Qwt扩展之-数据拾取
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在文章之前，首先看看这篇文章要实现的效果：
数据拾取就是在鼠标经过线条时，会捕获一些特征数据，上图是捕获离鼠标最接近的点。
Qwt提供了拾取数据的现成的类，同时也留有非常好的接口，用户可以任意扩展，下面就介绍Qwt专门负责拾取数据及鼠标跟踪用的QwtPicker及其子类。并对其扩展，构建一个用于显示鼠标经过图像时捕获最近点的拾取器。
拾取器
Qwt拾取器QwtPicker，用于显示鼠标经过图像时的信息，内置了一些坐标变换和鼠标位置及动作等函数
QwtPicker
QwtPicker的继承关系如下图所示
这个类可以捕获当前鼠标位置及动作，同时使用户在图表上显示一些特殊的信息。
拾取器的”橡皮圈“（Rubber Band）
所谓橡皮圈，就是在图表上的一些附加显示 QwtPicker有个QwtPicker::RubberBand的枚举，此枚举例举了默认的橡皮圈:
HLineRubberBand
A horizontal line ( only for QwtPickerMachine::PointSelection )
VLineRubberBand
A vertical line ( only for QwtPickerMachine::PointSelection )
CrossRubberBand
A crosshair ( only for QwtPickerMachine::PointSelection )
RectRubberBand
A rectangle ( only for QwtPickerMachine::RectSelection )
EllipseRubberBand
An ellipse ( only for QwtPickerMachine::RectSelection )
PolygonRubberBand
A polygon ( only for QwtPickerMachine::PolygonSelection )
UserRubberBand
Values >= UserRubberBand can be used to define additional rubber bands.
HLineRubberBand是一个水平线，VLineRubberBand是一个垂直线，CrossRubberBand是十字线，如下图所示：
坐标变换
在重写拾取器之前需要先了解qwt的一些函数，其中最重要的就是坐标变换问题
由于qwt是一个绘图控件，图形有图形刻度的坐标，控件有控件的坐标，可能图形坐标x轴是0到100万，y轴是0到10万，这个图却在屏幕上只有x方向600像素，y方向400像素，这时，鼠标在图形屏幕上点（200,200）位置，对应图形坐标的位置是多少，这需要一个转变，QwtPlotPicker内置两个函数实现图形屏幕坐标到图形数值坐标的转换以及逆转换：
把图形数值坐标转换为屏幕坐标：
QRect transform (const QRectF &) const QPoint transform (const QPointF &) const
把屏幕坐标转换为图形数值坐标：
QRectF invTransform (const QRect &) const QPointF invTransform (const QPoint &) const
有了这两个函数，就可以方便的对坐标进行转换了。
自定义拾取器
虽然Qwt内置了几种常用的”橡皮圈“，但是使用者肯定有许多不一样的需求，例如本文开头显示的图片所示，随着鼠标的移动，自动捕抓最近的点，并把最近点的信息显示出来，且文字颜色也有相应的改变，这种特殊要求，就必须自己重写QwtPicker
重写QwtPicker主要需要重写如下虚函数：
//用于控制显示文字内容及区域的： virtual QwtText trackerText (const QPoint &pos) const virtual QRect trackerRect (const QFont &) const //用于控制’橡皮筋‘RubberBand的绘制的 virtual void drawRubberBand (QPainter *) const //用于控制追踪鼠标显示的内容(默认是显示文字及一个矩形背景) virtual void drawTracker (QPainter *) const
drawRubberBand
为了实现上面追踪最近点的拾取器
这里自定义一个拾取器，继承于QwtPlotPicker
头文件：
#includeclass QwtPlotCurve;
class SAXYDataTracker: public QwtPlotPicker
{
public:
SAXYDataTracker(QWidget * canvas);
protected:
virtual void drawRubberBand (QPainter *painter) const;
};实现文件:
SAXYDataTracker::SAXYDataTracker(QWidget* canvas) :
QwtPlotPicker( canvas )
{
setTrackerMode( QwtPlotPicker::ActiveOnly );
setRubberBand( UserRubberBand );
setStateMachine( new QwtPickerTrackerMachine() );
}
void SAXYDataTracker::drawRubberBand(QPainter* painter) const
{
if ( !isActive() || rubberBand() == NoRubberBand ||
rubberBandPen().style() == Qt::NoPen )
{
return;
}
QPolygon pickedPoint = pickedPoints ();
if(pickedPoint.count () < 1)
return;
QwtPlotPicker::drawRubberBand (painter);
//获取鼠标的客户坐标位置
const QPoint pos = pickedPoint[0];
QwtPainter::drawLine( painter, pos.x(),
pos.y(), 0,0 );
}这里只做一个简单的实现，就是绘制一条线到(0,0)点
drawRubberBand 是在绘图画布上进行重绘，在QwtPickerTrackerMachine的状态下，只要鼠标移动就会触发
