视口和窗口的定义与原理

绘图设备的物理坐标是基本的坐标系，通过QPainter的平移、旋转等变换可以得到更容易操作的逻辑坐标。

为了实现更方便的坐标，QPainter还提供了视口(Viewport)和窗口(Window)坐标系，通过QPainter内部的坐标变换矩阵自动转换为绘图设备的物理坐标。

视口表示绘图设备的任意一个矩形区域的物理坐标，可以只选取物理坐标的一个矩形区域用 于绘图。默认情况下，视口等于绘图设备的整个矩形区。

窗口与视口是同一个矩形，只不过是用逻辑坐标定义的坐标系。窗口可以直接定义矩形区的 逻辑坐标范围。下图是对视口和窗口的图示说明。

左图中的矩形框代表绘图设备的物理大小和坐标范围，假设宽度为300像素，高度为 200像素。现在要取其中间的一个正方形区域作为视口，灰色的正方形就是视口，绘图设备的物 理坐标中，视口的左上角坐标为(50, 0)，右下角坐标为(250,200)。定义此视口，可以使用QPainter 的setViewport()函数，其函数原型为：

void QPainter::setViewport(int x, int y, int width, int height)

要定义左图中的视口，使用下面的语句：

painter.setViewport(50,0,200,200);

表示从绘图设备物理坐标系统的起点(50, 0)开始，取宽度为200、高度为200的一个矩形区域作为视口。

对于左图的视口所表示的正方形区域，定义一个窗口（右图），窗口坐标的中心在正方形中心，并设置正方形的逻辑边长为100。可使用QPainter的setWindow()函数，其函数原型为：

void QPainter::setWindow(int x, int y, int width, int height)

所以，此处定义窗口的语句是：

painter. setWindow (-50,-50,100,100);

它表示对应于视口的矩形区域，其窗口左上角的逻辑坐标是(-50,-50)，窗口宽度为100,高度 为100。这里设置的窗口还是一个正方形，使得从视口到窗口变换时，长和宽的变化比例是相同的。实际可以任意指定窗口的逻辑坐标范围，长和宽的变化比例不相同也是可以的。

视口和窗口的使用实例

使用窗口坐标的优点是，只需按照窗口坐标定义来绘图，而不用管实际的物理坐标范围的大小。例如在一个固定边长为100的正方形窗口内绘图，当实际绘图设备大小变化时，绘制的图形会自动变化大小。这样，就可以将绘图功能与绘图设备隔离开来，使得绘图功能适用于不同大小、不同类型的设备。

实例演示了使用视口和窗口的方法。

void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
  QPainter painter(this);
  int W=width();
  int H=height();
  int side=qMin(W, H); //取长和宽的较小值
  QRect rect((W-side)/2, (H-side)/2, side, side); //viewport 矩形区
  painter.drawRect(rect); //Viewport 的矩形区域
  painter.setViewport(rect) ;//设置 Viewport
  painter.setWindow(-100,-100,200,200); // 设置窗口大小，逻辑坐标
  painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);
  //设置画笔
  QPen pen;
  pen.setWidth(1); //线宽
  pen.setColor(Qt::red); //划线颜色
  pen.setStyle(Qt::SolidLine) ; //线的类型
  painter.setPen(pen);
  for(int i=0; i<36;i++){
    painter.drawEllipse(QPoint(50,0),50,50);
    painter.rotate(10);
  }
}

运行实例程序,可以得到如图所示的图形效果。

当窗口的宽度大于高度时，以高度作为正方形的边长；当高度大于宽度时，以宽度作为正方形边长，且图形是自动缩放的。

程序首先定义了一个正方形视口，正方形以绘图设备的长、宽中较小者为边长。然后定义窗口，定义的窗口是原点在中心，边长为200的正方形。

图形效果实际上是画了36个圆得到的，循环部分的代码如下：

for(int i=0; i<36;i++){
	painter.drawEllipse(QPoint(50,0),50,50);
	painter.rotate(10);
}

每个圆的圆心在x轴上的(50, 0)，半径为50。画完一个圆之后坐标系旋转10°，再画相同的 圆，这就巧妙应用了坐标轴的旋转。

绘图叠加的效果

对上面的程序稍作修改，增加渐变填充和叠加效果的设置。

void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
  QPainter painter(this);
  int W=width();
  int H=height ();
  int side=qMin(W, H) ; //取长和宽的较小值
  QRect rect((W-side) /2, (H-side)/2, side, side); //viewport 矩形区
  painter.drawRect(rect) ; //Viewport 大小
  painter.setViewport (rect);//设置 Viewport
  painter.setWindow(-100,-100,200,200); // 设置窗口大小，逻辑坐标 painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);
  //设置画笔
  QPen pen;
  pen.setWidth(1) ; //线宽
  pen.setColor(Qt::red); //划线颜色
  pen.setStyle(Qt::SolidLine); //线的类型
  painter.setPen(pen);
  //线性渐变
  QLinearGradient linearGrad(0,0,100,0);//从左到右
  linearGrad.setColorAt(0, Qt::yellow); //起点颜色
  linearGrad.setColorAt (1, Qt::green); //终点颜色
  linearGrad.setSpread(QGradient::PadSpread); //展布模式
  painter.setBrush(linearGrad);
  //设置复合模式
  painter.setCompositionMode(QPainter::RasterOp_NotSourceXorDestination);
  // painter.setCompositionMode(QPainter::CompositionMode_Difference);
  // painter.setCompositionMode(QPainter::CompositionMode_Exclusion);
  for(int i=0; i<36;i++){
  	painter.drawEllipse(QPoint(50,0),50,50);
  	painter.rotate(10);
  }
}

在上面的程序中，对单个圆使用了线性渐变填充，单个圆从左到右，由黄色渐变为绿色。

使用
QPainter::setCompositionMode()函数设置组合模式，即后面绘制的图与前面绘制的图的叠加模式。函数参数是一个QPainter::CompositionMode枚举类型值，可以查看Qt帮助，这个枚举类型有近40种取值，表示了后绘制图形与前面图形的不同叠加运算方式。

下图是其中两种叠加模式下的绘图效果，可以发现采用不同的叠加模式，可以得到不同的 绘图效果，甚至是意想不到的绚丽效果。你可以自己修改程序，设置不同渐变颜色、渐变填充模式、不同叠加模式，也许能绘制出更炫的图形呢。