Qt編寫自定義控件31-面板儀表盤控件

一、前言

在Qt自定義控件中，儀表盤控件是數量最多的，寫儀表盤都寫到快要吐血，可能是因為各種工業控制領域用的比較多吧，而且儀表盤又是比較生動直觀的，這次看到百度的echart中有這個控件，所以也來模仿做了一個，其實掌握了一兩個儀表盤的繪制方法以后，其他儀表盤的繪制都是如魚得水，基本上變化很小。總結起來就如下幾點：
1：儀表盤邊框
2：刻度尺
3：刻度值
4：圓環進度
5：指針
6：當前值
7：儀表盤標題
無論什么儀表盤，基本上包含的上面幾個要素的大部分，所以只要掌握幾個要素的繪制，任何儀表盤繪制都是輕輕松松信手拈來。無非就是有些儀表盤要求刻度尺在里邊有些要求在外邊，有些要求有圓環進度不同顏色顯示，有些要求可以自定義左側起始角度和右側結束角度，有些要求指針圓形方形橢圓形等，有些要求值改變的時候帶一些緩慢的動畫過渡效果等。

二、實現的功能

• 1:可設置范圍值,支持負數值
• 2:可設置精確度+刻度尺精確度,最大支持小數點后3位
• 3:可設置大刻度數量/小刻度數量
• 4:可設置開始旋轉角度/結束旋轉角度
• 5:可設置是否啟用動畫效果以及動畫效果每次移動的步長
• 6:可設置刻度顏色+文字顏色+圓環的寬度和顏色
• 7:自適應窗體拉伸,刻度尺和文字自動縮放
• 8:可設置單位以及儀表盤名稱

三、效果圖

四、頭文件代碼

#ifndef GAUGEPANEL_H
#define GAUGEPANEL_H

/**
 * 面板儀表盤控件 作者:feiyangqingyun(QQ:517216493) 2019-7-3
 * 1:可設置范圍值,支持負數值
 * 2:可設置精確度+刻度尺精確度,最大支持小數點后3位
 * 3:可設置大刻度數量/小刻度數量
 * 4:可設置開始旋轉角度/結束旋轉角度
 * 5:可設置是否啟用動畫效果以及動畫效果每次移動的步長
 * 6:可設置刻度顏色+文字顏色+圓環的寬度和顏色
 * 7:自適應窗體拉伸,刻度尺和文字自動縮放
 * 8:可設置單位以及儀表盤名稱
 */

#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 GaugePanel : public QWidget
#else
class GaugePanel : public QWidget
#endif

{
    Q_OBJECT
    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 scalePrecision READ getScalePrecision WRITE setScalePrecision)

    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(int ringWidth READ getRingWidth WRITE setRingWidth)
    Q_PROPERTY(QColor ringColor READ getRingColor WRITE setRingColor)

    Q_PROPERTY(QColor scaleColor READ getScaleColor WRITE setScaleColor)
    Q_PROPERTY(QColor pointerColor READ getPointerColor WRITE setPointerColor)
    Q_PROPERTY(QColor bgColor READ getBgColor WRITE setBgColor)
    Q_PROPERTY(QColor textColor READ getTextColor WRITE setTextColor)
    Q_PROPERTY(QString unit READ getUnit WRITE setUnit)
    Q_PROPERTY(QString text READ getText WRITE setText)

public:
    explicit GaugePanel(QWidget *parent = 0);
    ~GaugePanel();

protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *);
    void drawRing(QPainter *painter);
    void drawScale(QPainter *painter);
    void drawScaleNum(QPainter *painter);
    void drawPointer(QPainter *painter);
    void drawValue(QPainter *painter);

private slots:
    void updateValue();

private:    
    double minValue;                //最小值
    double maxValue;                //最大值
    double value;                   //目標值
    int precision;                  //精確度,小數點后幾位
    int scalePrecision;             //刻度尺精確度,小數點后幾位

    int scaleMajor;                 //大刻度數量
    int scaleMinor;                 //小刻度數量
    int startAngle;                 //開始旋轉角度
    int endAngle;                   //結束旋轉角度

    bool animation;                 //是否啟用動畫顯示
    double animationStep;           //動畫顯示時步長

    int ringWidth;                  //圓環寬度
    QColor ringColor;               //圓環顏色

