Как правильно сгладить QPainterPath?
Я работаю над инструментом рисования «Путь» и в предыдущем посте писал о том, как добиться более плавного рисования. Я немного повозился с cubicTo() и quadTo(), но это не особо помогло. Я не знаю, верна ли моя математика и как мне вообще вычислить более гладкий нарисованный путь. Кто-то в моем последнем посте рекомендовал ряд математических формул (полиномов) для достижения плавного пути. Любые фрагменты кода приветствуются.
def on_path_draw_start(self, event):
# Check the button being pressed
if event.button() == Qt.LeftButton:
# Create a new path
self.path = QPainterPath()
self.path.moveTo(self.mapToScene(event.pos()))
self.last_point = self.mapToScene(event.pos())
# Set drag mode
self.setDragMode(QGraphicsView.NoDrag)
def on_path_draw(self, event):
# Check the buttons
if event.buttons() == Qt.LeftButton:
# Calculate average point for smoother curve
mid_point = (self.last_point + self.mapToScene(event.pos())) / 2.0
# Use the mid_point as control point for quadTo
self.path.quadTo(self.last_point, mid_point)
self.last_point = self.mapToScene(event.pos())
# Remove temporary path if it exists
if self.temp_path_item:
self.canvas.removeItem(self.temp_path_item)
# Load temporary path as QGraphicsItem to view it while drawing
self.temp_path_item = CustomPathItem(self.path)
self.temp_path_item.setPen(self.pen)
if self.button3.isChecked():
self.temp_path_item.setBrush(QBrush(QColor(self.stroke_fill_color)))
self.temp_path_item.setZValue(2)
self.canvas.addItem(self.temp_path_item)
# Create a custom tooltip for the current coords
scene_pos = self.mapToScene(event.pos())
QToolTip.showText(event.pos(), f'dx: {round(scene_pos.x(), 1)}, dy: {round(scene_pos.y(), 1)}')
self.canvas.update()
def on_path_draw_end(self, event):
# Check the buttons
if event.button() == Qt.LeftButton:
# Calculate average point for smoother curve
mid_point = (self.last_point + self.mapToScene(event.pos())) / 2.0
# Use the mid_point as control point for quadTo
self.path.quadTo(self.last_point, mid_point)
self.last_point = self.mapToScene(event.pos())
# Check if there is a temporary path (if so, remove it now)
if self.temp_path_item:
self.canvas.removeItem(self.temp_path_item)
# If stroke fill button is checked, close the subpath
if self.button3.isChecked():
self.path.closeSubpath()
self.canvas.update()
# Load main path as QGraphicsItem
path_item = CustomPathItem(self.path)
path_item.setPen(self.pen)
path_item.setZValue(0)
# If stroke fill button is checked, set the brush
if self.button3.isChecked():
path_item.setBrush(QBrush(QColor(self.stroke_fill_color)))
# Add item
self.canvas.addItem(path_item)
# Set Flags
path_item.setFlag(QGraphicsItem.ItemIsSelectable)
path_item.setFlag(QGraphicsItem.ItemIsMovable)
# Set Tooltop
path_item.setToolTip('MPRUN Path Element')
Я понимаю, что это огромная задача, но мне нужно руководство. Я ни в коем случае не волшебник математики. А может быть, мне даже математика не нужна, я правда не знаю.
Для начала вы можете поискать посты по теме Безье, в том числе с использованием Qt. Вот список, на некоторые из которых я ответил (но существует и множество других): 1 , 2 , 3. Тем не менее, проблема остается: как уже писалось, контрольные точки кривой Безье почти никогда не совпадают с положениями мыши. Вы должны понимать этот аспект, поэтому я предлагаю вам начать свое исследование с основ тригонометрии (круги/эллипсы можно нарисовать с помощью Безье, если вы правильно понимаете основы тригонометрии) и »
» возможно, используйте приведенные выше ссылки, чтобы понять основную механику, поскольку именно с ней вам придется работать. Затем, после тщательного исследования, если вы все еще терпите неудачу, подумайте о том, чтобы задать правильный вопрос, который действительно использует это исследование, или, возможно, задайте его по Математике (но убедитесь, что ваши основные понятия и математические знания надежны). Извините, но, как уже писалось, то, что вы спрашиваете, непросто и дело уж точно не в простой «середине». Кривые определяются сложными функциями, а события мыши — это просто отдельные точки, которые могут определять их по-разному.
