Qt编写自定义控件1-汽车仪表盘

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Qt编写自定义控件1-汽车仪表盘

feiyangqingyun 2019-08-03 15:49:06 浏览572
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一、前言

汽车仪表盘几乎是qt写仪表盘控件中最常见的,一般来说先要求美工做好设计图,然后设计效果图给到程序员,由程序员根据效果来实现,主要靠贴图,这种方法有个好处就是做出来的效果比较逼真,和真实效果图基本上保持一致,而且程序员也不会那么累,基本上入门级别的程序员都可以搞定,效率比较高,缺点是如果用户需要更改某个部件的颜色,比如指针的颜色等,需要重新做效果图贴图才能实现,比较麻烦,还有一点就是如果效果图原图不是很大,则遇到特殊分辨率情况下,可能会有失真的情况,被强制拉伸等。
我一贯都喜欢用painter来绘制,以规避后面几点的缺点,也可以锻炼下自己的审美能力,所谓心中有坐标,万物皆painter。

二、实现的功能

  • 1:可设置范围值,支持负数值
  • 2:可设置精确度,最大支持小数点后3位
  • 3:可设置大刻度数量/小刻度数量
  • 4:可设置开始旋转角度/结束旋转角度
  • 5:可设置是否启用动画效果以及动画效果每次移动的步长
  • 6:可设置外圆背景/内圆背景/饼圆三种颜色/刻度尺颜色/文字颜色
  • 7:自适应窗体拉伸,刻度尺和文字自动缩放
  • 8:可自由拓展各种渐变色,各圆的半径
  • 9:三色圆环按照比例设置范围角度 用户可以自由设置三色占用比例
  • 10:圆环样式可选择 三色圆环 当前圆环
  • 11:指示器样式可选择 圆形指示器 指针指示器 圆角指针指示器 三角形指示器

三、效果图

gaugecar

四、头文件代码

#ifndef GAUGECAR_H
#define GAUGECAR_H

/**
 * 汽车仪表盘控件 作者:feiyangqingyun(QQ:517216493) 2016-11-20
 * 1:可设置范围值,支持负数值
 * 2:可设置精确度,最大支持小数点后3位
 * 3:可设置大刻度数量/小刻度数量
 * 4:可设置开始旋转角度/结束旋转角度
 * 5:可设置是否启用动画效果以及动画效果每次移动的步长
 * 6:可设置外圆背景/内圆背景/饼圆三种颜色/刻度尺颜色/文字颜色
 * 7:自适应窗体拉伸,刻度尺和文字自动缩放
 * 8:可自由拓展各种渐变色,各圆的半径
 * 9:三色圆环按照比例设置范围角度 用户可以自由设置三色占用比例
 * 10:圆环样式可选择 三色圆环 当前圆环
 * 11:指示器样式可选择 圆形指示器 指针指示器 圆角指针指示器 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 GaugeCar : public QWidget
#else
class GaugeCar : public QWidget
#endif

{
    Q_OBJECT
    Q_ENUMS(PieStyle)
    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 outerCircleColor READ getOuterCircleColor WRITE setOuterCircleColor)
    Q_PROPERTY(QColor innerCircleColor READ getInnerCircleColor WRITE setInnerCircleColor)

    Q_PROPERTY(QColor pieColorStart READ getPieColorStart WRITE setPieColorStart)
    Q_PROPERTY(QColor pieColorMid READ getPieColorMid WRITE setPieColorMid)
    Q_PROPERTY(QColor pieColorEnd READ getPieColorEnd WRITE setPieColorEnd)

    Q_PROPERTY(QColor coverCircleColor READ getCoverCircleColor WRITE setCoverCircleColor)
    Q_PROPERTY(QColor scaleColor READ getScaleColor WRITE setScaleColor)
    Q_PROPERTY(QColor pointerColor READ getPointerColor WRITE setPointerColor)
    Q_PROPERTY(QColor centerCircleColor READ getCenterCircleColor WRITE setCenterCircleColor)
    Q_PROPERTY(QColor textColor READ getTextColor WRITE setTextColor)

    Q_PROPERTY(bool showOverlay READ getShowOverlay WRITE setShowOverlay)
    Q_PROPERTY(QColor overlayColor READ getOverlayColor WRITE setOverlayColor)

