6.5 QImage与QPixmap绘图设备
6.5.1 QImage
Qt提供了4个处理图像的类：QImage、QPixmap、QBitmap和QPicture。它们有着各自的特点，QImage优化了I/O操作，可以直接存取操纵像素数据；QPixmap主要用来在屏幕上显示图像；QBitmap从QPixmap继承，只能表示两种颜色；QPicture是可以记录和重放QPainter命令的类。
QImage类提供了与硬件无关的图像表示方法，通过QImage可以直接存取像素数据，QImage也可以用作绘图设备。QImage支持的图像颜色可以是单色、8位、32位和Alpha混合格式。
因为QImage从QPaintDevice继承，所以QPainter可以直接在QImage上绘图。除了绘制文字外（QFont依赖于底层GUI），其他的绘制操作可以在任意线程中完成。如果要在其他线程中绘制文字，可以使用QPainterPath。QImage对象具有隐式共享（在第13章中会详细介绍），作为传值参数，可以使用数据流及进行比较等特性。
读入图像文件数据可以通过QImage的构造函数、load()函数、loadFromData()几种方法完成。还可以通过QImage的静态函数fromData()由指定数据构造一个QImage对象。既可以从文件系统装入，也可以从Qt应用程序的嵌入式资源中读取。使用save()函数可以保存QImage对象。
可以通过QImageReader::supportedImageFormats()和QImageWriter::supportedImage Formats()函数获取QImage支持的所有文件格式列表。Qt支持如表6-3所示格式的图像文件。
表6-3 QImage支持的图像文件
如果要支持新的图像格式，可以编写相应的插件并加载。QImage的函数很丰富，可以分为如表6-4所示的几类。
表6-4 QImage函数概览
QImage的8位和单色图像采用颜色索引表的方式存取，32位的图像则直接存储ARGB值，因此它们像素的操作函数也不相同。对32位图像，setPixel()函数可以改变指定像素的QRgb颜色值。对8 位和单色图像，setPixel()改变在预定义颜色表中的索引值。如果要改变颜色表，可以使用setColor()函数。
QImage提供scanLine()函数返回指定行的数据。bits()函数返回第一个像素的指针。每个像素在QImage中都使用整数表示。单色图像使用一位的索引指向只有两种颜色的调色板。有两种类型的单色图像，即big endian(MSB)和little endian(LSB)。
256色的图像使用8位索引的调色板，调色板的数据类型是QVector<QRgb>，QRgb实际上是无符号整型数，存储ARGB的格式是0xAARRGGBB。32位的图像直接存储。有三种类型的存储格式：RGB，ARGB和已预乘（premultiplied）的ARGB值。在已预乘ARGB类型中，红绿蓝三色已经和Alpha相乘并模除255。
allGray()和isGrayscale()函数可以判断一个彩色图像能否安全地转化为灰度图像。图像的格式可以用format()函数取出。convertToFormat()可以进行图像格式转换。QImage支持的存储格式如表6-5所示。
表6-5 QImage图像存储格式
6.5.2 Pixmap
QPixmap主要完成屏幕后台（off-screen）缓冲区绘图。QPixmap对象可以使用QLabel或QAbstractButton子类（QPushButton和QToolButton）显示。QLabel通过设置pixmap属性，QAbstractButton通过设置icon属性来完成。
除了使用构造函数来初始化，QPixmap对象还可以使用静态函数grabWidget()和grabWindow()函数创建，并绘制指定的窗口和窗口部件。
QPixmap中的像素数据是内部的，并且由底层的窗口系统进行管理。如果要存取像素，只有通过QPainter函数或将QPixmap对象转换为QImage对象。根据底层系统的不同，QPixmap可以RGB32或混合alpha格式存储。如果图像有Alpha通道且底层系统允许，则优先使用混合alpha格式。因此QPixmap是依赖于底层系统的。在X11和Mac系统上，QPixmap存储在服务器端，QImage存储在客户端。在Windows系统上，这两个类是用相同方式表示的。
QImage和QPixmap可以相互转换。通常QImage载入图像并进行直接操作，然后转换为QPixmap在屏幕上显示。如果不需要操作像素，就直接使用QPixmap。在Windows上，QPixmap还可以与HBITMAP之间互相转换。QPixmap同QImage一样也使用隐式共享，也能够使用数据流。
下面通过实现图像浏览器来学习在Qt中如何处理图像。这个图像浏览器能够实现图像的浏览、旋转和放大等简单功能。
用来显示图像的窗口部件定义如下：
#ifndef IMAGEWIDGET_H_
#define IMAGEWIDGET_H_
#include <QtGui>
class ImageWidget : public QWidget
{
Q_OBJECT
public:
bool bFit; // 图像是否匹配窗口尺寸
qreal scale; // 图像缩放值
ImageWidget(QWidget ＊parent = 0);
void setPixmap(QString fileName);
QPixmap getPixmap();
void setAngle(qreal rotateAngle);
protected:
void paintEvent(QPaintEvent ＊event);
private:
QPixmap pixmap;
qreal angle;
};
#endif /＊IMAGEWIDGET_H_＊/
ImageWidget类定义中的setAngle()函数用来设置图像旋转的角度。
ImageWidget类实现文件如下：
#include <QtCore>
#include "imagewidget.h"
ImageWidget::ImageWidget(QWidget ＊parent)
: QWidget(parent)
{
QDesktopWidget desktop;
pixmap = QPixmap(desktop.width(), desktop.height());
scale = 1;
angle = 0;
bFit = true;
}
在构造函数中设置了变量的初始值。
绘图函数paintEvent()完成图像的显示。
void ImageWidget::paintEvent(QPaintEvent ＊event)
{
QPainter painter(this);
if(angle)
{
QPointF center(width()/2.0,height()/2.0);
painter.translate(center);
painter.rotate(angle);
painter.translate(-center);
}
if(bFit)
{
QPixmap fitPixmap = pixmap.scaled(width(),height(),
Qt::KeepAspectRatio);
painter.drawPixmap(0, 0, fitPixmap);
}
else
painter.drawPixmap(0, 0, pixmap);
}
在绘图函数中判断图像是否要旋转，是否要按实际大小显示。
设置和获取当前显示的图像的函数setPixmap()和getPixmap()：
void ImageWidget::setPixmap(QString fileName)