Для пояснения рассмотрим случай, когда пользователь очень быстро перемещает мышь, в результате чего происходит 3 события мыши: вот как Qt это получает . Как бы вы нарисовали эту «кривую»? Одна из возможностей может быть такая ; эти маленькие кружочки — это контрольные точки, находящиеся полностью за пределами позиций мыши. Однако будет ли это неправильным? А как насчет этого ? И, с учетом дальнейшего события мыши, что было бы правильно: это или это?
@musicamante Спасибо за потрясающее объяснение. Вместо того, чтобы просто рисовать путь, следует ли мне щелкать по точкам, чтобы определить форму? Я считаю, что таким образом будет легче рассчитать контрольные точки. Для пояснения я часто упоминаю Adobe Illustrator, потому что я создаю программу графического дизайна. Я пытаюсь создать инструменты, похожие на Illustrator, и этот инструмент пути является одним из них. Я бы предпочел нарисовать путь более плавным, потому что в моем текущем инструменте края получаются неровными. Если вы посмотрите на инструмент «Карандаш» в Illustrator, вы заметите, что он рисует чистые плавные линии.
@musicamante Мой последний вопрос остается: нужно ли мне использовать quadTo, cubTo или любой из этих методов для рисования плавных штрихов? Я чувствую, что есть альтернатива…
То, что вы хотите сделать, было ясно из вашего предыдущего поста. Как уже было сказано, это не невозможно, но вы должны знать логику таких инструментов (которая иногда также учитывает временные отношения между полученными событиями) и знать математику, необходимую для поиска функций, необходимых для окончательного рисования кривых, соответствующих тому, что возможно, хочет пользователь. Вы должны понимать, как работают контрольные точки, чтобы можно было найти, где они расположены относительно точек мыши, поэтому вам нужно как минимум использовать тригонометрию, а значит, действительно знать, как ею пользоваться (в том числе и обратными функциями): не так ли?
@musicamante, ладно, я правда до сих пор этого не понимаю, поэтому не знаю, что теперь делать
Я действительно не знаю, что еще вам сказать: ваша проблема требует математических навыков. Так что извините за резкость, но если у вас нет этих знаний, вы либо выучите их, либо откажетесь. Вы не сможете решить математические задачи, если не знаете математику.
Ответы 1
Для тех, кому интересно, я решил свою дилемму (с помощью математики)
По сути, я только что реализовал алгоритм сглаживания с помощью Numpy и SciPy. Вот код:
def smooth_path(self, path):
vertices = [(point.x(), point.y()) for point in path.toSubpathPolygons()[0]]
x, y = zip(*vertices)
tck, u = splprep([x, y], s=0)
smooth_x, smooth_y = splev(np.linspace(0, 1, len(vertices) * 2), tck) # Reduce the granularity
smoothed_vertices = np.column_stack((smooth_x, smooth_y))
simplified_vertices = approximate_polygon(smoothed_vertices, tolerance=2.0) # Adjust the tolerance as needed
smooth_path = QPainterPath()
smooth_path.moveTo(simplified_vertices[0][0], simplified_vertices[0][1])
for i in range(1, len(simplified_vertices) - 2, 3):
smooth_path.cubicTo(
simplified_vertices[i][0], simplified_vertices[i][1],
simplified_vertices[i + 1][0], simplified_vertices[i + 1][1],
simplified_vertices[i + 2][0], simplified_vertices[i + 2][1]
)
return smooth_path
Чтобы это работало, вы просто используете функцию:
my_graphics_path_item.smooth_path(my_graphics_path_item.path())
И вы добавляете элемент на сцену и так далее...
Вы также можете изменить допуск плавности (я обнаружил, что версия 2.0 работает лучше всего).
Я надеюсь, что это поможет кому-нибудь справиться с этой своеобразной проблемой.
Единственное отличие, которое я вижу от вашего предыдущего поста, - это
mid_point, которого недостаточно (и я был бы склонен пометить это как дубликат этого, поскольку разница весьма незначительна, и вы могли бы обновить этот пост вместо создания очень похожего). Вам не нужно исследоватьquadTo()илиcubicTo()(которые, кстати, строго связаны), а изучать, как работают параметрические кривые. И да, для этого вам нужна математика, вы можете решить ее с помощью Qt, но только до тех пор, пока вы действительно понимаете математику, стоящую за этим.