    Q_PROPERTY(PieStyle pieStyle READ getPieStyle WRITE setPieStyle)
    Q_PROPERTY(PointerStyle pointerStyle READ getPointerStyle WRITE setPointerStyle)

public:
    enum PieStyle {
        PieStyle_Three = 0,             //三色圆环
        PieStyle_Current = 1            //当前圆环
    };

    enum PointerStyle {
        PointerStyle_Circle = 0,        //圆形指示器
        PointerStyle_Indicator = 1,     //指针指示器
        PointerStyle_IndicatorR = 2,    //圆角指针指示器
        PointerStyle_Triangle = 3       //三角形指示器
    };

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

protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *);
    void drawOuterCircle(QPainter *painter);
    void drawInnerCircle(QPainter *painter);
    void drawColorPie(QPainter *painter);
    void drawCoverCircle(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);
    void drawOverlay(QPainter *painter);

private slots:
    void updateValue();

private:    
    double minValue;                //最小值
    double maxValue;                //最大值
    double value;                   //目标值
    int precision;                  //精确度,小数点后几位

    int scaleMajor;                 //大刻度数量
    int scaleMinor;                 //小刻度数量
    int startAngle;                 //开始旋转角度
    int endAngle;                   //结束旋转角度

    bool animation;                 //是否启用动画显示
    double animationStep;           //动画显示时步长

    QColor outerCircleColor;        //外圆背景颜色
    QColor innerCircleColor;        //内圆背景颜色

    QColor pieColorStart;           //饼圆开始颜色
    QColor pieColorMid;             //饼圆中间颜色
    QColor pieColorEnd;             //饼圆结束颜色

    QColor coverCircleColor;        //覆盖圆背景颜色
    QColor scaleColor;              //刻度尺颜色
    QColor pointerColor;            //指针颜色
    QColor centerCircleColor;       //中心圆颜色
    QColor textColor;               //文字颜色

    bool showOverlay;               //显示遮罩层
    QColor overlayColor;            //遮罩层颜色

    PieStyle pieStyle;              //饼图样式
    PointerStyle pointerStyle;      //指针样式

    bool reverse;                   //是否往回走
    double currentValue;            //当前值
    QTimer *timer;                  //定时器绘制动画

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 getOuterCircleColor()    const;
    QColor getInnerCircleColor()    const;

    QColor getPieColorStart()       const;
    QColor getPieColorMid()         const;
    QColor getPieColorEnd()         const;

    QColor getCoverCircleColor()    const;
    QColor getScaleColor()          const;
    QColor getPointerColor()        const;
    QColor getCenterCircleColor()   const;
    QColor getTextColor()           const;

    bool getShowOverlay()           const;
    QColor getOverlayColor()        const;

    PieStyle getPieStyle()          const;
    PointerStyle getPointerStyle()  const;

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

public Q_SLOTS:
    //设置范围值
    void setRange(double minValue, double maxValue);
    void setRange(int minValue, int maxValue);

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

    //设置目标值
    void setValue(double value);
    void setValue(int value);

    //设置精确度
    void setPrecision(int precision);

    //设置主刻度数量
    void setScaleMajor(int scaleMajor);
    //设置小刻度数量
    void setScaleMinor(int scaleMinor);
    //设置开始旋转角度
    void setStartAngle(int startAngle);
    //设置结束旋转角度
    void setEndAngle(int endAngle);

    //设置是否启用动画显示
    void setAnimation(bool animation);
    //设置动画显示的步长
    void setAnimationStep(double animationStep);

    //设置外圆背景颜色
    void setOuterCircleColor(const QColor &outerCircleColor);
    //设置内圆背景颜色
    void setInnerCircleColor(const QColor &innerCircleColor);

    //设置饼圆三种颜色
    void setPieColorStart(const QColor &pieColorStart);
    void setPieColorMid(const QColor &pieColorMid);
    void setPieColorEnd(const QColor &pieColorEnd);

    //设置覆盖圆背景颜色
    void setCoverCircleColor(const QColor &coverCircleColor);
    //设置刻度尺颜色
    void setScaleColor(const QColor &scaleColor);
    //设置指针颜色
    void setPointerColor(const QColor &pointerColor);
    //设置中心圆颜色
    void setCenterCircleColor(const QColor &centerCircleColor);
    //设置文本颜色
    void setTextColor(const QColor &textColor);

    //设置是否显示遮罩层
    void setShowOverlay(bool showOverlay);
    //设置遮罩层颜色
    void setOverlayColor(const QColor &overlayColor);

    //设置饼图样式
    void setPieStyle(const PieStyle &pieStyle);
    //设置指针样式
    void setPointerStyle(const PointerStyle &pointerStyle);

Q_SIGNALS:
    void valueChanged(int value);
};