上面只是一个小例子，大家可以忽略，请看下面详细教程：
最近点捕获拾取器 求最近点
QwtPlotCurve提供了求最近点的函数int QwtPlotCurve::closestPoint(const QPoint& _pos_,double * _dist_ = NULL)const
效果是找到鼠标最近的一个点：
不过，注意，此函数是遍历整个曲线所有点来求取的，在曲线点数非常多时，谨慎使用
自定义最近点捕获Picker
定义求取图形最近点的函数
头文件：
#includeclass QwtPlotCurve;
class QwtPlotItem;
class SAXYDataTracker: public QwtPlotPicker
{
public:
SAXYDataTracker(QWidget * canvas);
protected:
virtual QwtText trackerTextF(const QPointF & pos) const;
virtual QRect trackerRect(const QFont & font) const;
virtual void drawRubberBand (QPainter *painter) const;
void calcClosestPoint(const QPoint& pos);
private:
///
/// brief 记录最近点的信息
///
class closePoint
{
public:
closePoint();
QwtPlotCurve * curve() const{return this->m_curve;}
void setCurve(QwtPlotCurve * cur);
bool isValid() const;
QPointF getClosePoint() const;
int index() const{return this->m_index;}
void setIndex(int i){this->m_index = i;}
double distace() const{return this->m_distace;}
void setDistace(double d){this->m_distace = d;}
void setInvalid();
private:
QwtPlotCurve *m_curve;
int m_index;
double m_distace;
};
closePoint m_closePoint;
private slots:
//捕获鼠标移动的槽
void mouseMove(const QPoint &pos);
public slots:
void itemAttached(QwtPlotItem* plotItem,bool on);
};源文件： （跳过吧！）
#include "SAXYDataTracker.h"
#include下面等我慢慢介绍上面的代码：
求全局最近点
函数： void calcClosestPoint(const QPoint& pos);
是用于求取全局最近点的，为了防止频繁求取，我们把得到的最近点信息保存下来，因此建立了一个内部类：
///
/// brief 记录最近点的信息
///
class closePoint
{
public:
closePoint();
QwtPlotCurve * curve() const{return this->m_curve;}
void setCurve(QwtPlotCurve * cur);
bool isValid() const;
QPointF getClosePoint() const;
int index() const{return this->m_index;}
void setIndex(int i){this->m_index = i;}
double distace() const{return this->m_distace;}
void setDistace(double d){this->m_distace = d;}
void setInvalid();
private:
QwtPlotCurve *m_curve;
int m_index;
double m_distace;
};此类的作用就是保存最近点的信息，这里并没有把那个点保存了下来，而是保存了对应的曲线和索引。
通过QPointF getClosePoint() const函数可以获取最近点。 void calcClosestPoint(const QPoint& pos);的实现就是遍历plot里的所有曲线，并求取其最近的那个点，并把信息保存在closePoint里，这里连点距离借用了Qt的QLineF类来求，当然自己写也是很简单的事情。
函数void calcClosestPoint(const QPoint& pos)里，首先把屏幕坐标转换为坐标轴的数值坐标
//把屏幕坐标转换为图形的数值坐标 QPointF mousePoint = invTransform(pos);
并用一个double记录最短的距离，初始化为double的最大值，用到了stl里的numeric_limits函数
std::numeric_limits::max ();
最后检查最大值的曲线与上一次的曲线是否一样，不一样就更换RubberBand的颜色，实现RubberBand的颜色跟随曲线一致
//说明最近点的曲线更换了，标记线的颜色换为当前曲线的颜色
if(m_closePoint.isValid () && oldCur!=m_closePoint.curve ())
{
QPen p(m_closePoint.curve ()->pen ());
p.setWidth (1);
setRubberBandPen (p);
}绘制鼠标到最近点的连线
最近点求取后，就是绘制鼠标到最近点的连线
本例里重载了三个QwtPicker的虚函数：
virtual QwtText trackerTextF(const QPointF & pos) const; virtual QRect trackerRect(const QFont & font) const; virtual void drawRubberBand (QPainter *painter) const;
其中virtual void drawRubberBand (QPainter *painter) const;是为了绘制橡皮筋(RubberBand)其实就是图表的绘制用的。
