Qt开发技术：Q3D图表开发笔记（一）：Q3DScatter三维散点图介绍、Demo以及代码详解

前言

  qt提供了q3d进行三维开发，虽然这个框架没有得到大量运用也不是那么成功，性能上也有很大的欠缺，但是普通的点到为止的应用展示还是可以的。
  其中就包括华丽绚烂的三维图表，数据量不大的时候是可以使用的。

 

Demo：Q3DScatter散点图演示效果

  
   
  

 

Q3D提供的三维图表

  依赖QtDataVisualization。在安装qt的时候要选择安装QtDataVisualization模块。

Q3DScatter散点图

  Q3D的散点图，性能大约支撑1000个点可以不卡顿，具体依赖pc，1000个点是什么 概念，可以理解为：10x10x10的区域，每个区域一个数据点。
  

Q3DBars柱状图

  Q3D的柱状图，性能跟散点图类似。
  

Q3DSurface平面凹凸图，平面纹理图

  Q3D的柱状图，性能跟散点图类似。
  

 

Q3DScatter散点图

简介

  Q3DScatter类提供了渲染3D散点图的方法。能够在3D中渲染散点图，并通过自由旋转场景来查看散点图。
  旋转是通过按住鼠标右键并移动鼠标来完成的。缩放由鼠标滚轮完成。如果启用，则通过鼠标左键进行选择。通过单击鼠标滚轮，可以将场景重置为默认摄影机视图。在触摸设备中，旋转是通过点击和移动完成的，选择是通过点击并按住并缩放。
  如果没有设置轴，将创建没有标签的临时默认轴。这些默认轴可以通过轴访问器进行修改，但是一旦为方向明确设置了任何轴，该方向的默认轴就会被破坏。
  Q3DScatter支持同时显示多个系列。

构造最小Q3DS散点图

  首先，构建Q3DS散射器。由于在本例中我们将图形作为顶级窗口运行，因此需要清除Qt::FramelessWindowHint标志，该标志默认设置为：

Q3DScatter scatter;
scatter.setFlags(scatter.flags() ^ Qt::FramelessWindowHint);

  现在Q3DScatter已准备好接收要渲染的数据。添加一系列3个QVector3D项目：

QScatter3DSeries *series = new QScatter3DSeries;
QScatterDataArray data;
data << QVector3D(0.5f, 0.5f, 0.5f) << QVector3D(-0.3f, -0.5f, -0.4f) << QVector3D(0.0f, -0.3f, 0.2f);
series->dataProxy()->addItems(data);
scatter.addSeries(series);

  最后，将其设置为可见：

scatter.show();

  创建和显示此图形所需的完整代码是：

#include <QtDataVisualization>

using namespace QtDataVisualization;

int main(int argc, char **argv)
{
    QGuiApplication app(argc, argv);

    Q3DScatter scatter;
    scatter.setFlags(scatter.flags() ^ Qt::FramelessWindowHint);
    QScatter3DSeries *series = new QScatter3DSeries;
    QScatterDataArray data;
data << QVector3D(0.5f, 0.5f, 0.5f)
            << QVector3D(-0.3f, -0.5f, -0.4f)
            << QVector3D(0.0f, -0.3f, 0.2f);
    series->dataProxy()->addItems(data);
    scatter.addSeries(series);
    scatter.show();

    return app.exec();
}

  运行效果：
  
  场景可以被旋转、放大，并且可以选择一个项目来查看其位置，但在这个最小的代码示例中不包括其他交互。通过熟悉所提供的示例（如散点示例）来了解更多信息。

 

Q3Ddemo构建流程解析

步骤一：确认安装QtDataVisualization模块

  如何确认，则是在帮助文件中查看是否有Q3dscatter类。一般是安装了模块才会有对应的帮助文件。没有则重新安装qt或者单独安装该模块。
  

步骤二：工程配置文件中加入模块

  Q3d是在数据可视化模块中，需要在pro或者pri配置文件中添加。

QT += datavisualization

  

步骤三：添加使用到的头文件

  使用到Q3DScatter相关类中添加头文件，主要使用到Q3DScatter和QScatter3DSeries等等。

#include <Q3DScatter>
#include <Q3DTheme>
#include <QScatter3DSeries>
#include <QVector3D>

  

步骤四：添加命名空间

  这时候还是无法使用对应的类，需要添加命名空间才行，查看最后“入坑一”：

using namespace QtDataVisualization;

  

步骤五：Q3D的图标基础构建框架

  下面是包含注释的Q3DScatter基础构建流程，其他两种图类似：

_pQ3DScatter = new Q3DScatter();
_pContainer = QWidget::createWindowContainer(_pQ3DScatter, this);