#endif //GAUGECAR_H

五、核心代码

void GaugeCar::paintEvent(QPaintEvent *)
{
    int width = this->width();
    int height = this->height();
    int side = qMin(width, 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.setRenderHints(QPainter::Antialiasing | QPainter::TextAntialiasing);
    painter.translate(width / 2, height / 2);
    painter.scale(side / 200.0, side / 200.0);

    //绘制外圆
    drawOuterCircle(&painter);
    //绘制内圆
    drawInnerCircle(&painter);
    //绘制饼圆
    drawColorPie(&painter);
    //绘制覆盖圆 用以遮住饼圆多余部分
    drawCoverCircle(&painter);
    //绘制刻度线
    drawScale(&painter);
    //绘制刻度值
    drawScaleNum(&painter);

    //根据指示器形状绘制指示器
    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);
    }

    //绘制指针中心圆外边框
    drawRoundCircle(&painter);
    //绘制指针中心圆
    drawCenterCircle(&painter);
    //绘制当前值
    drawValue(&painter);
    //绘制遮罩层
    drawOverlay(&painter);
}

void GaugeCar::drawOuterCircle(QPainter *painter)
{
    int radius = 99;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(outerCircleColor);
    painter->drawEllipse(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    painter->restore();
}

void GaugeCar::drawInnerCircle(QPainter *painter)
{
    int radius = 90;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(innerCircleColor);
    painter->drawEllipse(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    painter->restore();
}

void GaugeCar::drawColorPie(QPainter *painter)
{
    int radius = 60;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);

    QRectF rect(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);

    if (pieStyle == PieStyle_Three) {
        //计算总范围角度,根据占比例自动计算三色圆环范围角度
        //可以更改比例
        double angleAll = 360.0 - startAngle - endAngle;
        double angleStart = angleAll * 0.7;
        double angleMid = angleAll * 0.15;
        double angleEnd = angleAll * 0.15;

        //增加偏移量使得看起来没有脱节
        int offset = 3;

        //绘制开始饼圆
        painter->setBrush(pieColorStart);
        painter->drawPie(rect, (270 - startAngle - angleStart) * 16, angleStart * 16);

        //绘制中间饼圆
        painter->setBrush(pieColorMid);
        painter->drawPie(rect, (270 - startAngle - angleStart - angleMid) * 16 + offset, angleMid * 16);

        //绘制结束饼圆
        painter->setBrush(pieColorEnd);
        painter->drawPie(rect, (270 - startAngle - angleStart - angleMid - angleEnd) * 16 + offset * 2, angleEnd * 16);
    } else if (pieStyle == PieStyle_Current) {
        //计算总范围角度,当前值范围角度,剩余值范围角度
        double angleAll = 360.0 - startAngle - endAngle;
        double angleCurrent = angleAll * ((currentValue - minValue) / (maxValue - minValue));
        double angleOther = angleAll - angleCurrent;

        //绘制当前值饼圆
        painter->setBrush(pieColorStart);
        painter->drawPie(rect, (270 - startAngle - angleCurrent) * 16, angleCurrent * 16);

        //绘制剩余值饼圆
        painter->setBrush(pieColorEnd);
        painter->drawPie(rect, (270 - startAngle - angleCurrent - angleOther) * 16, angleOther * 16);
    }

    painter->restore();
}

void GaugeCar::drawCoverCircle(QPainter *painter)
{
    int radius = 50;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(coverCircleColor);
    painter->drawEllipse(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    painter->restore();
}

void GaugeCar::drawScale(QPainter *painter)
{
    int radius = 72;
    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 - 10, 0, radius);
        } else {
            pen.setWidthF(0.5);
            painter->setPen(pen);
            painter->drawLine(0, radius - 5, 0, radius);
        }

        painter->rotate(angleStep);
    }

    painter->restore();
}

void GaugeCar::drawScaleNum(QPainter *painter)
{
    int radius = 82;
    painter->save();
    painter->setPen(scaleColor);

    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 GaugeCar::drawPointerCircle(QPainter *painter)
{
    int radius = 6;
    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 GaugeCar::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 GaugeCar::drawPointerIndicatorR(QPainter *painter)
{
    int radius = 75;
    painter->save();
    painter->setOpacity(1.0);

    QPen pen;
    pen.setWidth(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);

