Qt的绘图系统

Qt的绘图系统由三部分构成（三个类）：

1、QPainter：提供了绘图的操作，用户通常使用该类完成绘图操作。

2、QPaintEngine：它提供了一个抽象的接口，painter使用这个接口可以在不同的设备上绘图。

3、QPaintDevice：对绘图设备的抽象，表示一个二维空间，QPainter可以在其上绘图。它的子类包括QWidget, QPixmap, Qpicture, QImage和QPrinter，代表具体的绘图设备。

          

程序员通常不会直接使用QPainEngine绘图，而是由QPainter和QDevice内部使用QPaintEngine。这样做的主要好处是所有绘图操作都遵循相同的过程，也很容易添加对新特性的支持。

QPaintDevice代表的是要在其上绘图的设备，需要一套坐标系统描述绘图发生的位置。默认情况下，设备的坐标原点位于左上角，x轴向左增长，y轴向下增长。在基于像素的设备上，默认单位是像素；在打印机上，默认单位是点（1/72英寸）。

绘图操作通常是用QPainter在逻辑坐标下完成的，因此需要将逻辑坐标映射为QPaintDevice的物理坐标。坐标映射是由QPainter的坐标变换矩阵、视口（viewport）和窗口（window）完成的。默认情况下，逻辑坐标和物理坐标是一致的。

窗口-视口坐标转换（Window-Viewport Conversion)

在Qt中，viewport通过指定矩阵表示画图设备的物理坐标，window用逻辑坐标表示相同的矩阵。默认情况下，逻辑坐标和物理坐标是一致的，都等于画图设备代表的矩形。通过window-viewport转换，可以使用逻辑坐标来完成绘图，而不用考虑具体的绘图设备。例如，可以设置画图区域（viewport）的逻辑坐标为（-50，-50，50，50），其原点坐标为（0，0），

QPainter painter(this);painter.setWindow（QRect(-50, -50, 100, 100)）

现在，逻辑坐标（-50，-50）对应于物理坐标（视口坐标）（0，0）。与物理坐标无关，画图操作总是根据逻辑坐标。

Window矩阵的每个点总是映射到viewport矩阵对应的点上。因此，viewport与window保持相同的宽高比，可以在window-viewport转换时保持图形不变形。例如，

int side = qMin(width(), height()) int x = (width() - side / 2); int y = (height() - side / 2); painter.setViewport(x, y, side, side);

window为正方形，viewport也设置为正方形，避免了变形。

坐标变换

QPainter支持仿射变换。QPainter可以用两种方式执行坐标变换：1）使用QPainter的成员函数，如scale()， shear()等；2）使用QTransform类，QTransform是3×3的矩阵，支持透视变换（perspective transformation)。实际上，QPainter的所有坐标变换操作都是通过设置QTransform完成的，可以使用QPainter::worldTransform()函数QPainter当前的坐标变换矩阵。如果需要重复使用某一坐标变换，可以通过QPainter::worldTransform()和QPainter::setWorldTransform()设置坐标变换矩阵。也可以使用QPainter::save()

将变换矩阵保存在内部栈中，使用QPainter::restore()弹出变换矩阵。

坐标转换过程

viewport、window和坐标变换矩阵共同确定了如何将QPainter的逻辑坐标映射为设备的物理坐标，即先使用坐标变换矩阵将逻辑坐标转换为window坐标，再将通过window-viewport坐标转换将windows坐标转换为设备的物理坐标。

参考文献：

http://qt-project.org/doc/qt-4.8/paintsystem.html

http://qt-project.org/doc/qt-4.8/coordsys.html