pyqt5图形界面编程,pyqt5 绘图

　　PyQt5中的图形视图框架主要包括三个类：QGraphicsItem原语类、QGraphicsScene场景类和QGraphicsView视图类。本文将通过实例详细讲解这三个类，有兴趣的可以了解一下。

　　00-1010 1.QGraphicsItem原始类2。QGraphicsScene类。QGraphicsView视图类4。图形视图5的坐标系。总结在前面的章节中，作者一般使用QLabel控件来显示图片。但是如果要用很多图片呢？是否要实例化很多QLabel控件来逐个显示？如何管理？当然，我们不能用QLabel控件做这样的事情，否则会很麻烦，很混乱。PyQt5中的图形视图允许我们管理大量的自定义2D原语并与之交互。该框架使用BSP(二进制空间划分-二进制空间划分)树来快速查找图形元素。因此，即使一个视图场景包含数百万个图元，也可以实时显示。如果想用PyQt5做一个稍微复杂一点的游戏，必须使用图形视图。

　　图形化视图框架主要包括三个类：QGraphicsItem原语类、QGraphicsScene场景类和QGraphicsView视图类。简单一句话，可以概括三者的关系：图元放置在场景上，场景的内容通过视图显示。让我们逐一解释。

目录

　　图形元素可以是文本、图片、常规几何图形或任何自定义图形。这个类提供了一些标准的原语，例如：

　　Line图元QGraphicsLineItem矩形图元QGraphicsRectilitem椭圆图元QGraphicsEllipseItem图片图元QGraphicsPixmapItem文本图元QGraphicsTextItem路径图元qgraphicspatheim想必，通过它们的名字也可以知道这些图元是用来做什么的。我们通过下面的代码演示如何使用它们：

　　导入系统

　　来自PyQt5。QtCore导入

　　来自PyQt5。QtGui导入QPixmap，QColor，QPainterPath

　　来自PyQt5。QtWidgets导入QApplication，QGraphicsItem，QGraphicsLineItem，QGraphicsRectItem，QGraphicsEllipseItem，

　　QGraphicsPixmapItem，QGraphicsTextItem，QGraphicsPathItem，QGraphicsScene，QGraphicsView

　　课堂演示(QGraphicsView):

　　def __init__(self):

　　超级(Demo，self)。__init__()

　　# 1

　　self.resize(300，300)

　　# 2

　　self.scene=QGraphicsScene()

　　self . scene . setscenarter(0，0，300，300)

　　# 3

　　self.line=QGraphicsLineItem()

　　self.line.setLine(100，10，200，10)

　　# self.line.setLine(QLineF(100，10，200，10))

　　# 4

　　self.rect=QGraphicsRectItem()

　　self.rect.setRect(100，30，100，30)

　　# self.rect.setRect(QRectF(100，30，100，30))

　　# 5

　　self . ellipse=QGraphicsEllipseItem()

　　self.ellipse.setRect(100，80，100，20)

　　# self . ellipse . set rect(QRectF(100，80，100，20))

　　# 6

　　self.pic=QGraphicsPixmapItem()

　　self . pic . setpixmap(qpix map( pic . png )。缩放(60，6

　　0))

　　 self.pic.setFlags(QGraphicsItem.ItemIsSelectable QGraphicsItem.ItemIsMovable)

　　 self.pic.setOffset(100, 120)

　　 # self.pic.setOffset(QPointF(100, 120))

　　 # 7

　　 self.text1 = QGraphicsTextItem()

　　 self.text1.setPlainText(Hello PyQt5)

　　 self.text1.setDefaultTextColor(QColor(66, 222, 88))

　　 self.text1.setPos(100, 180)

　　 self.text2 = QGraphicsTextItem()

　　 self.text2.setPlainText(Hello World)

　　 self.text2.setTextInteractionFlags(Qt.TextEditorInteraction)

　　 self.text2.setPos(100, 200)

　　 self.text3 = QGraphicsTextItem()

　　 self.text3.setHtml(<a href="https://baidu.com" rel="external nofollow" >百度</a>)

　　 self.text3.setOpenExternalLinks(True)

　　 self.text3.setTextInteractionFlags(Qt.TextBrowserInteraction)

　　 self.text3.setPos(100, 220)

