Qt编写自定义控件4-旋转仪表盘

原创

feiyangqingyun

修改于 2019-08-23 10:15:17

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修改于 2019-08-23 10:15:17

一、前言

旋转仪表盘，一般用在需要触摸调节设置值的场景中，其实Qt本身就提供了QDial控件具有类似的功能，本控件最大的难点不在于绘制刻度和指针等，而在于自动计算当前用户按下处的坐标转换为当前值，这个功能想了很久，也看了QDial的源码，他里边写的非常复杂，最后还是参考的我打99分（100分留给自己未来写的书，哈哈！）的Qt书籍《c++ gui qt 4编程》中的篇章才写出来的，关键需要用到atan2将坐标转为值，看来学好数学真的很重要。

二、实现的功能

1:支持指示器样式选择圆形指示器/指针指示器/圆角指针指示器/三角形指示器
2:支持鼠标按下旋转改变值
3:支持负数刻度值
4:支持设置当前值及范围值
5:支持左右旋转角度设置
6:支持设置大刻度数量和小刻度数量
7:支持设置各种颜色
8:字号随窗体拉伸自动变化
9:可设置是否显示当前值

三、效果图

四、头文件代码

#ifndef GAUGEDIAL_H
#define GAUGEDIAL_H

/**
 * 旋转仪表盘控件 作者:feiyangqingyun(QQ:517216493) 2016-11-11
 * 1:支持指示器样式选择 圆形指示器/指针指示器/圆角指针指示器/三角形指示器
 * 2:支持鼠标按下旋转改变值
 * 3:支持负数刻度值
 * 4:支持设置当前值及范围值
 * 5:支持左右旋转角度设置
 * 6:支持设置大刻度数量和小刻度数量
 * 7:支持设置各种颜色
 * 8:字号随窗体拉伸自动变化
 * 9:可设置是否显示当前值
 */

#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 GaugeDial : public QWidget
#else
class GaugeDial : public QWidget
#endif

{
	Q_OBJECT
	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(QColor darkColor READ getDarkColor WRITE setDarkColor)
	Q_PROPERTY(QColor lightColor READ getLightColor WRITE setLightColor)
	Q_PROPERTY(QColor textColor READ getTextColor WRITE setTextColor)

	Q_PROPERTY(bool showValue READ getShowValue WRITE setShowValue)
	Q_PROPERTY(PointerStyle pointerStyle READ getPointerStyle WRITE setPointerStyle)

public:
	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 GaugeDial(QWidget *parent = 0);
	~GaugeDial();

protected:
	void mousePressEvent(QMouseEvent *);
	void mouseReleaseEvent(QMouseEvent *);
	void mouseMoveEvent(QMouseEvent *);
	void paintEvent(QPaintEvent *);
	void drawScale(QPainter *painter);
	void drawScaleNum(QPainter *painter);
	void drawBorderCircle(QPainter *painter);
    void drawBgCircle(QPainter *painter);
	void drawPointerCircle(QPainter *painter);
	void drawPointerIndicator(QPainter *painter);
	void drawPointerIndicatorR(QPainter *painter);
	void drawPointerTriangle(QPainter *painter);
    void drawCenterCircle(QPainter *painter);
    void drawValue(QPainter *painter);

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

	QColor darkColor;               //暗黑颜色
	QColor lightColor;              //明亮颜色
	QColor textColor;               //文字颜色

	bool showValue;                 //是否显示当前值
	PointerStyle pointerStyle;      //指针样式

private:
    //鼠标是否按下
    bool pressed;
    //根据鼠标按下的坐标设置当前按下坐标处的值
    void setPressedValue(QPointF pressedPoint);

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;

	QColor getDarkColor()           const;
	QColor getLightColor()          const;
	QColor getTextColor()           const;

	bool getShowValue()             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);

	//设置颜色
    void setDarkColor(const QColor &darkColor);
    void setLightColor(const QColor &lightColor);

	//设置文本颜色
    void setTextColor(const QColor &textColor);

	//设置是否显示当前值
	void setShowValue(bool showValue);
	//设置指针样式
    void setPointerStyle(const PointerStyle &pointerStyle);

Q_SIGNALS:
	void valueChanged(int value);
};

#endif //GAUGEDIAL_H

五、核心代码

void GaugeDial::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);

    //绘制刻度线
    drawScale(&painter);
    //绘制刻度值
    drawScaleNum(&painter);
    //绘制边界凹凸圆
    drawBorderCircle(&painter);
    //绘制背景圆
    drawBgCircle(&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);
    }

    //绘制当前值中心背景圆
    drawCenterCircle(&painter);
    //绘制当前值
    drawValue(&painter);
}

void GaugeDial::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(textColor);

    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);
        } else {
            pen.setWidthF(0.5);
            painter->setPen(pen);
            painter->drawLine(0, radius - 8, 0, radius - 3);
        }

        painter->rotate(angleStep);
    }

    painter->restore();
}

void GaugeDial::drawScaleNum(QPainter *painter)
{
    int radius = 90;
    painter->save();
    painter->setPen(textColor);

