Qt Data Visualization 概述

Qt Data Visualization 模块为学术研究和医疗等对分析能力要求较高的行业，提供了一种开发响应迅速、复杂且动态的3D可视化解决方案。Qt 3D 数据可视化功能提供 3D 柱状图、散点图和曲面图等可视化效果。通过结合用户交互与实时 3D 绘图可视化，可以创建有效利用空间的用户界面。在 3D 和 2D 呈现模式之间切换，能够真正发挥 3D 在数据可视化中的价值。

可通过使用预定义主题或定义新主题来自定义图表的外观和风格。此外，可通过指定摄像机设置来自定义场景，并可使用预定义或用户自定义的网格来自定义单个项目。

Qt Data Visualization 提供现成的数据代理，可用于可视化来自 Qt 项模型和高度图的数据。每种图表类型都有一个基本代理类型，该类型接受适合该可视化形式的数据格式。有关更多信息，请参阅Qt Data Visualization 数据处理。

最终用户可以通过多种方式与图表呈现的数据进行交互，包括旋转图表、对数据进行缩放、选择项目，以及查看 3D 数据的 2D 切片以提高可读性。有关更多信息，请参阅Qt Data Visualization 数据交互。

图表类型

Qt Data Visualization 模块提供了以下3D图表类型：

• 3D 条形图
• 3D 散点图
• 3D 曲面图

QAbstract3DGraph类继承自QWindow ，并为其实现不同图表类型的子类（Q3DBars、Q3DScatter和Q3DSurface）提供渲染循环。图表类型决定了数据的呈现方式。

3D 条形图

3D 条形图将数据以按类别分组的 3D 条形形式呈现。Q3DBars 类用于创建图表，而 QBar3DSeries 和 QBarDataProxy 类则用于向图表设置数据，以及控制图表的视觉属性（如绘制模式和着色）。 在 QML 中，对应的类型是 Bars3D、Bar3DSeries 和 BarDataProxy。

有关更多信息，请参阅How to construct a minimal Q3DBars graph 以及“简单条形图”示例。

3D 散点图

3D 散点图将数据呈现为一组点。Q3DScatter 类用于创建图表，QScatter3DSeries 和 QScatterDataProxy 类用于向图表设置数据，以及控制图表的视觉属性。 在 QML 中，相应的类型是 Scatter3D、Scatter3DSeries 和 ScatterDataProxy。

有关更多信息，请参阅How to construct a minimal Q3DScatter graph 以及简单散点图示例。

3D 曲面图

3D 曲面图将数据以 3D 曲面图的形式呈现。 Q3DSurface 类用于创建图表，而 QSurface3DSeries 和 QSurfaceDataProxy 类则用于向图表设置数据，以及控制图表的视觉属性。在 QML 中，相应的类型是 Surface3D、Surface3DSeries 和 SurfaceDataProxy。

有关更多信息，请参阅How to construct a minimal Q3DSurface graph 、图表图库以及曲面图表图库示例。

使用 OpenGL 进行数据渲染

建议使用 OpenGL 2.1 或更高版本进行数据渲染。如果使用 OpenGL ES2（包括 Windows 中的 Angle 构建版本），则不支持以下功能：

• 阴影
• 抗锯齿
• 曲面的平面着色
• 体积对象（因其使用 3D 纹理）

软件渲染器仅支持 OpenGL ES2 模拟（即使用QCoreApplication::setAttribute(Qt::AA_UseSoftwareOpenGL) 时）。

选择渲染模式

在 QML 中，您可以设置AbstractGraph3D.RenderingMode 属性来确定图形是直接渲染在窗口背景上，还是渲染到一个离屏表面上（随后在常规 QML 项渲染过程中进行绘制）。

背景渲染模式的性能略优于间接渲染模式，但代价是 QML 行为会偏离标准。例如，图表不会遵循 QML 项的 z 轴排序，且无法实现部分透明。因此，更改渲染模式涉及性能与质量之间的权衡。