　　 # 8

　　 self.path = QGraphicsPathItem()

　　 self.tri_path = QPainterPath()

　　 self.tri_path.moveTo(100, 250)

　　 self.tri_path.lineTo(130, 290)

　　 self.tri_path.lineTo(100, 290)

　　 self.tri_path.lineTo(100, 250)

　　 self.tri_path.closeSubpath()

　　 self.path.setPath(self.tri_path)

　　 # 9

　　 self.scene.addItem(self.line)

　　 self.scene.addItem(self.rect)

　　 self.scene.addItem(self.ellipse)

　　 self.scene.addItem(self.pic)

　　 self.scene.addItem(self.text1)

　　 self.scene.addItem(self.text2)

　　 self.scene.addItem(self.text3)

　　 self.scene.addItem(self.path)

　　 # 10

　　 self.setScene(self.scene)

　　if __name__ == __main__:

　　 app = QApplication(sys.argv)

　　 demo = Demo()

　　 demo.show()

　　 sys.exit(app.exec_())

　　1. 该类直接继承QGraphicsView，那么窗口就是视图，且大小为300x300；

　　2. 实例化一个QGraphicsScene场景，并调用setSceneRect(x, y, w, h)方法来设置场景坐标原点和大小。从代码中我们得知坐标原点为(0, 0)，之后往场景中添加的图元就会都根据该坐标来设置位置(关于坐标的更多内容，笔者会在34.4小节中进行讲解)。场景的大小为300x300，跟视图大小一样；

　　3. 实例化一个QGraphicsLineItem直线图元，并调用setLine()方法设置直线两端的坐标。该方法既可以直接传入四个数值，也可以传入一个QLineF对象。文档里写的非常清楚：

　　4-5. 跟直线图元类似，这里分别实例化矩形图元和椭圆图元，并调用相应的方法来设置位置和大小；

　　6. 实例化一个图片图元，并调用setPixmap()方法设置图片，QPixmap对象有个scaled()方法可以设置图片的大小(当然我们也可以使用QGraphicsItem的setScale()方法来设置)，接着我们设置该图元的Flag属性，让他可以被选中以及移动，这是所有图元共有的方法。最后调用setOffset()方法来设置图片相对于场景坐标原点的偏移量；

　　7. 这里实例化了三个文本图元，分别显示普通绿色文本，可编辑文本以及超链接文本(HTML)。setDefaultColor()方法可以用来设置文本的颜色，setPos()用来设置文本图元相对于场景坐标原点的位置(该方法是所有图元共有的方法，我们当然也可以使用在其他类型的图元上)。

　　setTextInteractionFlags()用来设置文本属性，这里的Qt.TextEditorInteraction参数表示为可编辑属性(相当于在QTextEdit上编辑文本)，最后的Qt.TextBrowserInteraction表明该文本用于浏览(相当于在QTextBrowser上的文本)。有关更多的属性，大家可以在文档里搜索Qt::TextInteractionFlags来了解。

　　当然如果要让超链接文本能够被打开，我们还需要使用setOpenExternalLinks()方法，传入一个True参数即可。

　　8. 路径图元可以用于显示任意形状的图形，setPath()方法需要传入一个QPainterPath对象，而我们就是用该对象来进行绘画操作的。moveTo()方法表示将画笔移动到相应位置上，lineTo()表示画一条直线，closeSubpath()方法表示当前作画结束 (查阅文档来了解更多有关QPaintPath对象的方法)，这里我们画了一个直角三角形；

　　9. 调用场景的addItem()方法将所有图元添加进来；

　　10. 调用setScene()方法来让场景居中显示在视图中。

　　运行截图如下：

　　图片可以被选中和移动：

　　Hello World文本可以被编辑：

　　QGraphicsItem还支持以下特性：

• 鼠标按下、移动、释放和双击事件，以及鼠标悬浮事件、滚轮事件和右键菜单事件

• 键盘输入事件

• 拖放事件

• 分组

• 碰撞检测

　　实现事件函数非常简单，这里就不细讲，我们重点要来了解下它在图形视图框架中的是如何传递的。请看下面的代码：

import sys

　　图元，场景和视图其实都有各自的事件函数，我们在上面分别继承了QGraphicsRectItem, QGraphicsScene以及QGraphicsView并重新实现了各自的mousePressEvent()事件函数，在其中我们都打印一句话来让用户知道是哪个函数被执行了。