    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 GaugeDial::drawBorderCircle(QPainter *painter)
{
    int radius = 70;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    QLinearGradient bgGradient(0, -radius, 0, radius);
    bgGradient.setColorAt(0.0, darkColor);
    bgGradient.setColorAt(1.0, lightColor);
    painter->setBrush(bgGradient);
    painter->drawEllipse(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    painter->restore();
}

void GaugeDial::drawBgCircle(QPainter *painter)
{
    int radius = 60;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    QLinearGradient bgGradient(0, -radius, 0, radius);
    bgGradient.setColorAt(0.0, lightColor);
    bgGradient.setColorAt(1.0, darkColor);
    painter->setBrush(bgGradient);

    painter->drawEllipse(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    painter->restore();
}

void GaugeDial::drawPointerCircle(QPainter *painter)
{
    int radius = 15;
    int offset = 10;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);

    painter->rotate(startAngle);
    double degRotate = (360.0 - startAngle - endAngle) / (maxValue - minValue) * (value - minValue);
    painter->rotate(degRotate);

    QLinearGradient bgGradient(0, 0, radius * 2, radius * 2);
    bgGradient.setColorAt(0.0, darkColor);
    bgGradient.setColorAt(1.0, lightColor);
    painter->setBrush(bgGradient);
    painter->drawEllipse(-radius, radius + offset, radius * 2, radius * 2);

    painter->setPen(QPen(darkColor, 2, Qt::SolidLine, Qt::RoundCap));
    painter->drawLine(0, radius * 2 + offset, 0, radius * 2 + 10 + offset);

    painter->restore();
}

void GaugeDial::drawPointerIndicator(QPainter *painter)
{
    int radius = 55;
    painter->save();
    painter->setOpacity(0.8);
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(darkColor);

    QPolygon pts;
    pts.setPoints(3, -5, 0, 5, 0, 0, radius);

    painter->rotate(startAngle);
    double degRotate = (360.0 - startAngle - endAngle) / (maxValue - minValue) * (value - minValue);
    painter->rotate(degRotate);
    painter->drawConvexPolygon(pts);

    painter->restore();
}

void GaugeDial::drawPointerIndicatorR(QPainter *painter)
{
    int radius = 55;
    painter->save();
    painter->setOpacity(0.6);

    QPen pen;
    pen.setWidth(1);
    pen.setColor(darkColor);

    painter->setPen(pen);
    painter->setBrush(darkColor);

    QPolygon pts;
    pts.setPoints(3, -5, 0, 5, 0, 0, radius);

    painter->rotate(startAngle);
    double degRotate = (360.0 - startAngle - endAngle) / (maxValue - minValue) * (value - 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 GaugeDial::drawPointerTriangle(QPainter *painter)
{
    int radius = 10;
    int offset = 45;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(darkColor);

    QPolygon pts;
    pts.setPoints(3, -radius / 2, offset, radius / 2, offset, 0, radius + offset);

    painter->rotate(startAngle);
    double degRotate = (360.0 - startAngle - endAngle) / (maxValue - minValue) * (value - minValue);
    painter->rotate(degRotate);
    painter->drawConvexPolygon(pts);

    painter->restore();
}

void GaugeDial::drawCenterCircle(QPainter *painter)
{
    if (!showValue) {
        return;
    }

    int radius = 15;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    QLinearGradient bgGradient(0, -radius, 0, radius);
    bgGradient.setColorAt(0.0, darkColor);
    bgGradient.setColorAt(1.0, lightColor);
    painter->setBrush(bgGradient);
    painter->drawEllipse(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    painter->restore();
}

void GaugeDial::drawValue(QPainter *painter)
{
    if (!showValue) {
        return;
    }

    int radius = 100;
    painter->save();
    painter->setPen(textColor);

    QFont font;
    font.setPixelSize(12);
    font.setBold(true);
    painter->setFont(font);

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

void GaugeDial::setPressedValue(QPointF pressedPoint)
{
    //计算总角度
    double length = 360 - startAngle - endAngle;

    //计算最近的刻度
    QPointF point = pressedPoint - rect().center();
    double theta = -atan2(-point.x(), -point.y()) * 180 / M_PI;
    theta = theta + length / 2;

    //计算每一个角度对应值移动多少
    double increment = (maxValue - minValue) / length;
    double currentValue = (theta * increment) + minValue;

    //过滤圆弧外的值
    if (currentValue <= minValue) {
        currentValue = minValue;
    } else if (currentValue >= maxValue) {
        currentValue = maxValue;
    }

    setValue(currentValue);
}

六、控件介绍

超过150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。
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。
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。
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。
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。
每个控件默认配色和demo对应的配色都非常精美。
超过130个可见控件，6个不可见控件。
部分控件提供多种样式风格选择，多种指示器样式选择。
所有控件自适应窗体拉伸变化。
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。
自带activex控件demo，所有控件可以直接运行在ie浏览器中。
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。
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。
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。