// 设置轴文本
{
    _pQ3DScatter->axisX()->setTitle("X");
    _pQ3DScatter->axisY()->setTitle("Y");
    _pQ3DScatter->axisZ()->setTitle("Z");
}
// 设置轴范围
{
//        _pQ3DScatter->axisX()->setRange(0, 10);
//        _pQ3DScatter->axisY()->setRange(0, 10);
//        _pQ3DScatter->axisZ()->setRange(0, 10);
}

// 生成一个曲线
_pScatter3DSeries = new QScatter3DSeries(_pQ3DScatter);
// 设置渲染平滑
_pScatter3DSeries->setMeshSmooth(true);

// 视图添加该曲线
_pQ3DScatter->addSeries(_pScatter3DSeries);

// 设置阴影质量
_pQ3DScatter->setShadowQuality(QAbstract3DGraph::ShadowQualitySoftLow);
// 设置视角
_pQ3DScatter->scene()->activeCamera()->setCameraPreset(Q3DCamera::CameraPresetIsometricLeft);
// 设置子网格
_pQ3DScatter->activeTheme()->setGridEnabled(true);

#if 1
// 添加模拟数据
QScatterDataArray data;
data << QVector3D(1, 1,1) << QVector3D(1, 1, 2) << QVector3D(1, 1, 3)
     << QVector3D(1, 2,1) << QVector3D(1, 2, 2) << QVector3D(1, 2, 3)
     << QVector3D(1, 3,1) << QVector3D(1, 3, 2) << QVector3D(1, 3, 3);
// 添加数据(自动冲掉之前的数据)
_pScatter3DSeries->dataProxy()->addItems(data);
#endif

#if 1
// 模拟
QList<QVector3D> listVector3D;
#if 0
listVector3D <<  QVector3D(5, 1,1) << QVector3D(5, 1, 2) << QVector3D(5, 1, 3)
             << QVector3D(5, 2,1) << QVector3D(5, 2, 2) << QVector3D(5, 2, 3)
             << QVector3D(5, 3,1) << QVector3D(5, 3, 2) << QVector3D(5, 3, 3);
#else
listVector3D << QVector3D(1, 1,1) << QVector3D(1, 1, 2) << QVector3D(1, 1, 3)
             << QVector3D(1, 2,1) << QVector3D(1, 2, 2) << QVector3D(1, 2, 3)
             << QVector3D(1, 3,1) << QVector3D(1, 3, 2) << QVector3D(1, 3, 3);
#endif

 

Demo源码

Q3dScatterWidget.h

#ifndef Q3DSCATTERWIDGET_H
#define Q3DSCATTERWIDGET_H

#include <QWidget>
#include <Q3DScatter>
#include <Q3DTheme>
#include <QScatter3DSeries>
#include <QVector3D>

using namespace QtDataVisualization;

namespace Ui {
class Q3dScatterWidget;
}

class Q3dScatterWidget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit Q3dScatterWidget(QWidget *parent = 0);
    ~Q3dScatterWidget();

public:
    void setData(QList<QVector3D> listVector3D);

protected:
    void initControl();

protected:
    void resizeEvent(QResizeEvent *event);

private:
    Ui::Q3dScatterWidget *ui;

private:
    Q3DScatter *_pQ3DScatter;               // q3d散点视图
    QWidget *_pContainer;                   // q3d窗口容器
    QScatter3DSeries *_pScatter3DSeries;    // q3d散点图数据
};

#endif // Q3DSCATTERWIDGET_H

Q3dScatterWidget.cpp

#include "Q3dScatterWidget.h"
#include "ui_Q3dScatterWidget.h"
#include <Q3DTheme>

#include <QDebug>
#include <QDateTime>
//#define LOG qDebug()<<__FILE__<<__LINE__
//#define LOG qDebug()<<__FILE__<<__LINE__<<__FUNCTION__
//#define LOG qDebug()<<__FILE__<<__LINE__<<QThread()::currentThread()
//#define LOG qDebug()<<__FILE__<<__LINE__<<QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd")
#define LOG qDebug()<<__FILE__<<__LINE__<<QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss:zzz")

Q3dScatterWidget::Q3dScatterWidget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::Q3dScatterWidget),
    _pQ3DScatter(0),
    _pContainer(0),
    _pScatter3DSeries(0)
{
    ui->setupUi(this);