{
pixmap.load(fileName);
update();
}
QPixmap ImageWidget::getPixmap()
{
return pixmap;
}
设置旋转角度的函数setAngle()：
void ImageWidget::setAngle(qreal rotateAngle)
{
angle += rotateAngle;
update();
}
主窗口的头文件如下：
#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H
#include <QMainWindow>
#include <QScrollArea>
#include <QDir>
#include "imagewidget.h"
class MainWindow : public QMainWindow
{
Q_OBJECT
public:
MainWindow();
public slots:
void selectDir();
void next();
void prev();
void rotateLeft();
void rotateRight();
void zoomIn();
void zoomOut();
void actualSize();
void fitSize();
void copy();
void print();
void present();
protected:
void resizeEvent(QResizeEvent ＊ event);
private:
void createActions();
void createMenus();
void createToolBars();
void createStatusBar();
QScrollArea ＊scrollArea;
ImageWidget ＊imageWidget;
QMenu ＊naviMenu;
QMenu ＊operMenu;
QToolBar ＊naviToolBar;
QToolBar ＊operToolBar;
QAction ＊dirAct;
QAction ＊nextAct;
QAction ＊prevAct;
QAction ＊leftAct;
QAction ＊rightAct;
QAction ＊zoomInAct;
QAction ＊zoomOutAct;
QAction ＊actualSizeAct;
QAction ＊fitSizeAct;
……
QStringList imageList;
int index;
QDir imageDir;
QClipboard ＊clipboard;
};
#endif
主要在头文件中定义了菜单、按钮及对应的QAction。
主窗口的实现文件如下：
#include <QtGui>
#include "mainwindow.h"
MainWindow::MainWindow()
{
imageWidget = new ImageWidget;
scrollArea = new QScrollArea;
scrollArea->setBackgroundRole(QPalette::Dark);
imageWidget->setSizePolicy(QSizePolicy::Ignored,
QSizePolicy::Ignored);
scrollArea->setWidget(imageWidget);
scrollArea->widget()->setMinimumSize(320, 240);
setCentralWidget(scrollArea);
createActions();
createMenus();
createToolBars();
createStatusBar();
setWindowTitle(tr("zeki"));
setFocusPolicy(Qt::StrongFocus);
index = 0;
imageDir.setPath("/windows/E/Wife/USA photo/5.3");
QStringList filter;
filter << "＊.jpg" << "＊.bmp" << "＊.jpeg" << "＊.png" << "＊.xpm";
imageList = imageDir.entryList ( filter, QDir::Files );
next();
}
void MainWindow::resizeEvent(QResizeEvent ＊ event)
{
QRect childRect = scrollArea->childrenRect();
imageWidget->resize(childRect.size());
}
void MainWindow::createActions()
{
dirAct = new QAction(QIcon(":/images/open.png"), tr("Open"), this);
dirAct->setShortcut(QKeySequence::Open);
connect(dirAct, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(selectDir()));
prevAct = new QAction(QIcon(":/images/previous.png"),
tr("Previous"), this);
prevAct->setShortcut(QKeySequence::Back);
connect(prevAct, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(prev()));
nextAct = new QAction(QIcon(":/images/next.png"), tr("Next"), this);
nextAct->setShortcut(QKeySequence::Forward);
connect(nextAct, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(next()));
leftAct = new QAction(QIcon(":/images/rotate_left.png"),
tr("Left"), this);
leftAct->setShortcut(tr("Ctrl+L"));
connect(leftAct, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(rotateLeft()));
rightAct = new QAction(QIcon(":/images/rotate_right.png"),
tr("Right"), this);
rightAct->setShortcut(tr("Ctrl+R"));
connect(rightAct, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(rotateRight()));
zoomInAct = new QAction(QIcon(":/images/zoomin.png"),
tr("ZoomIn"), this);
zoomInAct->setShortcut(QKeySequence::ZoomIn);
connect(zoomInAct, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(zoomIn()));
