部控件使用的集成的DEMO。
  5. 每一個控件的源代碼都有詳細中文註釋，都按照統一設計規範編寫，方便學習自定義控件的編寫。
  6. 每一個控件默認配色和demo對應的配色都很是精美。
  7. 超過130個可見控件，6個不可見控件。
  8. 部分控件提供多種樣式風格選擇，多種指示器樣式選擇。
  9. 全部控件自適應窗體拉伸變化。
  10. 集成自定義控件屬性設計器，支持拖曳設計，所見即所得，支持導入導出xml格式。
  11. 自帶activex控件demo，全部控件能夠直接運行在ie瀏覽器中。
  12. 集成fontawesome圖形字體+阿里巴巴iconfont收藏的幾百個圖形字體，享受圖形字體帶來的樂趣。
  13. 全部控件最後生成一個dll動態庫文件，能夠直接集成到qtcreator中拖曳設計使用。

7、SDK下載

  • SDK下載連接：https://pan.baidu.com/s/1tD9v1YPfE2fgYoK6lqUr1Q 提取碼：lyhk
  • 自定義控件+屬性設計器欣賞：https://pan.baidu.com/s/1l6L3rKSiLu_uYi7lnL3ibQ 提取碼：tmvl
  • 下載連接中包含了各個版本的動態庫文件，全部控件的頭文件，使用demo。
  • 自定義控件插件開放動態庫dll使用（永久免費），無任何後門和限制，請放心使用。
  • 目前已提供26個版本的dll，其中包括了qt5.12.3 msvc2017 32+64 mingw 32+64 的。
  • 不按期增長控件和完善控件，不按期更新SDK，歡迎各位提出建議，謝謝！
  • widget版本（QQ：517216493）qml版本（QQ：373955953）三峯駝（QQ：278969898）。
  • 濤哥的知乎專欄 Qt進階之路 https://zhuanlan.zhihu.com/TaoQt
  • 歡迎關注微信公衆號【高效程序員】，C++/Python、學習方法、寫做技巧、熱門技術、職場發展等內容，乾貨多多，福利多多！
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