Qt开发总结（20）——Data Visualization

上篇介绍了Qt Charts二维图表模块，本篇笔记总结Qt三维图表模块——Data Visualization。同样，在Qt5.7之前之后商业版才有，从Qt5.7开始免费开放在了社区版中。与QtCharts类似，也是基于Qt的Graphics View图形视图架构。当然，目前的Data Visualization还无法和一些专业的三维显示类库相提并论，但是对于一些简单的三维数据显示是比较实用的。另外，本人目前为止还未用过这个模块，所以文中不适当的地方请多包涵，也请评论区提宝贵意见。

概述

Data Visualization的三维显示功能主要由三种三维图形来实现，分别是三维柱状图Q3DBars,三维空间散点Q3DScatter，三维曲面Q3DSurface。这三个类的父类都是QAbstract3DGraph，从QWindow继承而来。

Data Visualization与Qt Charts类似都是基于Qt Graphics View的图形视图结构，所以一个三维图形也是由图表、序列、坐标轴等元素构成。响应的序列类有：QBar3DSeries，QScatter3DSeries，QSurface3DSeries类。这三个序列类是与图形类Q3DBars，Q3DScatter，Q3DSurface一一对应的。在一个图中可以有多个同类型的序列，但不能有不同类型的序列。另外，三维图形也有坐标轴类，共有两种坐标轴类：QValue3DAxis和QCategory3DAxis，前者用于数值型坐标轴，后者用于文字型坐标轴。

Data Visualization模块中还有数据代理（Data Proxies），数据代理类就是与序列对应，用于存储序列的数据的类。这也涉及一些具体的功能类：QBarDataProxy，QScatterDataProxy和QSurfaceDataProxy，这也与三种图表一一对应。

在使用时，需要在Qt工程.pro文件中加入：

QT += datavisualization

如果是VS工程，需要在Qt Settings中勾选这一模块。

在调用时源码中添加：

#include <QtDataVisualization>

using namespace QtDataVisualization;

如果你仅仅用到了其中部分头文件，比如只用到了Q3DBars，建议只include相关的几个头文件。

三维柱状图

Q3DBars实现创建图表，QBar3DSeries and QBarDataProxy用于设置序列和数据，同时可以控制可视化属性。场景默认具备旋转，缩放，可以选中某一条目等。

#include <QtWidgets/QApplication>
#include <QtDataVisualization>
using namespace QtDataVisualization;int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);//构造一个三维柱状图对象Q3DBars bars;bars.setFlags(bars.flags() ^ Qt::FramelessWindowHint);    //top level//设置坐标轴的显示范围bars.rowAxis()->setRange(0, 4);bars.columnAxis()->setRange(0, 4);//创建5行数据，放入序列，添加到图形QBar3DSeries *series = new QBar3DSeries;QBarDataRow *data = new QBarDataRow;*data << 1.0f << 3.0f << 7.5f << 5.0f << 2.2f;series->dataProxy()->addRow(data);bars.addSeries(series);bars.show();return a.exec();
}

三维散点图

Q3DScatter实现图形，QScatter3DSeries and QScatterDataProxy实现序列和数据，并控制图表的可视化属性。场景默认具备旋转，缩放，可以选中某一条目等。

#include <QtWidgets/QApplication>
#include <QtDataVisualization>
using namespace QtDataVisualization;int main(int argc, char **argv)
{QGuiApplication app(argc, argv);//创建Q3DScatter三维散点图类对象Q3DScatter scatter;scatter.setFlags(scatter.flags() ^ Qt::FramelessWindowHint);//新建序列和数据，在序列中加入3个点，把序列添加到图形QScatter3DSeries *series = new QScatter3DSeries;QScatterDataArray data;data << QVector3D(0.5f, 0.5f, 0.5f) << QVector3D(-0.3f, -0.5f, -0.4f) << QVector3D(0.0f, -0.3f, 0.2f);series->dataProxy()->addItems(data);scatter.addSeries(series);scatter.show();return app.exec();
}