    //增加绘制圆角直线,与之前三角形重叠,形成圆角指针
    pen.setCapStyle(Qt::RoundCap);
    pen.setWidthF(4);
    painter->setPen(pen);
    painter->drawLine(0, 0, 0, radius);

    painter->restore();
}

void GaugeCar::drawPointerTriangle(QPainter *painter)
{
    int radius = 10;
    int offset = 38;
    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 GaugeCar::drawRoundCircle(QPainter *painter)
{
    int radius = 18;
    painter->save();
    painter->setOpacity(0.8);
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(pointerColor);
    painter->drawEllipse(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    painter->restore();
}

void GaugeCar::drawCenterCircle(QPainter *painter)
{
    int radius = 15;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(centerCircleColor);
    painter->drawEllipse(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    painter->restore();
}

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

    QFont font;
    font.setPixelSize(18);
    painter->setFont(font);

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

    painter->restore();
}

void GaugeCar::drawOverlay(QPainter *painter)
{
    if (!showOverlay) {
        return;
    }

    int radius = 90;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);

    QPainterPath smallCircle;
    QPainterPath bigCircle;
    radius -= 1;
    smallCircle.addEllipse(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    radius *= 2;
    bigCircle.addEllipse(-radius, -radius + 140, radius * 2, radius * 2);

    //高光的形状为小圆扣掉大圆的部分
    QPainterPath highlight = smallCircle - bigCircle;

    QLinearGradient linearGradient(0, -radius / 2, 0, 0);
    overlayColor.setAlpha(100);
    linearGradient.setColorAt(0.0, overlayColor);
    overlayColor.setAlpha(30);
    linearGradient.setColorAt(1.0, overlayColor);
    painter->setBrush(linearGradient);
    painter->rotate(-20);
    painter->drawPath(highlight);

    painter->restore();
}

六、控件介绍

  1. 超过149个精美控件,涵盖了各种仪表盘、进度条、进度球、指南针、曲线图、标尺、温度计、导航条、导航栏,flatui、高亮按钮、滑动选择器、农历等。远超qwt集成的控件数量。
  2. 每个类都可以独立成一个单独的控件,零耦合,每个控件一个头文件和一个实现文件,不依赖其他文件,方便单个控件以源码形式集成到项目中,较少代码量。qwt的控件类环环相扣,高度耦合,想要使用其中一个控件,必须包含所有的代码。
  3. 全部纯Qt编写,QWidget+QPainter绘制,支持Qt4.6到Qt5.12的任何Qt版本,支持mingw、msvc、gcc等编译器,支持任意操作系统比如windows+linux+mac+嵌入式linux等,不乱码,可直接集成到Qt Creator中,和自带的控件一样使用,大部分效果只要设置几个属性即可,极为方便。
  4. 每个控件都有一个对应的单独的包含该控件源码的DEMO,方便参考使用。同时还提供一个所有控件使用的集成的DEMO。
  5. 每个控件的源代码都有详细中文注释,都按照统一设计规范编写,方便学习自定义控件的编写。
  6. 每个控件默认配色和demo对应的配色都非常精美。
  7. 超过130个可见控件,6个不可见控件。
  8. 部分控件提供多种样式风格选择,多种指示器样式选择。
  9. 所有控件自适应窗体拉伸变化。
  10. 集成自定义控件属性设计器,支持拖曳设计,所见即所得,支持导入导出xml格式。
  11. 自带activex控件demo,所有控件可以直接运行在ie浏览器中。
  12. 集成fontawesome图形字体+阿里巴巴iconfont收藏的几百个图形字体,享受图形字体带来的乐趣。
  13. 所有控件最后生成一个dll动态库文件,可以直接集成到qtcreator中拖曳设计使用。
  14. 目前已经有qml版本,后期会考虑出pyqt版本,如果用户需求量很大的话。

七、SDK下载

  • SDK下载链接:https://pan.baidu.com/s/1A5Gd77kExm8Co5ckT51vvQ 提取码:877p
  • 下载链接中包含了各个版本的动态库文件,所有控件的头文件,使用demo,自定义控件+属性设计器。
  • 自定义控件插件开放动态库dll使用(永久免费),无任何后门和限制,请放心使用。
  • 目前已提供26个版本的dll,其中包括了qt5.12.3 msvc2017 32+64 mingw 32+64 的。
  • 不定期增加控件和完善控件,不定期更新SDK,欢迎各位提出建议,谢谢!
  • widget版本(QQ:517216493)qml版本(QQ:373955953)三峰驼(QQ:278969898)。
  • 涛哥的知乎专栏 Qt进阶之路 https://zhuanlan.zhihu.com/TaoQt
  • 欢迎关注微信公众号【高效程序员】,C++/Python、学习方法、写作技巧、热门技术、职场发展等内容,干货多多,福利多多!

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