Qt學習之路(30)：Graphics View Framework 深度解析

2D 繪圖系列邁入尾聲，壓軸登場的是功能最強大的 Graphics View Framework。新版 KDE 桌面即建構於此框架之上，可見其威力。Qt 白皮書如此描述：「Graphics View 提供管理與互動大量自訂 2D 圖形物件的場景與視圖元件，支援縮放旋轉，採用 BSP 樹結構快速定位物件，即使百萬物件場景也能即時顯示。」

核心架構：Item-based M-V 設計

Graphics View 採用 基於 Item 的 Model-View 架構，與 QPainter 的狀態機模式截然不同：

• Item-based：每個圖形元素都是獨立的 QGraphicsItem 物件。QPainter 採面向過程風格（drawLine()、drawPolygon()），而 Graphics View 先建立場景 QGraphicsScene，再建立各項物件並 addItem() 加入場景，最後透過 QGraphicsView 視口觀察。雖然初看較繁瑣，但管理成千上萬物件時極為便利，且符合物件導向復用原則。
• M-V 架構：QGraphicsScene 為 Model（資料模型），QGraphicsView 為 View（視圖）。同一 Model 可被多個 View 從不同角度觀察——這在 QPainter 中需複雜計算，Graphics View 則輕鬆實現。

三大核心類別

• QGraphicsScene：場景，圖形物件的容器空間，相當於「整個世界」。
• QGraphicsView：視口，觀察場景的窗口，相當於「相機取景框」，可顯示全景或局部，支援縮放、旋轉、平移。
• QGraphicsItem：圖形元件基類，Qt 內建 QGraphicsLineItem、QGraphicsRectItem、QGraphicsEllipseItem 等。

最簡單範例：繪製一條線

#include <QtGui>

class DrawApp : public QWidget {
public:
    DrawApp();
protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *event);
};

DrawApp::DrawApp() {}

void DrawApp::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    QPainter painter(this);
    painter.drawLine(10, 10, 150, 300);
}

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

    // Graphics View 方式
    QGraphicsScene *scene = new QGraphicsScene;
    scene->addLine(10, 10, 150, 300);
    QGraphicsView *view = new QGraphicsView(scene);
    view->resize(500, 500);
    view->setWindowTitle("Graphics View");
    view->show();

    // 傳統 QWidget 方式對比
    DrawApp *da = new DrawApp;
    da->resize(500, 500);
    da->setWindowTitle("QWidget");
    da->show();

    return a.exec();
}

左圖為 Graphics View，右圖為傳統 QWidget。雖然座標相同，但 Graphics View 會自動將場景內容置中顯示於視口，且支援滑鼠拖曳平移；傳統方式則按原始座標繪製，無自動置中與互動功能。僅這「自動置中」一項，若用 QPainter 手寫需大量座標轉換計算。

Graphics View 也可設定不自動置中，模擬傳統繪圖行為。此框架真正威力在於大規模場景管理、多視圖同步、幾何變換與物件互動，後續章節將深入探討。