    QColor scaleColor;              //刻度顏色
    QColor pointerColor;            //指針顏色
    QColor bgColor;                 //背景顏色
    QColor textColor;               //文字顏色
    QString unit;                   //單位
    QString text;                   //描述文字

    bool reverse;                   //是否往回走
    double currentValue;            //當前值
    QTimer *timer;                  //定時器繪制動畫

public:   
    double getMinValue()            const;
    double getMaxValue()            const;
    double getValue()               const;
    int getPrecision()              const;
    int getScalePrecision()         const;

    int getScaleMajor()             const;
    int getScaleMinor()             const;
    int getStartAngle()             const;
    int getEndAngle()               const;

    bool getAnimation()             const;
    double getAnimationStep()       const;

    int getRingWidth()              const;
    QColor getRingColor()           const;

    QColor getScaleColor()          const;
    QColor getPointerColor()        const;
    QColor getBgColor()             const;
    QColor getTextColor()           const;
    QString getUnit()               const;
    QString getText()               const;

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

public Q_SLOTS:
    //設置范圍值
    void setRange(double minValue, double maxValue);
    void setRange(int minValue, int maxValue);

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

    //設置目標值
    void setValue(double value);
    void setValue(int value);

    //設置精確度
    void setPrecision(int precision);
    //設置刻度尺精確度
    void setScalePrecision(int scalePrecision);

    //設置主刻度數量
    void setScaleMajor(int scaleMajor);
    //設置小刻度數量
    void setScaleMinor(int scaleMinor);
    //設置開始旋轉角度
    void setStartAngle(int startAngle);
    //設置結束旋轉角度
    void setEndAngle(int endAngle);

    //設置是否啟用動畫顯示
    void setAnimation(bool animation);
    //設置動畫顯示的步長
    void setAnimationStep(double animationStep);

    //設置圓環寬度+顏色
    void setRingWidth(int ringWidth);
    void setRingColor(const QColor &ringColor);

    //設置刻度顏色
    void setScaleColor(const QColor &scaleColor);
    //設置指針顏色
    void setPointerColor(const QColor &pointerColor);
    //設置背景顏色
    void setBgColor(const QColor &bgColor);
    //設置文本顏色
    void setTextColor(const QColor &textColor);
    //設置單位
    void setUnit(const QString &unit);
    //設置中間描述文字
    void setText(const QString &text);

Q_SIGNALS:
    void valueChanged(int value);
};

#endif // GAUGEPANEL_H

五、核心代碼

void GaugePanel::paintEvent(QPaintEvent *)
{
    int width = this->width();
    int height = this->height();
    int side = qMin(width, height);

    //繪制准備工作,啟用反鋸齒,平移坐標軸中心,等比例縮放
    QPainter painter(this);
    painter.setRenderHints(QPainter::Antialiasing | QPainter::TextAntialiasing);

    //繪制背景
    if (bgColor != Qt::transparent) {
        painter.setPen(Qt::NoPen);
        painter.fillRect(this->rect(), bgColor);
    }

    painter.translate(width / 2, height / 2);
    painter.scale(side / 200.0, side / 200.0);

    //繪制圓環
    drawRing(&painter);

    //繪制刻度線
    drawScale(&painter);

    //繪制刻度值
    drawScaleNum(&painter);

    //繪制指示器
    drawPointer(&painter);

    //繪制當前值
    drawValue(&painter);
}

void GaugePanel::drawRing(QPainter *painter)
{
    int radius = 70;
    painter->save();

    QPen pen;
    pen.setCapStyle(Qt::FlatCap);
    pen.setWidthF(ringWidth);
    pen.setColor(ringColor);
    painter->setPen(pen);

    radius = radius - ringWidth;
    QRectF rect = QRectF(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    double angleAll = 360.0 - startAngle - endAngle;
    painter->drawArc(rect, (270 - startAngle - angleAll) * 16, angleAll * 16);

    painter->restore();
}

void GaugePanel::drawScale(QPainter *painter)
{
    int radius = 80;
    painter->save();

    painter->rotate(startAngle);
    int steps = (scaleMajor * scaleMinor);
    double angleStep = (360.0 - startAngle - endAngle) / steps;

