一、前言
最近用Qt3D做了一個三維顯示的項目，過程比較艱辛，主要是Qt3D這個庫雖然推出了有幾年，但是資料並不多，官方的例程比較少且大多是QML的，雖然他本身是完全支持C++的，而API 接口的文檔寫得又比較簡略，用的人少產生的資料就更少了，在google和stackoverflow 搜索相關問題也往往找不到答案，在做項目的過程中我收集了很多資料，在這里列出來分享給大家，同時歡迎大家找到好的相關資料在評論里留言，我會更新到博客中。
1.1 什么是Qt3D
Qt3D 是Qt官方支持的3D實時渲染引擎，和Qt一樣幾乎支持所有平台，對OpenGL pipeline進行了封裝，支持C++ 和腳本語言QML，甚至支持 python (pyQt和pySide)， 目的是為了讓開發者快速地開發出三維渲染的程序。與OSG、VTK和OGRE等類似，但是是Qt原生的，對於Qt開發來說兼容性會更好，可以自然地使用Qt的信號-槽機制。
Qt3D 具有以下基本特性：
- C++ 應用或者Qt Quick應用程序的 2D/3D 渲染
- Meshes 和 Geometry （Qt 中三維實體的組織形式，可以加載obj\mesh等對象 或者定義 opengl 中 vertex 集合）
- Materials 材質
- Shaders
- Shadow Mapping 陰影貼圖
- Ambient occlusion 環境光遮蔽
- 高動態范圍
- Deferred rendering 延遲渲染
- Multitexturing 多重紋理
- Instanced rendering
- Uniform Buffer Objects
還有 物理引擎、碰撞檢測和游戲AI等。
Qt3D 主要由KDAB 設計、開發和維護，和Qt Company 由密切合作， Qt3D 模塊集成在Qt5.5以后的版本中, 版本越高功能越完善且一些BUG會被修復。
Qt3D 有兩種License: GNU LGPL v3協議和GNU GPL v2協議。
1.2 Qt3D 的利與弊
Qt3D 的利和弊我只能根據我的直觀體驗來寫，未必客觀，但是真實。
利：原生支持
- 如果你本來就在用Qt作為GUI庫，那么使用Qt3D將會獲得完全兼容的3D庫，並且不需要安裝額外的依賴，在移植的時候也很方便, 可以使用Qt的信號-槽和事件機制
- 性能上號稱支持做游戲引擎 near real-time simulation
- 工具庫相對很豐富了，相比純擼 OpenGL 來說還是節省了很大的開發工作
- 和Qt一致的跨平台能力
弊處：資料過少
- 相比與OSG、Unity3D庫這些成熟的庫來說不夠流行（但是原理是相通的）
- 資料過少，官方文檔和例程不夠充實（或許這也是廣大開發者加入開源社區的好機會）
- 如果不使用Qt作為GUI框架，那么單獨使用Qt3D似乎又優點沉重
最終建議是：如果你使用Qt開發，那么使用Qt3D 將會很方便，否則，則沒必要。
二、學習建議
如果要使用Qt3D，那么以下知識是必須的：
- Qt GUI框架，不管是C++或者QML
- OpenGL渲染管線的基本知識，或許不需要成為這方面專家，但是需要知道基本的pipeline。同時如果想開發高性能的3D程序，那么OpenGL的底子還是要打牢。
- ECS 架構：Entity+Component System, Qt3D 中的任何一個實體由 Mesh + 材質構成；Mesh、材質都屬於 component。
Entity - mesh + material( + transform)
- (可選) QML/QtQucik
因為Qt3D 的大部分例子都是QML的(當然也有C++); 掌握QML有利於讀懂QML的示例代碼；從而進行C++實現
2.1 OpenGL 學習資料
- https://learnopengl.com 非常有名的學習OpenGL的網站, 同時有人用Qt3D 實現了 learnopengl 里面的example[]learnopengl-qt3d(https://github.com/MidoriYakumo/learnopengl-qt3d]
- learnopengl 中文翻譯版 (https://learnopengl-cn.github.io)
**掌握以下概念,差不多足夠Qt3D 入門使用 **：
- OpenGL pipeline
- vertex, attribute,shader, transform ,camera,texture
2.2 Qt3D 資料
2.2.1 視頻資料
- introduction to Qt3D
- 與3D 實體交互的QT3D 教程，涉及的關鍵類（QObjectPicker）
Interact with 3D contents
2.2.2 PPT和博客
https://ervin.ipsquad.net/slides/talks/ak2017-qt3d-advances/ak2017-qt3d-advances.pdf
https://www.kdab.com/wp-content/uploads/stories/Qt_3D_basics_whitepaper_Part2.pdf
https://www.kdab.com/wp-content/uploads/stories/qt3dinteraction.pdf
https://blog.qt.io/blog/2016/06/16/introducing-qt-3d/
2.2.3 教程
- 使用Qt3D 游戲開發的一個實例,主要基於QML，需要一定的QML 基礎和OpenGL 基礎，這個例子也提供了一些參考鏈接。
http://ftp.jaist.ac.jp/pub/qtproject/learning/developerguides/gamedevelopmentqt3d/GameDevelopmentQt3D.pdf
2.2.4 問答
- 知乎 https://www.zhihu.com/question/48708879/answer/112235199
- Qt3D 是 ECS(Entity-Component-System)架構;什么是ECS架構
https://zhuanlan.zhihu.com/p/30538626
補充：ECS的利弊
- ECS Pros:
- Avoids deep, wide, complex inheritance hierarchies
- Flexible – can change object behaviour at runtime (add/remove components)
- Extensible – add more component types later
- Qt 3D ECS is high performance by Aspects (Systems) offloading work to backend
- ECS Cons:
- Often new to OOP programmers – takes a while to adjust thinking
- More objects – Entity plus Components
- Qt3D 中使用着色器 Shader
2.2.5 源碼
-
qt3d-example KDAB 官方例程
-
qt3d 源碼，Github上有源碼（下面這個鏡像在網頁端支持代碼跳轉！）
qt3d -
Qt3D Editor 一個可以用來實驗 mesh + camera + transform + render 效果的。主要由QML寫得，核心類是由Cpp寫得。下面是效果。