三维曲面图

Q3DSurface类实现图形，QSurface3DSeries and QSurfaceDataProxy实现序列和数据，并控制可视化属性。同样，具备旋转，缩放和选中数据的基本操作。

#include <QtWidgets/QApplication>
#include <QtDataVisualization>
using namespace QtDataVisualization;int main(int argc, char **argv)
{QGuiApplication app(argc, argv);//创建一个三维曲面对象Q3DSurface surface;surface.setFlags(surface.flags() ^ Qt::FramelessWindowHint);//创建数据对象QSurfaceDataArray *data = new QSurfaceDataArray;QSurfaceDataRow *dataRow1 = new QSurfaceDataRow;QSurfaceDataRow *dataRow2 = new QSurfaceDataRow;//为数据对象赋值*dataRow1 << QVector3D(0.0f, 0.1f, 0.5f) << QVector3D(1.0f, 0.5f, 0.5f);*dataRow2 << QVector3D(0.0f, 1.8f, 1.0f) << QVector3D(1.0f, 1.2f, 1.0f);*data << dataRow1 << dataRow2;//创建序列，加入数据，添加到Q3DSurfaceQSurface3DSeries *series = new QSurface3DSeries;series->dataProxy()->resetArray(data);surface.addSeries(series);surface.show();return app.exec();
}

数据管理

序列（Series）拥有一系列被data proxy控制的数据，可以控制可视化渲染属性，比如颜色等。每一个三维图都有它自己对应的series类。实际使用时，用户想要显示的数据通常是很多格式的，直接添加到Series中是不支持的。Qt实现了数据代理data proxies，以使得用户可以用自己熟知的类型定义数据，通过data proxies转化传递。，每一种图形也是有对应的basic proxy类型。比如，QBar3DSeries对应QBarDataProxy，QBarDataProxy中保存有QBarDataItem对象，每一个QBarDataItem对象保存一个单独的bar value。

  Q3DBars graph;QBarDataProxy *newProxy = new QBarDataProxy;QBarDataArray *dataArray = new QBarDataArray;dataArray->reserve(10);for (int i = 0; i < 10; i++) {QBarDataRow *dataRow = new QBarDataRow(5);for (int j = 0; j < 5; j++)(*dataRow)[j].setValue(myData->getValue(i, j));dataArray->append(dataRow);}newProxy->resetArray(dataArray);graph->addSeries(new QBar3DSeries(newProxy));

上述例子描述了用基本的数据代理实现自定义数据mydata对象的传递。特别的，Series对象一次只能拥有一个proxy。当有新的proxy被设置到Series后，之前的proxy会被删除。但是图表可以同时拥有多条Series，如果你想在两组数据中转换，建议用两个Series会更加有效。

因为三维绘图也是基于Model/View架构，我们当然可以用model管理数据，这也是Qt的常见方式。每个三维图类型也提供了特殊的proxy类以实现Model数据的传递。比如，QItemModelBarDataProxy则可以实现将Model数据于QBar3DSeries关联起来。这些类使用起来很简单，只需要给出Model Item的指针和如何映射到basic proxy就可以。这种映射规则类似于告诉proxy在model item中的哪个值属于哪一行，属于哪一列，哪个值表示了具体的数值等等。通常，item Models只有一种角色，但是包含了映射所需的多个值。这时候将用到item model proxies的模式匹配和自动替换技术。

    const VariantDataItemList &itemList = m_dataSet->itemList();int rowIndex = m_mapping->rowIndex();int columnIndex = m_mapping->columnIndex();int valueIndex = m_mapping->valueIndex();const QStringList &rowList = m_mapping->rowCategories();const QStringList &columnList = m_mapping->columnCategories();// Sort values into rows and columnstypedef QHash<QString, float> ColumnValueMap;QHash <QString, ColumnValueMap> itemValueMap;foreach (const VariantDataItem *item, itemList) {itemValueMap[item->at(rowIndex).toString()][item->at(columnIndex).toString()]= item->at(valueIndex).toReal();}

例子

最后上一个地形图的三维例子：https://download.csdn.net/download/bjtuwayne/12033065