Qwt7.0-打造更美观高效的Qt开源绘图控件库
本文是 Qwt 7.0 系列介绍和教程如果你正在寻找一个高性能、协议友好、同时支持 2D 和 3D 绘图的 Qt 数据可视化库那么这篇文章就是为你准备的。系列总述文章Qwt 7.0 —— 基于 Qt 的高性能 2D/3D 绘图库概述 | 高性能曲线绘制 | 常用图表类型 | 高级科学图表 | 多坐标轴与布局 | 交互功能 | 3D 数据可视化 | 坐标轴与刻度 | 控件与辅助元素 | 总体架构解析 | matplotlib 风格绘图项目地址GitHub | Gitee | 在线文档概述Qt 生态里能画图的库不多主流的为QCustomPlot、Qwt、Qt Charts和KDChartQt6.8之后把原来的Qt Charts2D 与 Qt DataVisualization3D 合并为统一的Qt Graphs模块注意不是Qt Graphics底层全部基于 Qt Quick Scene GraphQSG Qt Quick 3D彻底放弃了老旧的 Graphics-View/QPainter 管线不过Qt Graphs 须通过 QQuickWidget 或 QQuickWindow 嵌入必须带 QML runtimeC支持不足论坛吐槽不少,虽然Qt Graphs 是 Qt 官方“大一统”的未来但这个未来可能3年内不会到来且不支持win7等老系统对嵌入式也不友好因此QCustomPlot、Qwt、Qt Charts和KDChart还会是最近几年绘图控件的选项。这几个控件QCustomPlot最简单、美观推广度最高只要引入qcustomplot.h头文件qcustomplot.cpp源文件就可以直接使用官方文档也支持Qt6然而QCustomPlot最大的问题是其开源协议为GPL有传染性如果你使用了QCustomPlot意味着你的软件也要成为GPL这对商业非常不友好。Qwt是老牌的绘图控件官方文档有着不错的性能但部署难让很多人望而怯步。它的协议为LGPL商业相对友好。Qt Charts是Qt官方的绘图控件官方文档效率不高(可以说很低)不适合做科学计算同时Qt Charts 没有 LGPL 选项开源版是GPLv3只要你在项目中使用了Qt Charts就必须 把整个项目以 GPLv3 协议开源。KDChart是KDAB的绘图控件官方文档KDChart3.0起是MIT协议对商业非常友好但渲染效果一般一股excel2003的风格但KDChart有甘特图这是上面3款都没有的。因此如果你的项目需要商业用途那么你只有Qwt和KDChart3.0两种选择但Qwt作者停止更新我个人更喜欢Qwt因为Qwt的架构更符合软件工程原则其大规模渲染性能更优像QCustomPlot的优势是交互功能开箱即用例如鼠标缩放坐标轴缩放而Qwt需要较多的代码来实现但Qwt有着更精细的控制能力因此在我的项目需要绘图的时候我会选择Qwt并根据我的需求添加一些自己需要的功能改进、优化它因此就有了此项目。Qwt 7.0我在Qwt最后版本上进行了维护后续我将我需要的功能添加进去同时逐步修改、优化一些已有的功能例如它默认的老旧样式项目地址为Githubhttps://github.com/czyt1988/QWTGiteehttps://gitee.com/czyt1988/QWT下面是我的目标以及目前我已经完成的一些工作CMake支持支持Qt6C11优化合并为单一文件简化引入优化超大规模数据的渲染提供一些集成的交互方法让使用更简单美化控件提供Figure实现绘图的布局增加寄生轴的支持实现n个坐标轴总之我将继续维护Qwt让其成为一个协议友好性能优越方便使用的Qt绘图库Qwt7.0的新特性Cmake支持Qwt7.0已经支持CMake并且未来将考虑抛弃QMake安装Qwt后你的项目只需如下即可引入Qwt免去以往繁琐的配置和预定义宏target_link_libraries(${YOU_APP_TARGET} PUBLIC qwt::qwt)单一头文件和源文件参考QCustomPlot我把原Qwt整个工程合并为QwtPlot.h和QwtPlot.cpp只要把这两个文件引入项目即可使用cmake示例# QwtPlot依赖Core Gui Widgets Svg Concurrent OpenGL PrintSupport这几个模块需要引入工程 find_package(QT NAMES Qt6 Qt5 COMPONENTS Core REQUIRED) find_package(Qt${QT_VERSION_MAJOR} 5.8 COMPONENTS Core Gui Widgets Svg Concurrent OpenGL PrintSupport REQUIRED) add_executable(YOU_APP_TARGET main.cpp QwtPlot.h QwtPlot.cpp ) target_link_libraries(YOU_APP_TARGET PUBLIC Qt${QT_VERSION_MAJOR}::Core Qt${QT_VERSION_MAJOR}::Gui Qt${QT_VERSION_MAJOR}::Widgets Qt${QT_VERSION_MAJOR}::Svg Qt${QT_VERSION_MAJOR}::Concurrent Qt${QT_VERSION_MAJOR}::OpenGL Qt${QT_VERSION_MAJOR}::PrintSupport )美化了风格原有的Qwt样式使用的是很老旧的浮雕风和现代审美不符为此我针对性的优化qwt6.3的效果如下优化后的效果如下主要去除了默认的凹陷风格坐标轴紧贴绘图不进行分离总体视觉更符合现代风格增加了Figure绘图容器类似Python的matplotlibQwt提供了Figure绘图容器可以很方便的进行多个绘图布局通过新增的QwtFigure类可以很方便的进行多个绘图布局,支持网格布局类似matplotlib的subplot支持多坐标轴增加了类似matplotlib的寄生轴功能支持任意多个坐标轴显示待办事项QwtFigure增加寄生轴功能科学绘图经常要求多个坐标轴例如一个绘图区域有多个Y轴共享一个X轴或者多个X轴共享一个Y轴目前就算QCustomPlot也只能实现同一个方向2个坐标轴而不能无限多为此将参考matplotlib的实现实现一个寄生轴功能可以增加多个坐标轴优化超大规模数据的渲染针对超大规模数据Qwt的并没有做渲染优化虽然现在对于百万数据性能尚可但300万以上还是能感觉到有一定卡顿后续将采取抽稀算法优化超大规模数据的渲染尽量能实现千万至亿级数据的快速渲染添加一些集成的交互方法提供一些开箱即用的交互方法例如数据拾取数据标尺也同时参考EChart的一些效果进行集成我将继续维护Qwt让其成为一个协议友好性能优越方便使用的Qt绘图库如果大家使用有什么需求可以提出目前已经完成一些工作第 1 篇快速入门与核心新特性概览第 2 篇曲线绘图详解 —— 从基础到百万级数据性能优化第 3 篇常用图表类型实战 —— 柱状图、散点图、箱线图与直方图第 4 篇高级科学图表 —— 光谱图、向量场、K线图与极坐标绘图第 5 篇多坐标轴与多绘图布局 —— 寄生绘图与 QwtFigure 容器第 6 篇交互功能详解 —— 平移、缩放、坐标轴交互与数据拾取第 7 篇3D 数据可视化 —— OpenGL 高性能三维绘图第 8 篇坐标轴与刻度系统 —— 刻度引擎、网格、图例与刻度朝内第 9 篇控件与辅助元素 —— 滑块旋钮、标记与装饰第 10 篇总体架构解析 —— 从单体到三库模块化的演进第 11 篇matplotlib 风格绘图 —— QwtPyPlot 接口详解
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