基于Qt框架實現繪圖軟件的功能

一、項目架構設計

1. 模塊劃分

// 核心類關系圖
+-------------------+       +-------------------+       +-------------------+
|   MainWindow      | →→→→→ |   GraphicsScene   | →→→→→ |   CustomGraphicsItem |
| - 工具欄/菜單     |       | - 圖形管理        |       | - 圖形基類        |
| - 狀態欄          |       | - 坐標轉換        |       | - 屬性存儲        |
+-------------------+       +-------------------+       +-------------------+

2. 關鍵類設計

// 自定義圖形基類
class CustomGraphicsItem : public QGraphicsItem {
public:
    enum ItemType { RECT, ELLIPSE, LINE, TEXT };
    
    CustomGraphicsItem(ItemType type, QGraphicsItem *parent = nullptr);
    QRectF boundingRect() const override;
    void paint(QPainter *painter, const QStyleOptionGraphicsItem *option, QWidget *widget) override;
    
    // 屬性設置接口
    void setColor(const QColor &color);
    void setRotationAngle(qreal angle);
    void setScaleFactor(qreal factor);
    
protected:
    void mousePressEvent(QGraphicsSceneMouseEvent *event) override;
    void mouseMoveEvent(QGraphicsSceneMouseEvent *event) override;
    void mouseReleaseEvent(QGraphicsSceneMouseEvent *event) override;
    
private:
    ItemType m_type;
    QColor m_color;
    qreal m_rotation;
    qreal m_scale;
    QPointF m_startPos;
};

二、核心功能實現

1. 圖形繪制模塊

// 自定義矩形繪制
CustomGraphicsRectItem::CustomGraphicsRectItem(QGraphicsItem *parent)
    : QGraphicsRectItem(-50, -50, 100, 50, parent), m_type(RECT) {
    setFlag(ItemIsMovable | ItemIsSelectable);
    setAcceptHoverEvents(true);
}

// 繪制事件處理
void CustomGraphicsRectItem::paint(QPainter *painter, 
                                  const QStyleOptionGraphicsItem *option, 
                                  QWidget *widget) {
    painter->setPen(Qt::black);
    painter->setBrush(QBrush(m_color));
    painter->drawRect(rect());
    
    // 繪制控制點（縮放手柄）
    QPainterPath handles;
    handles.addEllipse(rect().adjusted(0,0,-5,-5).topLeft(), 5,5);
    handles.addEllipse(rect().adjusted(0,0,-5,-5).topRight(), 5,5);
    painter->drawPath(handles);
}

2. 縮放與旋轉實現

// 視圖縮放（支持鼠標滾輪）
void GraphicsView::wheelEvent(QWheelEvent *event) {
    if(event->angleDelta().y() > 0) {
        scale(1.1, 1.1);  // 放大
    } else {
        scale(0.9, 0.9);  // 縮小
    }
}

// 圖形旋轉（按住Ctrl+拖動）
void CustomGraphicsItem::mousePressEvent(QGraphicsSceneMouseEvent *event) {
    if(event->modifiers() == Qt::ControlModifier) {
        m_startPos = event->scenePos();
    } else {
        QGraphicsItem::mousePressEvent(event);
    }
}

void CustomGraphicsItem::mouseMoveEvent(QGraphicsSceneMouseEvent *event) {
    if(event->modifiers() == Qt::ControlModifier) {
        qreal delta = (event->scenePos() - m_startPos).manhattanLength();
        setRotation(rotation() + delta / 2);  // 每像素旋轉0.5度
        m_startPos = event->scenePos();
    } else {
        QGraphicsItem::mouseMoveEvent(event);
    }
}

三、交互功能實現

1. 圖形選擇與操作

// 多選處理
void MainWindow::keyPressEvent(QKeyEvent *event) {
    if(event->key() == Qt::Key_Control) {
        view->setDragMode(QGraphicsView::RubberBandDrag);
    }
}

// 組合操作
void MainWindow::onGroupAction() {
    QList<QGraphicsItem *> selected = scene->selectedItems();
    if(selected.size() < 2) return;
    
    QGraphicsItemGroup *group = new QGraphicsItemGroup;
    for(auto item : selected) {
        group->addToGroup(item);
    }
    scene->addItem(group);
}