    QString version = "v1.0.0";
    setWindowTitle(QString("q3d散点图示例 %1(作者:长沙红胖子 QQ:21497936 WX:15173255813 www.hpzwl.com").arg(version));

    initControl();
}

Q3dScatterWidget::~Q3dScatterWidget()
{
    delete ui;
}

void Q3dScatterWidget::setData(QList<QVector3D> listVector3D)
{
    double xMin, xMax, yMin, yMax, zMin, zMax;
    QScatterDataArray data;
    for(int index = 0; index < listVector3D.size(); index++)
    {
        // 添加模拟数据
        data << listVector3D.at(index);
        // 计算范围
        if(index == 0)
        {
            xMin = listVector3D.at(index).x();
            xMax = listVector3D.at(index).x();
            yMin = listVector3D.at(index).y();
            yMax = listVector3D.at(index).y();
            zMin = listVector3D.at(index).z();
            zMax = listVector3D.at(index).z();
        }else {
            if(xMin > listVector3D.at(index).x() + 1e-8)
            {
                xMin = listVector3D.at(index).x();
            }
            if(xMax < listVector3D.at(index).x() - 1e-8)
            {
                xMax = listVector3D.at(index).x();
            }
            if(yMin > listVector3D.at(index).y() + 1e-8)
            {
                yMin = listVector3D.at(index).y();
            }
            if(yMax < listVector3D.at(index).y() - 1e-8)
            {
                yMax = listVector3D.at(index).y();
            }
            if(zMin > listVector3D.at(index).z() + 1e-8)
            {
                zMin = listVector3D.at(index).z();
            }
            if(zMax < listVector3D.at(index).z() - 1e-8)
            {
                zMax = listVector3D.at(index).z();
            }
        }

    }
    // 添加数据(自动冲掉之前的数据)
    _pScatter3DSeries->dataProxy()->addItems(data);
    // 计算范围 x轴范围要大于等于y轴
    if(xMax - xMin < yMax - yMin)
    {
        xMax = xMin + (yMax - yMin);
    }

    _pQ3DScatter->axisX()->setRange(xMin, xMax);
    _pQ3DScatter->axisY()->setRange(yMin, yMax);
    _pQ3DScatter->axisZ()->setRange(zMin, zMax);
}

void Q3dScatterWidget::initControl()
{
    _pQ3DScatter = new Q3DScatter();
    _pContainer = QWidget::createWindowContainer(_pQ3DScatter, this);

    // 设置轴文本
    {
        _pQ3DScatter->axisX()->setTitle("X");
        _pQ3DScatter->axisY()->setTitle("Y");
        _pQ3DScatter->axisZ()->setTitle("Z");
    }
    // 设置轴范围
    {
//        _pQ3DScatter->axisX()->setRange(0, 10);
//        _pQ3DScatter->axisY()->setRange(0, 10);
//        _pQ3DScatter->axisZ()->setRange(0, 10);
    }

    // 生成一个曲线
    _pScatter3DSeries = new QScatter3DSeries(_pQ3DScatter);
    // 设置渲染平滑
    _pScatter3DSeries->setMeshSmooth(true);

    // 视图添加该曲线
    _pQ3DScatter->addSeries(_pScatter3DSeries);

    // 设置阴影质量
    _pQ3DScatter->setShadowQuality(QAbstract3DGraph::ShadowQualitySoftLow);
    // 设置视角
    _pQ3DScatter->scene()->activeCamera()->setCameraPreset(Q3DCamera::CameraPresetIsometricLeft);
    // 设置子网格
    _pQ3DScatter->activeTheme()->setGridEnabled(true);

#if 1
    // 添加模拟数据
    QScatterDataArray data;
    data << QVector3D(1, 1,1) << QVector3D(1, 1, 2) << QVector3D(1, 1, 3)
         << QVector3D(1, 2,1) << QVector3D(1, 2, 2) << QVector3D(1, 2, 3)
         << QVector3D(1, 3,1) << QVector3D(1, 3, 2) << QVector3D(1, 3, 3);
    // 添加数据(自动冲掉之前的数据)
    _pScatter3DSeries->dataProxy()->addItems(data);
#endif

#if 1
    // 模拟
    QList<QVector3D> listVector3D;
#if 0
    listVector3D <<  QVector3D(5, 1,1) << QVector3D(5, 1, 2) << QVector3D(5, 1, 3)
                 << QVector3D(5, 2,1) << QVector3D(5, 2, 2) << QVector3D(5, 2, 3)
                 << QVector3D(5, 3,1) << QVector3D(5, 3, 2) << QVector3D(5, 3, 3);
#else
    listVector3D << QVector3D(1, 1,1) << QVector3D(1, 1, 2) << QVector3D(1, 1, 3)
                 << QVector3D(1, 2,1) << QVector3D(1, 2, 2) << QVector3D(1, 2, 3)
                 << QVector3D(1, 3,1) << QVector3D(1, 3, 2) << QVector3D(1, 3, 3);
#endif
    // 添加数据
    setData(listVector3D);
#endif
}

void Q3dScatterWidget::resizeEvent(QResizeEvent *event)
{
    if(_pContainer)
    {
        _pContainer->setGeometry(rect());
    }
}

 

工程模板

  

 

入坑

入坑一：找不到Q3DScatter类

问题

  

原因

  有命名空间。

解决

using namespace QtDataVisualization;