void SAXYDataTracker::drawRubberBand(QPainter* painter) const
{
if ( !isActive() || rubberBand() == NoRubberBand ||
rubberBandPen().style() == Qt::NoPen )
{
return;
}
if(!m_closePoint.isValid ())
return;
QPolygon pickedPoint = pickedPoints ();
if(pickedPoint.count () < 1)
return;
//获取鼠标的客户坐标位置
const QPoint pos = pickedPoint[0];
const QPointF closePoint = m_closePoint.getClosePoint ();
const QPoint cvp = transform (closePoint);
QwtPainter::drawLine (painter,pos,cvp);
QRect r(0,0,10,10);
r.moveCenter (cvp);
QwtPainter::drawRect (painter,r);
}QPolygon pickedPoint = pickedPoints ();函数获取鼠标当前的点，当然，用trackerPosition 一样能获取，在这里效果一致：
//获取鼠标的客户坐标位置 const QPoint pos = trackerPosition (); if(pos.isNull ()) return;
m_closePoint.getClosePoint获取最近的那个点，此点是数值结果，需要转变为屏幕坐标,因此使用了QwtPlotPicker::transform函数，把数值结果转换为屏幕坐标
const QPointF closePoint = m_closePoint.getClosePoint (); const QPoint cvp = transform (closePoint);
之后就是绘制图形了：
QwtPainter::drawLine (painter,pos,cvp); QRect r(0,0,10,10); r.moveCenter (cvp); QwtPainter::drawRect (painter,r);
Qwt把绘图的函数封装在QwtPainter的类里，此类全部为静态函数，相当于命名空间，负责所有QPainter的操作。这样可以在const函数里使用QPainter。
这时就能绘制一个线，从鼠标的位置连接到最近点的位置。
绘制文本
QwtPicker的跟踪文本绘制有两个虚函数：
virtual QwtText trackerTextF(const QPointF & pos) const; virtual QRect trackerRect(const QFont & font) const;
virtual QwtText trackerTextF(const QPointF & pos) const;负责显示的内容 virtual QRect trackerRect(const QFont & font) const;负责绘制的区域
绘制区域需要根据内容来设定：
QRect SAXYDataTracker::trackerRect(const QFont& font) const
{
QRect r = QwtPlotPicker::trackerRect( font );
r += QMargins(5,5,5,5);
return r;
}QwtPlotPicker::trackerRect( font );可获取默认的绘制区域，此区域紧紧包裹着文字，为了好看点，让区域外扩5像素r += QMargins(5,5,5,5);
trackerTextF用来控制显示的信息
QwtText SAXYDataTracker::trackerTextF(const QPointF& pos) const
{
QwtText trackerText;
if(!m_closePoint.isValid ())
return trackerText;
trackerText.setColor( Qt::black );
QColor lineColor = m_closePoint.curve()->pen ().color ();
QColor bkColor(lineColor);
bkColor.setAlpha (30);
trackerText.setBorderPen( m_closePoint.curve()->pen () );
trackerText.setBackgroundBrush( bkColor );
QPointF point = m_closePoint.getClosePoint ();
QString info = QStringLiteral("y:%2
")
.arg(lineColor.name ()).arg(point.y ())
+
QStringLiteral("x:%2")
.arg(lineColor.name ()).arg(point.x ());
trackerText.setText( info );
trackerText.setBorderRadius (5);
return trackerText;
}QwtText 支撑html文本的显示，同时能比较方便的设置背景及画刷，这里使用html把文字用与曲线相同的颜色绘制，背景使用曲线相同颜色的背景，不过透明度更低。
最终效果如下：
这是有5条325000个点的数据线的绘制情况：
可以看到C++的响应速度还是很可观的
要点 Qwt图形数值坐标转换为屏幕坐标以及屏幕坐标转换为数值坐标：
QRect transform (const QRectF &) const QPoint transform (const QPointF &) const QRectF invTransform (const QRect &) const QPointF invTransform (const QPoint &) const
QwtPlotCurve求最近点： QwtPlotCurve提供了求最近点的函数int QwtPlotCurve::closestPoint(const QPoint& _pos_,double * _dist_ = NULL)const
本文源码都在原文中
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