    QPen pen;
    pen.setCapStyle(Qt::RoundCap);
    pen.setColor(scaleColor);

    for (int i = 0; i <= steps; i++) {
        if (i % scaleMinor == 0) {
            pen.setWidthF(1.5);
            painter->setPen(pen);
            painter->drawLine(0, radius - 8, 0, radius + 5);
        } else {
            pen.setWidthF(0.5);
            painter->setPen(pen);
            painter->drawLine(0, radius - 8, 0, radius - 3);
        }

        painter->rotate(angleStep);
    }

    painter->restore();
}

void GaugePanel::drawScaleNum(QPainter *painter)
{
    int radius = 95;
    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', scalePrecision);
        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 GaugePanel::drawPointer(QPainter *painter)
{
    int radius = 70;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(pointerColor);

    QPolygon pts;
    pts.setPoints(4, -5, 0, 0, -8, 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 GaugePanel::drawValue(QPainter *painter)
{
    int radius = 100;
    painter->save();
    painter->setPen(textColor);

    QFont font;
    font.setPixelSize(15);
    painter->setFont(font);

    QString strValue = QString("%1").arg((double)currentValue, 0, 'f', precision);
    strValue = QString("%1 %2").arg(strValue).arg(unit);
    QRectF valueRect(-radius, radius / 3.5, radius * 2, radius / 3.5);
    painter->drawText(valueRect, Qt::AlignCenter, strValue);

    QRectF textRect(-radius, radius / 2.5, radius * 2, radius / 2.5);
    font.setPixelSize(12);
    painter->setFont(font);
    painter->drawText(textRect, Qt::AlignCenter, text);

    painter->restore();
}

六、控件介紹

1. 超過149個精美控件，涵蓋了各種儀表盤、進度條、進度球、指南針、曲線圖、標尺、溫度計、導航條、導航欄，flatui、高亮按鈕、滑動選擇器、農歷等。遠超qwt集成的控件數量。
2. 每個類都可以獨立成一個單獨的控件，零耦合，每個控件一個頭文件和一個實現文件，不依賴其他文件，方便單個控件以源碼形式集成到項目中，較少代碼量。qwt的控件類環環相扣，高度耦合，想要使用其中一個控件，必須包含所有的代碼。
3. 全部純Qt編寫，QWidget+QPainter繪制，支持Qt4.6到Qt5.12的任何Qt版本，支持mingw、msvc、gcc等編譯器，支持任意操作系統比如windows+linux+mac+嵌入式linux等，不亂碼，可直接集成到Qt Creator中，和自帶的控件一樣使用，大部分效果只要設置幾個屬性即可，極為方便。
4. 每個控件都有一個對應的單獨的包含該控件源碼的DEMO，方便參考使用。同時還提供一個所有控件使用的集成的DEMO。
5. 每個控件的源代碼都有詳細中文注釋，都按照統一設計規范編寫，方便學習自定義控件的編寫。
6. 每個控件默認配色和demo對應的配色都非常精美。
7. 超過130個可見控件，6個不可見控件。
8. 部分控件提供多種樣式風格選擇，多種指示器樣式選擇。
9. 所有控件自適應窗體拉伸變化。
10. 集成自定義控件屬性設計器，支持拖曳設計，所見即所得，支持導入導出xml格式。
11. 自帶activex控件demo，所有控件可以直接運行在ie瀏覽器中。
12. 集成fontawesome圖形字體+阿里巴巴iconfont收藏的幾百個圖形字體，享受圖形字體帶來的樂趣。
13. 所有控件最后生成一個dll動態庫文件，可以直接集成到qtcreator中拖曳設計使用。
14. 目前已經有qml版本，后期會考慮出pyqt版本，如果用戶需求量很大的話。

七、SDK下載

• SDK下載鏈接：https://pan.baidu.com/s/1A5Gd77kExm8Co5ckT51vvQ 提取碼：877p
• 下載鏈接中包含了各個版本的動態庫文件，所有控件的頭文件，使用demo，自定義控件+屬性設計器。
• 自定義控件插件開放動態庫dll使用（永久免費），無任何后門和限制，請放心使用。
• 目前已提供26個版本的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，歡迎各位提出建議，謝謝！
• widget版本（QQ：517216493）qml版本（QQ：373955953）三峰駝（QQ：278969898）。
• 濤哥的知乎專欄 Qt進階之路 https://zhuanlan.zhihu.com/TaoQt
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