Qt編寫自定義控件63-水波效果


一、前言

幾年前就一直考慮過寫這個控件了,在9年前用C#的時候,就看到過別人用C#寫了個水波效果的控件,挺好玩的,當時看了下代碼用的二維數組來存儲變換的圖像像素數據,自從學了Qt以后,有過幾次想要用Qt寫一個版本,當時功力尚淺,嘗試過了沒寫成功,我記得還有個用匯編寫的dll提供調用,那個效率賊高,用CPU繪制的話效率相對來說低很多。前陣子一個好友-離心泵(QQ:33522)恰巧寫了個,我在他的基礎上改進了一些功能,增加了一些接口設置,比如提供參數可以控制水波的消失速度,擴散的速度,水波的面積大小以及水波的深度等。

二、實現的功能

  • 1:可設置顯示的圖像
  • 2:可設置衰減系數,控制消失速度,值越小水波消失越快
  • 3:可設置折射系數,控制擴散速度,值越大水波擴散越快
  • 4:可設置石頭大小,控制水波面積,值越大水波面積越大
  • 5:可設置石頭重量,控制水波深度,值越大水波深度越浪
  • 6:目前采用的是cpu運算和繪制,圖片越小越流暢

三、效果圖

四、頭文件代碼

#ifndef WAVEWATER_H
#define WAVEWATER_H

/**
 * 水波效果控件 作者:離心泵(QQ:33522) 整理:feiyangqingyun(QQ:517216493) 2019-10-03
 * 1:可設置顯示的圖像
 * 2:可設置衰減系數,控制消失速度,值越小水波消失越快
 * 3:可設置折射系數,控制擴散速度,值越大水波擴散越快
 * 4:可設置石頭大小,控制水波面積,值越大水波面積越大
 * 5:可設置石頭重量,控制水波深度,值越大水波深度越浪
 * 6:目前采用的是cpu運算和繪制,圖片越小越流暢
 */

#include <QWidget>
#include <QMap>

#ifdef quc
#if (QT_VERSION < QT_VERSION_CHECK(5,7,0))
#include <QtDesigner/QDesignerExportWidget>
#else
#include <QtUiPlugin/QDesignerExportWidget>
#endif

class QDESIGNER_WIDGET_EXPORT WaveWater : public QWidget
#else
class WaveWater : public QWidget
#endif

{
    Q_OBJECT
    Q_PROPERTY(int damping READ getDamping WRITE setDamping)
    Q_PROPERTY(int refractive READ getRefractive WRITE setRefractive)
    Q_PROPERTY(int stoneSize READ getStoneSize WRITE setStoneSize)
    Q_PROPERTY(int stoneWeight READ getStoneWeight WRITE setStoneWeight)
    Q_PROPERTY(QPixmap image READ getImage WRITE setImage)

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

protected:
    void mousePressEvent(QMouseEvent *);
    void mouseMoveEvent(QMouseEvent *);
    void mouseReleaseEvent(QMouseEvent *);
    void paintEvent(QPaintEvent *);

private:
    int damping;            //波能衰減系數
    int refractive;         //波能折射系數
    int stoneSize;          //石頭大小
    int stoneWeight;        //石頭重量
    QPixmap image;          //渲染圖片

    QImage imageRender;     //渲染像素圖片
    QImage imageOrigin;     //渲染源
    QPixmap pixmap;         //渲染圖片

    int	imageWidth;         //圖片寬度
    int	imageHeight;        //圖片高度
    int **waveBuffer1;		//波能緩沖區1
    int **waveBuffer2;		//波能緩沖區2

    bool isStoped;          //水波是否結束波動
    bool isPressed;         //鼠標是否按下
    QPoint lastPoint;       //鼠標按下出的坐標
    QTimer *timer;          //定時器繪制

private slots:
    //執行計算位圖進行繪制
    void drawImage();
    //水波步進擴散
    void waveSpread();
    //渲染水波位圖
    void waveRender();
    //扔石子
    void dropStone(int x, int y, int stoneSize, int stoneWeight);

public:
    int getDamping()        const;
    int getRefractive()     const;
    int getStoneSize()      const;
    int getStoneWeight()    const;
    QPixmap getImage()      const;