　　运行截图如下：

　　我们在矩形框内点击之后，发现控制台输入如下信息：

　　由此可见，事件的传递顺序为视图->场景->图元。有一点大家需要注意，重新实现事件函数的话我们必须要调用相应的父类事件函数，否则事件无法顺利传递下去。假如我把CustomView类中事件函数下的super().mousePressEvent(event)这行代码删除掉，那么控制台只会输出"event from QGraphicsView"：

　　一个图元中可以添加另一个图元(一个图元可以是另一个图元的父类)，那此时图元之间的事件传递顺序又是如何的呢？请看下面代码：

import sys

　　因为实例化的是两个一样的矩形图源，为了进行区分，我们在CustomItem的初始化函数中加入一个num参数，然后在事件函数中打印出实例化时所传入的数字即可。

　　调用setParentItem()方法将item1设置为item2的父类，然后将item1添加到场景中(item2自然也被加入)。

　　运行截图如下：

　　在矩形框中点击，控制台打印如下：

　　由此可见，事件是由子图元传递到父图元的。同理，如果不加super().mousePressEvent(event)，那么事件就会停止传递，最后也就只会显示"event from QGraphicsItem2"：

　　请大家一定要搞清楚事件的传递顺序，这样才能更好地使用图形视图框架。

　　所谓分组也就是将各个图元进行分类，分到一起的图元就会共同行动(选中、移动以及复制等)。我们通过下面的代码来演示下：

import sys

　　1. 实例化四个图元，两个为矩形，两个为椭圆，并调用setRect()方法设置坐标和大小；

　　2. 实例化两种画笔和两种画刷，用于图元的样式设置；

　　3. 实例化两个QGraphicsGroup分组对象，并将矩形和椭圆都添加进来。rect1和ellipse1在group1里，而rect2和ellipse2在group2里。接着调用setFlags()方法设置属性，让分组可以选中和移动。boundRect()方法放回一个QRectF值，该值可以显示出分组的边界位置和大小；

　　4. 将分组添加到场景当中。

　　运行截图如下：

　　蓝色的矩形和椭圆为一组，可同时选中和移动，红色的同理。黑色边框即为边界，其位置和大小可用boundRect()方法来获取。通过下面的截图我们可以发现QGraphicsItemGroup的边界的位置和大小由其中的图元整体所决定：

　　碰撞检测在游戏中的用处非常大，比如在飞机大战游戏中，如果子弹没有和敌机做碰撞检测处理的话，那敌机就不会被消灭，奖励也不会增加，游戏也就没有什么意思。我们通过下面这个例子来带大家了解如何对图元进行碰撞检测：

　　界面上有一个矩形图元和一个椭圆图元，两者都可以选中和移动。我们就对两者进行碰撞检测。在此之前我们先了解下boundingRect()边界和shape()形状的区别。请看下方的椭圆图元：

　　当选中这个图元时，虚线部分显示的就是该图元的边界，而形状就指的是图元本身，也就是黑色实线部分。碰撞检测可以以边界为范围或者以形状为范围。假如我们在代码中以边界为范围，那椭圆的虚线跟矩形图元一碰到，就会触发碰撞检测；如果以形状为范围，那只有在椭圆的黑色实线跟矩形碰到的情况下，碰撞检测才会触发。

　　下面是几种具体的检测方式：

　　下面请看代码示例：

import sys

　　初始化函数中的代码想必大家都懂了，这里就不再讲述，我们重点来看mouseMoveEvent()事件函数。

　　我们调用椭圆图元的collidesWithItem()方法来指定要与之进行碰撞检测的其他图元以及检测方式。其他图元指的就是矩形图元，而且我们可以看到这里是以椭圆的边界为范围，而且只要两个图元有交集就会触发检测。如果碰撞条件成立，那么collidesWithItem()就会返回一个True，那么此时if条件判断也就成立。

　　collidingItems()方法在指定检测方式后可以返回所有符合碰撞条件的其他图元，返回值类型为列表。这里的检测方式是以形状为范围的，同样有交集即可。

　　那mouseMoveEvent()事件函数所要表达的意思就是：当椭圆的边界和矩形接触，那么if条件判断就成立，不过此时打印的还只是空列表，因为椭圆本身(黑色实线)并还没有跟矩形有所接触。不过当接触了之后控制台就会输出包含矩形图元的列表了。

　　请大家调用矩形图元的collidesWithItem()和collidingItems()方法来尝试下，看看有什么不同。也就是把mouseMoveEvent()事件函数修改如下：

def mouseMoveEvent(self, event):

