浅谈Qt QGraphics体系及刷新机制介绍

概述

Qt的三大体系：QWidget、QGraphics、Quick，其中QGraphics图形框架算是这三个中比较高级的一种用法了，并且使用起来相比另外两个体系会更加的复杂一些，不过它能实现的功能却非常强大，主要体现在对图元的管理，它独特的刷新机制可以在众多的图元中都能够很好的管理，保证整个交互的流畅度。

而这里要描述的就是QGraphics体系的刷新机制以及该体系中相关元素的使用方式及特点。

QGraphics体系的三大元素

QGraphics体系中最重要的三大元素：QGraphicsView、QGraphicsScene、QGraphicsItem，这三者构成了QGraphics体系最基础的模型框架，也是在使用过程中必不可少的元素。

• QGraphicsScene ：场景。场景用于装载所有item元素，它是一个无限大的空间，但是我们在使用的时候通常会指定一块区域(setSceneRect)用于安放所有的item元素，并且item之间的逻辑，以及消息传递都是从场景中进行统一管理，比如我门要捕捉鼠标消息，或者触控消息，统一在Scene中获取，然后分发给需要的item，可以说Scene就是一个大管家；
• QGraphicsView：视图。视图就好比一个窗口，用于展示当前Scene中的元素，上面说到，Scene是一个无限大的空间，当view移动到Scene某个位置，就能看到该位置上的Item元素。
• QGraphicsItem：每一个单独的图元，QGraphicsItem是一个基类，还有很多子类继承于它，也就是这一系列的item行程了整个QGraphics体系中的每一个图元。

看一下这三者的关系：

再用一个非常形象的类比应该就会很明白这三者的关系了：
Scene就好比天空，无限大，而Item就是天空中的云朵，可以有很多云，而view就好比一扇窗户，透过窗户可以看到天空中的云，而一片天空可以通过很多扇窗户去看。所以一个Scene可以同时对应多个View，但是一个View只能对应一个Scene。

刷新机制

OK ，有了以上铺垫，终于可以进入都今天的主题，QGraphics体系中的刷新机制到底是怎样的呢？

我们都知道，QWidget是以窗口式刷新，每次会渲染整个窗口达到刷新目的，而QGraphics中可以局部刷新，也就是说可以只刷新某一个图元，而其他的元素保持不动，这是二者在刷新机制上很大的不同，以致于QGraphics在渲染大量图元的时候也能很流畅。

看以下图示：

这里的itemA在刷新的时候，ItemB是不会刷新的，这是两个独立的Item，但是考虑以下这种情况：

当两个item有交集的时候，这时候如果刷新ItemA，那么ItemB也会相应的刷新，同样，刷新ItemB的时候，ItemA也会触发刷新。

并且要注意的是，上面说到的ItemA和ItemB的交集，并不局限于这两者只是在同一平面上真实的交集，也就是说，即便是二者的ZValue不同， 但是从Z轴俯视的角度看到二者有交集也会触发对方相应的刷新。还有一种情况，如果两个Item是父子关系，也会全部刷新。

所以上面图示，即便ItemA和ItemB的ZValue不同，还是会触发刷新。这是QGraphicsItem默认的行为。

那么，这样会带来什么问题呢，如果我们做的是一个实时性非常高的动作，比如在屏幕上画线，线条要实时刷新，而这时候如果同时触发了其他Item的刷新，并且该Item刷新比较耗时，那么就会直接影响我们画线item的刷新，直观的感觉就是卡顿，线条折线严重，因为刷新界面都是在主线程中执行的，耗时操作将会阻塞。

避免重复刷新

那么该怎么解决这个问题呢？还真有办法。

我们的目的就是即便是多个Item重叠，那在刷新其中一个的时候不要让其他Item也跟着刷新，OK，QGraphicsItem中提供了一个枚举：

enum QGraphicsItem::CacheMode

设置Item的缓存模式，我们来看一下缓存的类型：

默认就是不做缓存，然后每次都会重新绘制。

QGraphicsItem::ItemCoordinateCache模式， QGraphicsItem会创建一个具有可配置大小/分辨率的屏幕外像素缓冲区，但是渲染质量通常会降低，具体取决于缓存的分辨率和项目转换。 第一次重绘项时，它会将自身渲染到缓存中，然后缓存将在每次后续曝光中重复使用。

QGraphicsItem::DeviceCoordinateCache模式，此模式适用于可以移动但不旋转，缩放或剪切的项目。 如果直接或间接转换项目，将自动重新生成缓存。 与ItemCoordinateCacheMode不同，DeviceCoordinateCache始终以最高质量呈现。

可以根据实际需要选择使用哪种缓存模式，然后通过调用函数setCacheMode来设置。

函数原型为：

void QGraphicsItem::setCacheMode(CacheMode mode, const QSize &logicalCacheSize = QSize())

可选的logicalCacheSize参数仅由ItemCoordinateCache模式使用，并描述缓存缓冲区的分辨率，如果logicalCacheSize是（100,100），QGraphicsItem将使项目适合图形内存中的100x100像素，而不管项目本身的逻辑大小。

默认情况下，QGraphicsItem使用boundingRect()的大小。对于除ItemCoordinateCache之外的所有其他缓存模式，将忽略logicalCacheSize。
如果项目花费大量时间重绘自身，则缓存可以加快渲染速度。在某些情况下，缓存也会降低渲染速度，特别是当项目花费的时间少于重绘时间时，QGraphicsItem会从缓存中重新绘制。

启用缓存后，项目的paint()函数通常会绘制到屏幕外的pixmap缓存中，对于任何后续重绘请求，Graphics View框架将从缓存中重绘。这种方法特别适用于QGLWidget，它将所有缓存存储为OpenGL纹理。

注意：启用缓存并不意味着只有在响应显式update()调用时才会调用item的paint()函数。例如，在内存压力下，Qt可能决定丢弃一些缓存信息;在这种情况下，即使没有update()调用（也就是说，没有启用缓存），也会调用item的paint()函数。

那么，既然会绘制到pixmap缓存中，如果数据量特别多，导致pixmap缓存不够怎么办，这时候就需要通过更改QPixmapCache的缓存限制以获得最佳性能。

QPixmapCache

QPixmapCache类为pixmaps提供应用程序范围的缓存。
此类是使用QPixmap优化绘图的工具。

QPixmapCache不包含任何成员数据，只包含访问全局像素图缓存的静态函数。它创建了一个内部QCache对象来缓存pixmaps。

默认的pixmap缓存空间为10MB，如果我们需要缓存的数据量很大，那么就需要修改这个值，通过调用静态函数setCacheLimit来进行设置即可。

到此这篇关于浅谈Qt QGraphics体系及刷新机制介绍的文章就介绍到这了,更多相关Qt QGraphics内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！