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

public Q_SLOTS:
    //設置衰減率系數
    void setDamping(int damping);
    //設置折射率系數
    void setRefractive(int refractive);
    //設置石頭大小
    void setStoneSize(int stoneSize);
    //設置石頭重量
    void setStoneWeight(int stoneWeight);
    //設置背景圖片
    void setImage(const QPixmap &pixmap);
};

#endif // WAVEWATER_H


五、核心代碼

void WaveWater::paintEvent(QPaintEvent *)
{
    if(image.isNull()) {
        return;
    }

    QPainter painter(this);
    painter.setRenderHints(QPainter::SmoothPixmapTransform);

    //如果停止階段則繪制原圖,否則繪制渲染圖
    if (isStoped) {
        painter.drawPixmap(0, 0, image);
    } else {
        painter.drawPixmap(0, 0, pixmap);
    }
}

void WaveWater::drawImage()
{
    if(isStoped) {
        timer->stop();
    } else {
        this->waveRender();
        this->update();
    }
}

void WaveWater::waveSpread()
{
    quint32 counter = 0;
    // 波能漸變
    for(int h = 1; h < imageHeight - 1; h++) {
        for(int w = 1; w < imageWidth - 1; w++) {
            //波能擴散
            waveBuffer2[w][h] = ((waveBuffer1[w - 1][h] + waveBuffer1[w + 1][h] + waveBuffer1[w][h - 1] + waveBuffer1[w][ h + 1]) >> 1) - waveBuffer2[w][h];
            //波能衰減
            waveBuffer2[w][h] -= (waveBuffer2[w][h] >> damping);
            //判斷波動釋放結束
            if(waveBuffer1[w][h] - waveBuffer2[w][h]) {
                counter++;
            }
        }
    }

    //交換緩沖區
    int **temp = waveBuffer1;
    waveBuffer1 = waveBuffer2;
    waveBuffer2 = temp;

    //設置釋放完成
    isStoped = counter ? false : true;
}

void WaveWater::waveRender()
{
    //先改變波紋振幅
    waveSpread();
    if(isStoped) {
        return;
    }

    int offsetX = 0;
    int offsetY = 0;

    //掃描位圖
    for(int y = 1; y < imageHeight - 1; y++) {
        for(int x = 1; x < imageWidth - 1; x++) {
            //根據波幅計算位圖數據偏移值,渲染點(x,y)對應原始圖片(offsetX,offsetY)
            offsetX = x + ((waveBuffer1[x - 1][y] - waveBuffer1[x + 1][y]) >> refractive);
            offsetY = y + ((waveBuffer1[x][y - 1] - waveBuffer1[x][y + 1]) >> refractive);
            //復制象素
            if(0 <= offsetX && offsetX < imageWidth - 1 && 0 <= offsetY && offsetY < imageHeight - 1) {
                QRgb color = imageOrigin.pixel(offsetX, offsetY);
                imageRender.setPixel(x, y, color);
            }
        }
    }

    pixmap.convertFromImage(imageRender);
}

void WaveWater::dropStone(int x, int y, int stoneSize, int stoneWeight)
{
    isStoped = false;
    int posX = 0;
    int posY = 0;

    for(int h = -stoneSize; h < stoneSize; h++) {
        for(int w = -stoneSize; w < stoneSize; w++) {
            posX = x + w;
            posY = y + h;

            //控制范圍,不能超出圖片
            if(posX < 0 || posX >= imageWidth || posY < 0 || posY >= imageHeight) {
                continue;
            }

            //點(w,h)在一個圓形區域內,初始化波能緩沖區1
            if(h * h + w * w <= stoneSize * stoneSize) {
                waveBuffer1[posX][posY] = -stoneWeight;
            }
        }
    }
}

六、控件介紹

  1. 超過160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Qt5.13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動態庫文件(dll或者so等),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。
  15. 自定義控件插件開放動態庫使用(永久免費),無任何后門和限制,請放心使用。
  16. 目前已提供32個版本的dll,其中qt_5_7_0_mingw530_32這個版本會一直保證最新的完整的。
  17. 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!
  18. Qt入門書籍推薦霍亞飛的《Qt Creator快速入門》《Qt5編程入門》,Qt進階書籍推薦官方的《C++ GUI Qt4編程》。
  19. 強烈推薦程序員自我修養和規划系列書《大話程序員》《程序員的成長課》《解憂程序員》,受益匪淺,受益終生!
  20. SDK地址:https://gitee.com/feiyangqingyun/QUCSDK https://github.com/feiyangqingyun/qucsdk


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