// 反選功能
void MainWindow::onInvertSelection() {
    QList<QGraphicsItem *> allItems = scene->items();
    for(auto item : allItems) {
        item->setSelected(!item->isSelected());
    }
}

四、界面設計

1. 工具欄配置

// 創建工具欄
QToolBar *toolbar = addToolBar("繪圖工具");

// 添加繪圖按鈕
QAction *rectAction = new QAction(QIcon(":/icons/rect.png"), "矩形", this);
connect(rectAction, &QAction::triggered, [=]{
    scene->addItem(new CustomGraphicsRectItem);
});

// 添加縮放控件
QSpinBox *zoomSpinBox = new QSpinBox;
zoomSpinBox->setRange(10, 400);
zoomSpinBox->setValue(100);
connect(zoomSpinBox, QOverload<int>::of(&QSpinBox::valueChanged), [=](int val){
    view->setTransform(QTransform::fromScale(val/100.0, val/100.0));
});
toolbar->addWidget(zoomSpinBox);

五、性能優化方案

1. 雙緩沖繪圖

// 在自定義圖形項中啟用雙緩沖
void CustomGraphicsItem::paint(QPainter *painter, ...) {
    painter->setRenderHint(QPainter::Antialiasing);
    painter->setRenderHint(QPainter::SmoothPixmapTransform);
    // ... 繪制邏輯
}

2. 批量更新

// 啟用場景批量更新
void MainWindow::batchUpdate() {
    scene->blockSignals(true);
    scene->prepareGeometryChange();
    // 執行多個圖形操作
    scene->blockSignals(false);
    scene->update();
}

六、擴展功能實現

1. 文件操作

// 保存為SVG格式
void MainWindow::onSaveSvg() {
    QSvgGenerator generator;
    generator.setFileName("drawing.svg");
    generator.setSize(QSize(800,600));
    QPainter painter(&generator);
    scene->render(painter);
}

// 導入圖像
void MainWindow::onImportImage() {
    QString fileName = QFileDialog::getOpenFileName(this, "導入圖片", "", "Images (*.png *.jpg)");
    if(!fileName.isEmpty()) {
        QGraphicsPixmapItem *item = new QGraphicsPixmapItem(QPixmap(fileName));
        scene->addItem(item);
    }
}

七、調試技巧

1. 坐標系調試

// 在狀態欄顯示坐標
void MainWindow::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event) {
    QPointF scenePos = view->mapToScene(event->pos());
    statusBar()->showMessage(QString("Scene: (%1, %2)").arg(scenePos.x()).arg(scenePos.y()));
}

2. 性能監控

// 繪制耗時統計
QElapsedTimer timer;
timer.start();
// ... 繪制操作
qDebug() << "繪制耗時:" << timer.elapsed() << "ms";

參考代碼 qt 繪圖軟件，實現簡單圖形的繪制，縮放等功能 www.youwenfan.com/contentcnj/69827.html

八、完整工程結構

DrawingApp/
├── Src/
│   ├── main.cpp
│   ├── mainwindow.cpp
│   ├── graphicsview.cpp
│   └── customitem.cpp
├── Inc/
│   ├── mainwindow.h
│   ├── graphicsview.h
│   └── customitem.h
├── Res/
│   ├── icons/          # 圖標資源
│   └── styles/         # 樣式表
└── CMakeLists.txt

九、關鍵技術點

1. 圖形變換矩陣

   使用QTransform實現復合變換：

   QTransform transform;
   transform.translate(100, 100);  // 平移
   transform.rotate(45);           // 旋轉
   transform.scale(2, 2);          // 縮放
   item->setTransform(transform);
   

2. 事件過濾器

   實現全局快捷鍵：

   qApp->installEventFilter(this);
   
   bool MainWindow::eventFilter(QObject *obj, QEvent *event) {
       if(event->type() == QEvent::KeyPress) {
           QKeyEvent *keyEvent = static_cast<QKeyEvent*>(event);
           if(keyEvent->key() == Qt::Key_Z) {
               // 撤銷操作
               return true;
           }
       }
       return QMainWindow::eventFilter(obj, event);
   }