Qtプログラミング：QGraphicsScene::addPath()徹底解説！初心者向け完全ガイド

基本的な機能と使い方

1. • まず、描画したい図形のパスをQPainterPathオブジェクトとして作成します。
   • QPainterPathは、直線、曲線、円弧などの描画要素を組み合わせて複雑な図形を定義できます。

2. QGraphicsScene::addPath()の呼び出し
   

   • 作成したQPainterPathオブジェクトを引数として、QGraphicsScene::addPath()関数を呼び出します。
   • これにより、シーン上にパスが描画されます。

3. オプションの設定
   

   • QPen（ペン）やQBrush（ブラシ）を引数として渡すことで、パスの描画スタイル（線の色、太さ、塗りつぶしの色など）を設定できます。

コード例

#include <QApplication>
#include <QGraphicsScene>
#include <QGraphicsView>
#include <QPainterPath>
#include <QPen>
#include <QBrush>

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication app(argc, argv);

    // グラフィックスシーンを作成
    QGraphicsScene scene;

    // パスを作成
    QPainterPath path;
    path.moveTo(10, 10);
    path.lineTo(100, 50);
    path.quadTo(150, 100, 200, 50);
    path.lineTo(290, 10);
    path.closeSubpath();

    // ペンとブラシを作成
    QPen pen(Qt::blue, 2);
    QBrush brush(Qt::yellow);

    // パスをシーンに追加
    scene.addPath(path, pen, brush);

    // グラフィックスビューを作成し、シーンを表示
    QGraphicsView view(&scene);
    view.show();

    return app.exec();
}

コードの説明

• QGraphicsView view(&scene);でシーンを表示するビューを作成します。
• scene.addPath(path, pen, brush);でパスをシーンに追加し、ペンとブラシで描画スタイルを指定します。
• QBrush brush(Qt::yellow);で黄色で塗りつぶすブラシを作成します。
• QPen pen(Qt::blue, 2);で青色で太さ2のペンを作成します。
• path.moveTo(), path.lineTo(), path.quadTo(), path.closeSubpath()などでパスの形状を定義します。
• QPainterPath path;でパスオブジェクトを作成します。

QGraphicsScene::addPath()の利点

• グラフィックスシーン上でパスをアイテムとして扱えるため、移動、回転、拡大縮小などの操作が容易。
• ペンとブラシで描画スタイルを細かく設定できる。
• パスの形状を柔軟に定義できる。
• 複雑な図形を簡単に描画できる。

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一般的なエラーとトラブルシューティング

1. • 原因
     
     • パスの座標がビューの表示範囲外にある。
     • ペンやブラシの設定が適切でない（例：色が透明、太さが0）。
     • パスが空である（QPainterPathオブジェクトが適切に初期化されていない）。
   • トラブルシューティング
     
     • パスの座標を確認し、ビューの表示範囲内に収まるように調整する。
     • ペンとブラシの設定を確認し、色が適切で太さが0でないことを確認する。
     • QPainterPathオブジェクトが正しく初期化されているか確認する。QPainterPath::isEmpty()を使用するとパスが空かどうか確認できます。
     • QGraphicsView::fitInView()を使用してシーン全体がビューに表示されるようにする。

2. パスの形状が期待どおりに描画されない
   

   • 原因
     
     • QPainterPathのパス定義が間違っている（例：座標の指定ミス、曲線の制御点の指定ミス）。
     • QPainterPath::closeSubpath()の呼び出しが適切でない。
   • トラブルシューティング
     
     • パスの定義を慎重に確認し、座標や制御点が正しいか確認する。
     • QPainterPath::toFillPolygon()やQPainterPath::toSubpathPolygons()を使用してパスをポリゴンに変換し、形状を確認する。
     • QPainterPath::closeSubpath()の呼び出しが適切かどうか確認し、必要な場合に呼び出す。

3. パフォーマンスの問題
   

   • 原因
     
     • 非常に複雑なパスを描画している。
     • 多数のパスをシーンに追加している。
     • アンチエイリアス処理が重い。
   • トラブルシューティング
     
     • パスの複雑さを減らす（例：曲線を直線で近似する）。
     • 必要最小限のパスのみをシーンに追加する。
     • QGraphicsView::setRenderHints()を使用してアンチエイリアスを無効にするか、品質を下げる。
     • QGraphicsItem::setCacheMode()を使用してアイテムのキャッシュを有効にする。