zoomOutAct = new QAction(QIcon(":/images/zoomout.png"),
tr("ZoomOut"), this);
zoomOutAct->setShortcut(QKeySequence::ZoomOut);
connect(zoomOutAct, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(zoomOut()));
actualSizeAct = new QAction(QIcon(":/images/actualsize.png"),
tr("Actual"), this);
actualSizeAct->setShortcut(Qt::Key_Home);
connect(actualSizeAct, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(actualSize()));
fitSizeAct = new QAction(QIcon(":/images/fitwindow.png"),
tr("Fit"), this);
fitSizeAct->setShortcut(Qt::Key_End);
connect(fitSizeAct, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(fitSize()));
……
}
void MainWindow::createMenus()
{
naviMenu = menuBar()->addMenu(tr("Navigation"));
naviMenu->addAction(prevAct);
naviMenu->addAction(nextAct);
operMenu = menuBar()->addMenu(tr("Operation"));
operMenu->addAction(leftAct);
operMenu->addAction(rightAct);
operMenu->addAction(zoomInAct);
operMenu->addAction(zoomOutAct);
operMenu->addAction(actualSizeAct);
operMenu->addAction(fitSizeAct);
……
}
void MainWindow::createToolBars()
{
naviToolBar = addToolBar(tr("Navigation"));
naviToolBar->addAction(dirAct);
naviToolBar->addSeparator();
naviToolBar->addAction(prevAct);
naviToolBar->addAction(nextAct);
operToolBar = addToolBar(tr("Operation"));
operToolBar->addAction(leftAct);
operToolBar->addAction(rightAct);
operToolBar->addAction(zoomInAct);
operToolBar->addAction(zoomOutAct);
operToolBar->addAction(actualSizeAct);
operToolBar->addAction(fitSizeAct);
……
}
void MainWindow::createStatusBar()
{
statusBar()->showMessage(tr("Ready"));
}
// 选择浏览的目录
void MainWindow::selectDir()
{
QString dir = QFileDialog::getExistingDirectory(this,
tr("Open Directory"), QDir::currentPath(),
QFileDialog::ShowDirsOnly | QFileDialog::DontResolveSymlinks);
if(dir.isEmpty())
return;
imageDir.setPath(dir);
QStringList filter;
filter << "＊.jpg" << "＊.bmp" << "＊.jpeg" << "＊.png" << "＊.xpm";
imageList = imageDir.entryList ( filter, QDir::Files );
next();
}
// 下一幅图像
void MainWindow::next()
{
if(index < imageList.size())
{
imageWidget->setPixmap(imageDir.absolutePath() + QDir::separator()
+ imageList.at(index));
statusBar()->showMessage(imageList.at(index)
index++;
}
}
// 前一幅图像
void MainWindow::prev()
{
if(index > 0)
{
imageWidget->setPixmap(imageDir.absolutePath() + QDir::separator()
+ imageList.at(index));
statusBar()->showMessage(imageList.at(index));
index--;
}
}
// 左转90°
void MainWindow::rotateLeft()
{
imageWidget->setAngle(-90);
}
// 右转90°
void MainWindow::rotateRight()
{
imageWidget->setAngle(90);
}
// 放大图像
void MainWindow::zoomIn()
{
imageWidget->scale ＊= 1.25;
zoomInAct->setEnabled(imageWidget->scale < 3);
zoomOutAct->setEnabled(imageWidget->scale > 0.333);
imageWidget->resize(imageWidget->scale ＊ scrollArea->size());
}
// 缩小图像
void MainWindow::zoomOut()
{
imageWidget->scale ＊= 0.8;
zoomInAct->setEnabled(imageWidget->scale < 3);
imageWidget->resize(imageWidget->scale ＊ scrollArea->size());
}
// 显示图像实际大小
void MainWindow::actualSize()
{
imageWidget->scale = 1;
imageWidget->bFit = false;
imageWidget->update();
}
// 匹配窗口大小
void MainWindow::fitSize()
{
imageWidget->scale = 1;
imageWidget->bFit = true;
imageWidget->update();
}
// 全屏显示
void MainWindow::present()
{
statusBar()->hide();
menuBar()->hide();
naviToolBar->hide();
operToolBar->hide();
showFullScreen();
}
程序的运行效果如图6-15所示。
图6-15 图像浏览程序