Qt Quick 使用专用的场景图进行数据渲染，因此是数据可视化的最佳选择。

3D 坐标轴

Qt Data Visualization 支持以下坐标轴类型：

• 数值轴
• 类别轴

轴可设置为显示线条或网格。这两种轴类型都是 QAbstract3DAxis 类或 AbstractAxis3D QML 类型的特化形式。

值轴可以指定一个值范围，以及用于将该范围划分的段数和子段数。标签绘制在每个段之间。网格线绘制在每个段与每个子段之间。值轴通过 QValue3DAxis 类或 ValueAxis3D QML 类型实现。

类别轴具有命名范围和可调节的范围宽度。它会根据轴范围定义的数据窗口大小，被划分为大小相等的类别。如果提供了标签，则会在类别位置绘制标签。如果网格线可见，则会在类别之间绘制网格线。 类别轴通过 QCategory3DAxis 类或 CategoryAxis3D QML 类型实现。

如果未为图表显式设置任何坐标轴，则会创建没有标签的临时默认坐标轴。这些默认坐标轴可通过坐标轴访问器进行修改，但一旦为特定方向显式设置了任何坐标轴，该方向的默认坐标轴即被销毁。

所有图表类型均支持同时显示多个系列。各系列无需包含相同数量的行和列。行和列标签取自首个添加的系列，除非已为行轴和列轴显式定义了标签。

可以使用坐标轴格式化器来自定义数值坐标轴的网格线和标签。 QValue3DAxisFormatter 类和 ValueAxis3DFormatter QML 类型为线性值 3D 坐标轴提供格式化规则。QLogValue3DAxisFormatter 类和 LogValueAxis3DFormatter QML 类型为对数值 3D 坐标轴提供格式化规则。

通过设置polar 属性，可在曲面图和散点图中使用极坐标水平轴。

3D 主题

主题是一组内置的 UI 样式相关设置集合，适用于图表的所有视觉元素，例如元素的颜色、字体和可见性，以及光线和环境光的强度。

Qt Charts 自带以下预定义主题，可作为自定义主题的基础：

• Qt是一种以绿色为基色的浅色主题。
• “主色调”是一种以黄色为基色的浅色主题。
• Digia是一款以灰色为基色的浅色主题。
• Stone moss是一种中等深色主题，以黄色为基色。
• “Army blue”是一款以蓝色为基色的中等浅色主题。
• Retro是一种以棕色为基色的中等浅色主题。
• “乌木”是一种以白色为基色的深色主题。
• Isabelle是一种以黄色为基色的深色主题。
• “用户自定义”是默认主题，旨在供用户自定义。有关更多信息，请参阅Default Theme 。

您还可以从头开始创建自定义主题。

如果一个图表显示了来自多个数据序列的数据，则可以针对每个序列分别指定某些设置。例如，可以为图表的不同图层指定不同的渐变，使其看起来更逼真。示例请参见“曲面图库”。

自定义 3D 场景

3D 场景通过 Q3DScene 类或 Scene3D QML 类型实现。 一个场景包含一个活动摄像机（由 Q3DCamera 类或 Camera3D 类型实现）和一个活动光源（由 Q3DLight 类或 Light3D 类型实现）。光源的位置始终与摄像机相关联。默认情况下，光源位置会自动跟随摄像机移动。

可以通过指定摄像机的预设位置、旋转角度和缩放级别来自定义摄像机。示例请参见《简单的散点图》。

自定义项目

Qt Data Visualization 为条形、项目和曲面预定义了网格类型。网格类型决定了条形、项目或曲面在图表中的外观。用户定义的网格可指定为 Wavefront OBJ 几何定义文件。为了获得更多变化，可以设置四元数来控制网格旋转。

除了自定义单个项目外，还可以使用 QCustom3DItem 类或 Custom3DItem QML 类型将自定义项目添加到图表中。这些项目具有自定义网格、位置、缩放、旋转以及可选的纹理。

QCustom3DVolume 类和 Custom3DVolume QML 类型可用于创建体积渲染对象并将其添加到图表中。体积渲染对象是一个带有 3D 纹理的盒子。该体积支持三个切片平面，分别沿体积的每个主轴方向各一个。

QCustom3DLabel 类和 Custom3DLabel QML 类型可实现自定义标签，支持指定文本、字体、位置、缩放和旋转。标签的颜色、边框和背景由当前主题决定。