　　出于性能考虑，QGraphicsItem不继承自QObject，所以本身并不能使用信号和槽机制，我们也无法给它添加动画。不过我们可以自定义一个类，并让该类继承自QGraphicsObject。请看下面的解决方案：

import sys

　　1. 自定义一个信号；

　　2-3. 继承QGraphicsObject的话，我们最好把boundingRect()和paint()方法重新实现下。在boundingRect()中我们返回一个QRectF类型值来确定CustomRect的默认位置和大小。在paint()中调用drawRect()方法将矩形画到界面上；

　　4. 将自定义的信号和槽函数连接，槽函数中打印signal and slot字符串。接着调用信号的emit()方法来发射信号，那么槽函数也就会启动了；

　　5. 加上QPropertyAnimation属性动画，将矩形从(100, 30)移动到(100, 200)，时间为3秒，动画无限循环。

　　运行截图如下，矩形图元从上而下缓缓移动：

　　控制台打印内容：

2.QGraphicsScene场景类

　　在之前的小节中，我们要往场景中添加图元的话都是先把图元实例化好，再调用场景的addItem()方法进行添加。不过场景其实还提供了以下方法让我们可以快速添加图元：

　　当然场景还提供了很多用于管理图元的方法。我们通过下面的代码来学习下：

import sys

　　1. 直接调用场景的addRect(), addEllipse()和addPixmap()方法来添加图元。这里需要大家了解一个知识点：先添加的图元处于后添加的图元下方(Z轴方向)，大家可以自己运行下代码然后移动下图元，之后就会发现该程序中图片图元处于最上方，椭圆其次，而矩形处于最下方。不过我们可以通过调用图元的setZValue()方法来改变上下位置(请查阅文档来了解，这里不详细解释)。

　　接着设置图元的Flag属性。这里多出来的一个ItemIsFocusable表示让图元可以聚焦(默认是无法聚焦的)，该属性跟下面第3小点中要讲的foucsItemChanged信号有关；

　　2. 调用items()方法可以返回场景中的所有图元，返回值类型为列表。返回的元素默认以降序方式(Qt.DescendingOrder)，也就是从上到下进行排列(QPixmapItem, QEllipseItem, QRectItem)。可修改order参数的值，让列表中返回的元素按照升序方式排列。

　　itemsBoundingRect()返回所有图元所构成的整体的边界。

　　itemAt()可以返回指定位置上的图元，如果在这个位置上有两个重叠的图元的话，那就返回最上面的图元，传入的QTransform()跟图元的Flag属性ItemIgnoresTransformations有关，由于这里没有设置该属性我们直接传入QTransform()就行(这里不细讲，否则可能就会比较混乱了，大家可以先单纯记住，之后再深入研究)；

　　3. 场景有个focusChangedItem信号，当我们选中不同的图元时，该信号就会发出，前提是图元设置了ItemIsFocusable属性。该信号可以传递两个值过来，第一个是新选中的图元，第二个是之前选中的图元；

　　4. 调用场景的collidingItems()可以打印出在指定碰撞触发条件下，所有和目标图元发生碰撞的其他图元；

　　5. 我们在图元上双击下，就可以调用removeItem()方法将其删除。注意这里其实直接给itemAt()传入event.pos()是不准确的，因为event.pos()其实是鼠标在视图上的坐标而不是场景上的坐标。大家可以把窗口放大，然后再双击试下，会发现图元并不会消失，这是因为视图大小跟场景大小不再一样，坐标也发生了改变。具体解决方案请看34.4小节。

　　运行截图如下：

　　控制台打印内容：

　　双击某个图元，将其删除：

　　我们还可以向场景中添加QLabel, QLineEdit, QPushButton, QTableWidget等简单或者复杂的控件，甚至可以直接添加一个主窗口。接下来通过完成以下界面来带大家进一步了解(就是第三章布局管理中的界面例子)：

　　代码如下：

import sys

　　1. 实例化需要的控件，因为父类不是QGraphicsView，所以不加self；

　　2. 实例化一个场景对象，然后调用addWidget()方法来添加控件。addWidget()方法返回的值其实是一个QGraphicsProxyWidget代理对象，控件就是嵌入到该对象所提供的代理层中。user_label_proxy跟user_label的状态保持一致，如果我们禁用或者隐藏了user_label_proxy，那么相应的user_label也会被禁用或者隐藏掉，那我们就可以在场景中通过控制代理对象来操作控件(不过信号和槽还是要直接应用到控件上，代理对象不提供)。