4. ペンとブラシの描画スタイルの問題
   

   • 原因
     
     • QPenやQBrushの設定が意図したものではない（例：線のスタイル、塗りつぶしのスタイル）。
   • トラブルシューティング
     
     • QPenとQBrushの設定を再確認し、必要なスタイルが設定されていることを確認する。
     • QPen::setCapStyle(), QPen::setJoinStyle(), QPen::setDashPattern()などを利用して線のスタイルを調整する。
     • QBrush::setStyle(), QBrush::setColor(), QBrush::setTexture()などを利用して塗りつぶしのスタイルを調整する。

5. 座標系の問題
   

   • 原因
     
     • シーン座標とビュー座標の変換が正しく行われていない。
   • トラブルシューティング
     
     • QGraphicsScene::sceneRect()とQGraphicsView::mapToScene()、QGraphicsView::mapFromScene()を使用して座標変換を適切に行う。
     • シーン座標とビュー座標の概念を理解し、混同しないようにする。

デバッグのヒント

• Qt Creatorのデバッガを使用して、コードの実行をステップごとに確認する。
• 単純なパスから始め、徐々に複雑なパスを追加していく。
• qDebug()を使用して、パスの座標やペン、ブラシの設定をログに出力する。

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基本的な直線と曲線の描画

#include <QApplication>
#include <QGraphicsScene>
#include <QGraphicsView>
#include <QPainterPath>
#include <QPen>

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication app(argc, argv);

    QGraphicsScene scene;
    QGraphicsView view(&scene);

    QPainterPath path;
    path.moveTo(10, 10); // 開始点
    path.lineTo(100, 50); // 直線
    path.quadTo(150, 100, 200, 50); // 2次ベジェ曲線
    path.cubicTo(250, 0, 300, 100, 350, 50); // 3次ベジェ曲線

    QPen pen(Qt::red, 2); // 赤色のペン、太さ2

    scene.addPath(path, pen); // シーンにパスを追加

    view.show();
    return app.exec();
}

説明

• scene.addPath()を使用して、定義したパスをシーンに追加します。
• QPenを使用して、線の色と太さを設定します。
• QPainterPathを使用して、直線、2次ベジェ曲線、3次ベジェ曲線を定義します。

塗りつぶしのある図形の描画

#include <QApplication>
#include <QGraphicsScene>
#include <QGraphicsView>
#include <QPainterPath>
#include <QPen>
#include <QBrush>

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication app(argc, argv);

    QGraphicsScene scene;
    QGraphicsView view(&scene);

    QPainterPath path;
    path.addRect(50, 50, 100, 100); // 長方形を追加
    path.addEllipse(200, 50, 100, 100); // 楕円を追加
    path.addRoundedRect(350, 50, 100, 100, 20, 20); // 角丸長方形を追加

    QPen pen(Qt::blue, 2);
    QBrush brush(Qt::yellow); // 黄色の塗りつぶし

    scene.addPath(path, pen, brush);

    view.show();
    return app.exec();
}

説明

• QBrushを使用して、図形の塗りつぶし色を設定します。
• QPainterPath::addRect(), QPainterPath::addEllipse(), QPainterPath::addRoundedRect()を使用して、長方形、楕円、角丸長方形をパスに追加します。

複雑な図形の描画

#include <QApplication>
#include <QGraphicsScene>
#include <QGraphicsView>
#include <QPainterPath>
#include <QPen>

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication app(argc, argv);

    QGraphicsScene scene;
    QGraphicsView view(&scene);

    QPainterPath path;
    path.moveTo(100, 100);
    path.lineTo(200, 50);
    path.arcTo(200, 100, 100, 100, 0, 180); // 円弧
    path.lineTo(100, 200);
    path.closeSubpath(); // パスを閉じる

    QPen pen(Qt::green, 3);

    scene.addPath(path, pen);

    view.show();
    return app.exec();
}

説明

• QPainterPath::closeSubpath()を使用して、パスを閉じて図形を完成させます。
• QPainterPath::arcTo()を使用して、円弧をパスに追加します。

マウスイベントによるパスの描画

#include <QApplication>
#include <QGraphicsScene>
#include <QGraphicsView>
#include <QPainterPath>
#include <QPen>
#include <QMouseEvent>

class MyScene : public QGraphicsScene {
public:
    MyScene(QObject *parent = nullptr) : QGraphicsScene(parent) {}

protected:
    void mousePressEvent(QGraphicsSceneMouseEvent *event) override {
        path.moveTo(event->scenePos());
        update();
    }

    void mouseMoveEvent(QGraphicsSceneMouseEvent *event) override {
        path.lineTo(event->scenePos());
        addPath(path, QPen(Qt::black, 2));
        path = QPainterPath(event->scenePos()); // パスをリセット
        update();
    }

private:
    QPainterPath path;
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication app(argc, argv);

