Qt自定义控件之仪表盘2--QPaint绘制仪表盘

0、前言

前面一篇文章写道了仪表盘的特点，实现了一个贴图的仪表盘，属于低配版本的仪表盘。
主要是有任何改动时候就需要重新设计图片，不能适配不同控件大小，即使让它自由拉伸，但仪表盘放大缩小时候显示效果会变差。这篇文章设计了一个自己绘制的仪表盘，有背景表盘，刻度线、刻度值，指针，以及动态运行效果。

1、demo顶层设计

设计2个控件，1个widget提升为Mydial仪表盘控件，一个滑动条控件，来测试仪表盘指针旋转效果用。

代码调用，绑定滑动条信号到仪表盘的槽函数即可。

#include "widget.h"
#include "ui_frmwidget.h"
#include <QDebug>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    connect(ui->horizontalSlider, &QSlider::valueChanged, ui->dial, &MyDial::valueChanged);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

2、绘制仪表盘

绘制背景图，绘制表盘圆圈。

void MyDial::drawBg(QPainter *painter)
{
    int r = radius;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(QColor(172, 172, 172));
    painter->drawEllipse(-r, -r, r * 2, r * 2);

    r =  radius * 0.9;
    painter->setBrush(QColor(40, 40, 40));
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->drawEllipse(-r, -r, r * 2, r * 2);
    painter->restore();
}

绘制刻度线，模仿手表表盘逢5个数值后刻度使用加粗长线表示。

刻度画图有2中典型做法。

方法1：每次旋转后，计算坐标角度，然后使用sin和cos得到2个坐标点，绘制这2个点之间连接线。

方法2：每次坐标轴旋转固定角度，那么x轴就和刻度线垂直了，x为0；y轴和刻度线重合，只计算y轴上的距离就是坐标点，省去了计算三角函数的工作量。

void MyDial::drawDial(QPainter *painter)
{
    int r = radius*0.85;
    double lineWidth = 1;
    painter->save();

    painter->rotate(Angle);
    /*
    为什么旋转？
    如果不旋转画笔的坐标轴，那么每次画的时候需要按照角度来重新计算，x=r*cos,y=r*sin. 计算复杂
    但是如果旋转坐标轴，那么首次旋转angle角度，则y轴和第一条斜线重合，x=0，只需要计算y。
    画100条线，就是分100份来表示进度。每次旋转的角度=360-(起始角度*2--分左右)/100
    */
    double rotate = (double)(360 - (Angle * 2)) / 100;

    for (int i = 0; i <= 100; i++) {
        QColor color = QColor(84, 84, 84);
        if(i>80) color = QColor(250, 0, 0);
        if((i % 10) == 0)
        {
            painter->setPen(QPen(color, 1.3*lineWidth));
            painter->drawLine(0, r, 0, r / 1.2);
        }
        else if((i % 2) == 0)
        {
            painter->setPen(QPen(color, 1*lineWidth));
            painter->drawLine(0, r, 0, r / 1.1);
        }
        painter->rotate(rotate);
    }

    painter->restore();
}

绘制刻度值。逢5个点绘制一个刻度值，每次跳跃一个大刻度，计算出对应的坐标位置。但是数字长度和宽度会影响显示效果，所以要按照字体计算数字的长度和宽度，然后修正显示的起点位置。

void MyDial::drawScaleNum(QPainter *painter)
{
    painter->save();

    qDebug()<< "drawText";
    int r = (int)(radius*0.6);

    painter->setFont(QFont("Arial", 10));
    painter->setPen(QPen(QColor(255,255,255)));
    QFontMetricsF fm = QFontMetricsF(painter->font());

    int gap = (360-Angle*2) / 10;
    for(int i=0; i<=10; i+=1)
    {
        int angle = 90+Angle+gap*i;  //角度,10格子画一个刻度值

        float angleArc =( angle % 360) * 3.14 / 180; //转换为弧度
        int x = (r)*cos(angleArc);
        int y = (r)*sin(angleArc);

        QString value = QString::number(i*100);
        int w = (int)fm.width(value);
        int h = (int)fm.height();
        x = x - w/2;
        y = y + h/4;

        qDebug()<< "x:"<<x<<" y:"<<y;
        //painter->drawPoint(QPointF(x, y));
        painter->drawText(QPointF(x, y),value);
    }
    painter->restore();
}

绘制指针。

绘制指针有2种典型方法：

方法1：按照旋转角度计算指针坐标点，主要是终点的坐标和角度。先把指针按照一条线来绘制，然后再圆心位置画垂直相交的线，得到2个点，用这2个点和指针终点构成一个三角形，绘制出指针形状。

方法2：先在圆心绘制一个三角形，然后使用旋转角度方式让其转到对应位置即可，免去了计算坐标和三角函数。

void MyDial::drawIndicator(QPainter *painter)
{
    painter->save();
    QPolygon pts;
    int r = radius*0.6;
    pts.setPoints(3, -2, 0, 2, 0, 0, r);
    double degRotate =Angle +  (360.0 - Angle - Angle) / 100 * percent;

    //画指针
    painter->rotate(degRotate);
    QRadialGradient haloGradient(0, 0, 60, 0, 0);  //辐射渐变，内部填充颜色
    haloGradient.setColorAt(0, QColor(100, 100, 100));
    haloGradient.setColorAt(1, QColor(250, 50, 50)); //red
    painter->setPen(QColor(250, 150, 150)); // 边框颜色
    painter->setBrush(haloGradient);
    painter->drawConvexPolygon(pts);
    painter->restore();

    // 画中心圆圈
    QRadialGradient radial(0, 0, 14);  //渐变
    radial.setColorAt(0.0, QColor(100, 100, 100));
    radial.setColorAt(1.0, QColor(250, 50, 50));
    painter->setPen(Qt::NoPen);  //填满没有边界
    painter->setBrush(radial);
    painter->drawEllipse(-7, -7, 14, 14);

    painter->restore();
}

绘制动态速度值，动态数值。这一步比较简单，就是在垂直方向绘制一行文本即可。

void MyDial::drawText(QPainter *painter)
{
   painter->save();

   painter->setFont(QFont("Arial", 10));
   painter->setPen(QPen(QColor(255,255,255)));
   QFontMetricsF fm = QFontMetricsF(painter->font());
   QString speed = QString::number(percent) + " km/h";
   int w = (int)fm.width(speed);
   int h = (int)fm.height();
   painter->drawText(QPointF(-w/2, (int)(0.5*radius)),speed);
   painter->restore();
}

通过滑动条触发valueChanged。

void MyDial::valueChanged(int value)
{
    this->percent = value;
    update();
}

进一步触发重绘动作。

void MyDial::paintEvent(QPaintEvent *)
{
    int width = this->width();
    int height = this->height();

    //绘制准备工作,启用反锯齿,平移坐标轴中心,等比例缩放
    QPainter painter(this);
    painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);
    painter.translate(width / 2, height / 2);

    int side = qMin(width, height);
    painter.scale(side / 200.0, side / 200.0);

    //绘制最外框圆形背景
    drawBg(&painter);
     //绘制刻度
     drawDial(&painter);
     //绘制刻度数值
     drawScaleNum(&painter);
     //绘制指针
     drawIndicator(&painter);
     //绘制表盘上文本当前值
     drawText(&painter);
}