　　3. 进行布局，注意这里用的是图形视图框架中的布局管理器：QGraphicsGridLayout网格布局和QGraphicsLinearLayout线形布局(水平和垂直布局结合)。不过用法其实差不多，只不过调用的方法是addItem()而不是addWidget()或者addLayout()了。线形布局默认是水平的，我们可以在实例化的时候传入Qt.Vertical来进行垂直布局(图形视图还有个锚布局QGraphicsAnchorLayout，这里不再讲解，相信大家文档也可以看的明白)；

　　4. 实例化一个QGraphicsWidget，这个跟QWidget类似，只不过是用在图形视图框架这边，调用setLayout()方法来设置整体布局；

　　5. 将QGraphicsWidget对象添加到场景中，QGraphicsProxyWidget中嵌入的控件自然也就在场景上了，最后将场景显示在视图中就可以了。

3.QGraphicsView视图类

　　视图其实是一个滚动区域，如果视图小于场景大小的话，那窗口就会显示滚动条好让用户可以观察到全部场景(在Linux和Windows系统上，如果视图和场景大小一样，滚动条也会显示出来)。在下面的代码中，笔者让场景大于视图：

import sys

　　视图大小为300x300，场景大小为500x500。

　　运行截图如下：

　　MacOS

　　Linux(Ubuntu)

　　Windows

　　既然图元已经添加好，场景也已经设置好，那我们通常就可以调用视图的一些方法来对图元做一些变换，比如放大、缩小和旋转等。请看下方代码：

import sys

　　1. 在鼠标滚轮事件中，调用scale()方法来来放大和缩小视图。这里并没有必要调用父类的事件函数，因为我们不需要将事件传递给场景以及图元；

　　2. 重新实现鼠标按下和移动事件函数，首先获取鼠标按下时的坐标，然后判断鼠标是向左移动还是向右。如果向右的话，则视图顺时针旋转10度，否则逆时针旋转10度。

　　运行截图如下：

　　放大和缩小

　　旋转

　　当然视图还提供了很多方法，比如同样可以用items()和itemAt()来获取图元，也可以设置视图背景、视图图缓存模式和鼠标拖曳模式等等。大家可按需查阅(这里讲多了怕混乱(ー`´ー))。

4.图形视图的坐标体系

　　(更新) 图形视图基于笛卡尔坐标系，视图，场景和图元坐标系都一样——左上角为原点，向右为x正轴，向下为y正轴。

　　图形视图提供了三种坐标系之间相互转换的函数，以及图元与图元之间的转换函数：

　　好，我们现在来讲解下34.2小节中的那个问题，代码如下：

import sys

　　在上面这个程序中，视图大小为600x600，而场景大小只有300x300。此时运行程序，我们双击的话是删除不了图元的，原因就是我们所获取的event.pos()是视图上的坐标，但是self.scene.itemAt()需要的是场景坐标。把视图坐标传给场景的itemAt()方法是获取不到任何图元的，所以我们应该要进行转换！

　　把mouseDoubleClickEvent()事件函数修改如下即可：

def mouseDoubleClickEvent(self, event):

　　调用视图的mapToScene()方法将视图坐标转换为场景坐标，这样图元就可以找到，也就自然而然可以删除掉了。

　　运行截图如下，椭圆被删除了：

5.小结

　　1. 事件的传递顺序为视图->场景->图元，如果是在图元父子类之间传递的话，那传递顺序是从子类到父类；

　　2. 碰撞检测的范围分为边界和形状两种，需要明白两者的不同；

　　3. 要给QGraphicsItem加上信号和槽机制以及动画的话，就自定义一个继承于QGraphicsObject的类；

　　4. 往场景中添加QLabel, QLineEdit, QPushButton等控件，我们需要用到QGraphicsProxyWidget；

　　5. 视图，场景和图元都有自己的坐标系，注意使用坐标转换函数进行转换；

　　6. 图形视图框架知识点太多，笔者写本章的目的只是尽量带大家入门，个别地方可能会没有解释详细，请各位谅解。关于更多细节，大家可以在Qt Assistant中搜索Graphics View Framework来进一步了解。

　　以上就是深入了解PyQt5中的图形视图框架的详细内容，更多关于PyQt5图形视图框架的资料请关注盛行IT软件开发工作室其它相关文章！

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