    MyScene scene;
    QGraphicsView view(&scene);

    view.show();
    return app.exec();
}

説明
 

• 描画後、新しいパスを開始するために、パスをリセットします。
• mousePressEvent()でパスの開始点を設定し、mouseMoveEvent()でパスを更新し描画します。
• QGraphicsSceneを継承したMySceneクラスを作成し、マウスイベントを処理します。

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QGraphicsPolygonItem、QGraphicsRectItem、QGraphicsEllipseItemなどのプリミティブアイテムの使用

• 例
  
• 利点
  
  • 単純な図形の場合、QPainterPathを使用するよりもコードが簡潔になる。
  • パフォーマンスが向上する場合があります。
  • アイテム固有の機能（例：サイズ変更、回転）が利用できる。
• 説明
  
  • 単純な図形（長方形、楕円、多角形など）を描画する場合、QGraphicsPolygonItem、QGraphicsRectItem、QGraphicsEllipseItemなどの専用のアイテムクラスを使用できます。
  • これらのアイテムは、特定の図形を効率的に描画し、操作するための機能を提供します。

#include <QApplication>
#include <QGraphicsScene>
#include <QGraphicsView>
#include <QGraphicsRectItem>
#include <QGraphicsEllipseItem>
#include <QGraphicsPolygonItem>

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication app(argc, argv);

    QGraphicsScene scene;
    QGraphicsView view(&scene);

    // 長方形を描画
    QGraphicsRectItem *rectItem = scene.addRect(50, 50, 100, 100);
    rectItem->setBrush(Qt::blue);

    // 楕円を描画
    QGraphicsEllipseItem *ellipseItem = scene.addEllipse(200, 50, 100, 100);
    ellipseItem->setBrush(Qt::yellow);

    // 多角形を描画
    QPolygonF polygon;
    polygon << QPointF(350, 50) << QPointF(400, 150) << QPointF(300, 150);
    QGraphicsPolygonItem *polygonItem = scene.addPolygon(polygon);
    polygonItem->setBrush(Qt::green);

    view.show();
    return app.exec();
}

QGraphicsItem::paint()のオーバーライド

• 例
  
• 利点
  
  • QPainterPathやプリミティブアイテムでは表現できない複雑な描画が可能。
  • 描画処理を完全に制御できる。
• 説明
  
  • QGraphicsItemを継承したカスタムアイテムクラスを作成し、paint()関数をオーバーライドすることで、独自の描画処理を実装できます。
  • QPainterを使用して、任意の図形や画像を自由に描画できます。

#include <QApplication>
#include <QGraphicsScene>
#include <QGraphicsView>
#include <QGraphicsItem>
#include <QPainter>

class CustomItem : public QGraphicsItem {
public:
    QRectF boundingRect() const override {
        return QRectF(0, 0, 200, 200);
    }

    void paint(QPainter *painter, const QStyleOptionGraphicsItem *option, QWidget *widget) override {
        painter->setBrush(Qt::red);
        painter->drawEllipse(50, 50, 100, 100);
        painter->drawText(QRectF(0, 0, 200, 200), Qt::AlignCenter, "Custom Item");
    }
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication app(argc, argv);

    QGraphicsScene scene;
    QGraphicsView view(&scene);

    CustomItem *customItem = new CustomItem();
    scene.addItem(customItem);

    view.show();
    return app.exec();
}

QPixmapまたはQImageの使用

• 例
  
• 利点
  
  • 複雑な図形を事前に描画しておくことで、実行時の描画処理を軽減できる。
  • テクスチャや画像を簡単に表示できる。
• 説明
  
  • 事前に描画された画像（QPixmapまたはQImage）をQGraphicsPixmapItemとしてシーンに追加できます。
  • 複雑な図形やテクスチャを効率的に表示できます。

#include <QApplication>
#include <QGraphicsScene>
#include <QGraphicsView>
#include <QGraphicsPixmapItem>
#include <QPixmap>

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication app(argc, argv);

    QGraphicsScene scene;
    QGraphicsView view(&scene);

    QPixmap pixmap("image.png"); // 画像ファイルを読み込む
    QGraphicsPixmapItem *pixmapItem = scene.addPixmap(pixmap);

    view.show();
    return app.exec();
}

• 複雑なパスの描画
  QGraphicsScene::addPath()を使用します。
• 事前に描画された画像
  QPixmapまたはQImageを使用します。
• 複雑なカスタム描画
  QGraphicsItem::paint()をオーバーライドします。
• 単純な図形
  QGraphicsPolygonItem、QGraphicsRectItem、QGraphicsEllipseItemなどのプリミティブアイテムを使用します。