Qt QImage实现频谱图绘制

频谱图，又称光谱图，显示了信号的频谱强度随时间的变化，不同的强度采用不同的颜色显示，呈线性映射关系。在频谱图上，横轴表示频率，纵轴表示时间，每个点用不同颜色表示信号的强度。

在项目中遇到需要用Qt来实现频谱图绘制，数据每隔1秒发一批，每批数据包含不同频率对应的信号强度，频率最大到23300Hz，同时需要记录过去360秒的数据，最终程序需要运行在国产目标机上。

分析一下，需要建立坐标系来绘制，横轴有23300个维度，纵轴有360个维度，图上有23300×360=8388000个点，每秒更新一次。

实现方法有很多种，可以用QPainter、paintGL、QChart、QCustomPlot等，不同方法各有利弊，比如用QPainter实现的话性能较差，容易卡死；paintGL需要依赖OpenGL环境，国产机不一定支持；QChart只支持Qt5.7之后的版本；QCustomPlot功能强大，性能较好，而且开源，但是封装程度高，自由度小，可扩展接口较少。

这里提供另一种实现方法：

用QImage实时存储并显示，将信号强度对应的颜色存储到QImage中，每次更新时去掉第一个横向维度的数据，在最后添加一个横向维度的数据，组成新的图片更新显示。实测效果还不错，性能优良。

widget.h

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H#include <QWidget>
#include <QTimer>namespace Ui {
class Widget;
}class Widget : public QWidget
{Q_OBJECTpublic:explicit Widget(QWidget *parent = 0);~Widget();protected:void initSetting();     // 初始化设置图片参数QRgb getRgb();          // 获取每个像素点的rgb（可自定义）void showToLabel();     // 图片显示到界面protected slots:void updateImage();     // 定时器更新图片private:Ui::Widget *ui;QImage m_image;     // 图片int m_width;        // 宽度int m_height;       // 高度
};#endif // WIDGET_H

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"Widget::Widget(QWidget *parent) :QWidget(parent),ui(new Ui::Widget)
{ui->setupUi(this);// 定时器QTimer *timer = new QTimer(this);connect(timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(updateImage()));timer->start(1000);// 初始化设置initSetting();
}Widget::~Widget()
{delete ui;
}void Widget::initSetting()
{m_width = 23300;m_height = 360;m_image = QImage(m_width, m_height, QImage::Format_RGB32);for (int i = 0; i < m_width; ++i){for (int j = 0; j < m_height; ++j){m_image.setPixel(QPoint(i, j), qRgb(21, 197, 212));     // 设置默认的背景颜色}}showToLabel();
}QRgb Widget::getRgb()
{// 自定义强度和颜色的映射关系，暂用随机数int a = qrand() % 256;int b = qrand() % 256;int c = qrand() % 256;return qRgb(a, b, c);
}void Widget::showToLabel()
{// 显示到labelint pxWidth = this->width(), pxHeight = this->height();QImage imageTemp = m_image.scaled(pxWidth, pxHeight);QPixmap pixmap;pixmap.convertFromImage(imageTemp);ui->label->setPixmap(pixmap);
}void Widget::updateImage()
{// 注：copy和setPixel接口的x和y指的是第x列，第y行QImage tempImage = m_image.copy(0, -1, m_width, m_height);      // 复制上一时刻背景，去掉最后一行，保留第一行为空（空即为黑色）for (int i = 0; i < m_width; ++i)       // 第一行赋值新的rgbtempImage.setPixel(QPoint(i, 0), getRgb());m_image = tempImage;showToLabel();
}

运行效果：

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