八、PyQt5绘图技术

（二）PyQt5绘图技术

      使用图形分析数据，不仅简单明了，而且清晰可见，它是项目开发中的一项必备功能，那么，在PyQt5中如何实现图形的绘制呢？答案就是QPainter类。使用QPainter类可以绘制各种图形，从简单的点、直线，到复杂的饼图、柱状图等。
      本节介绍PyQt5中绘图的基础知识，其中包括QPainter绘图基础类、QPen画笔对象、QBrush画刷对象和QFont字体对象；然后讲解了如何在PyQt5程序中绘制文本与图像。绘图技术在PyQt5程序开发中的应用比较广泛，需要认真学习掌握。

1. PyQt5绘图基础

      绘图是窗口程序设计中非常重要的技术，例如，应用程序需要绘制闪屏图像、背景图像、各种图形形状等。正所谓“一图胜千言” ，使用图像能够更好地表达程序运行结果，进行细致地数据分析与保存等。
      QPainter类是PyQt5中的绘图基础类，它可以在QWidget控件上执行绘图操作，具体的绘图操作在QWidget的paintEvent()方法中完成。

      创建一个QPainter绘图对象的方法非常简单，代码如下：

from PyQt5.QtGui import QPainter
painter = QPainter(self)
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QPainter类中常用的图形绘制方法及说明

示例：使用QPainter绘制图形

      创建一个.py文件，导入PyQt5的相应模块，然后分别使用QPainter类的相应方法在PyQt5窗口中绘制椭圆、矩形、直线和文本等图形。
完整代码如下：

from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5.QtGui import QPainter
from PyQt5.QtCore import Qt

class Demo(QWidget):
    def __init__(self, parent=None):
        super(Demo, self).__init__(parent)
        self.setWindowTitle("QPainter绘制图形")     # 设置窗口标题
        self.resize(300, 120)     # 设置窗口大小

    def paintEvent(self, event):
        painter = QPainter(self)    # 创建绘图对象
        painter.setPen(Qt.red)     # 设置画笔
        painter.drawEllipse(80, 10, 50, 30)   # 绘制一个椭圆
        painter.drawRect(180, 10, 50, 30)    # 绘制一个矩形
        painter.drawLine(80, 70, 200, 70)     # 绘制直线
        painter.drawText(50, 100, "岂能尽如人意，但求无愧我心。")


if __name__ == "__main__":
    import sys
    app = QApplication(sys.argv)   # 创建窗口程序
    demo = Demo()    # 创建窗口类对象
    demo.show()    # 显示窗口
    sys.exit(app.exec_())
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运行效果如下：

2. 设置画笔与画刷

      在使用QPainter类绘制图形时，可以使用setPen()方法和setBrsuh()方法对画笔和画刷进行设置，它们的参数分别是一个QPen对象和一个QBrush对象。

1. 设置画笔：QPen

QPen类主要用来设置画笔。

QPen类的常用方法及说明

      使用setColor()方法设置画笔颜色时，可以使用QColor对象根据RGB值生成颜色，也可以使用QtCore.Qt模块提供的内置颜色进行设置，如Qt.red表示红色，Qt.green表示绿色等。

示例：展示不同画笔样式

      创建一个.py文件，导入PyQt5的相应模块，通过QPen对象的setStyle()方法设置6种不同的画笔样式，并分别以设置的画笔绘制直线。
完整代码如下：

from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5.QtGui import QPainter, QPen, QColor
from PyQt5.QtCore import Qt


class Demo(QWidget):
    def __init__(self, parent=None):
        super(Demo, self).__init__(parent)
        self.setWindowTitle("画笔的设置")   # 设置窗口标题
        self.resize(300, 120)   # 设置窗口大小
    def paintEvent(self, event):
        painter = QPainter(self)        # 创建绘图对象
        pen = QPen()                     # 创建画笔对象
        # 设置第1条直线的画笔
        pen.setColor(Qt.red)                 # 设置画笔颜色为红色
        pen.setStyle(Qt.SolidLine)           # 设置画笔颜色为正常直线
        pen.setWidth(1)                      # 设置画笔宽度
        painter.setPen(pen)                  # 设置画笔
        painter.drawLine(80, 10, 200, 10)    # 绘制直线
        # 设置第2条直线的画笔
        pen.setColor(Qt.blue)           # 设置画笔颜色为蓝色
        pen.setStyle(Qt.DashLine)        # 设置画笔样式为由一些像素分割的短线
        pen.setWidth(2)                  # 设置画笔宽度
        painter.setPen(pen)               # 设置画笔
        painter.drawLine(80, 30, 200, 30)   # 绘制直线
        # 设置第3条直线的画笔
        pen.setColor(Qt.cyan)               # 设置画笔颜色为青色
        pen.setStyle(Qt.DotLine)            # 设置画笔样式为由一些像素分割的点
        pen.setWidth(3)                     # 设置画笔宽度
        painter.setPen(pen)                 # 设置画笔
        painter.drawLine(80, 50, 200, 50)   # 绘制直线
        # 设置第4条直线的画笔
        pen.setColor(Qt.green)              # 设置画笔颜色为绿色
        pen.setStyle(Qt.DashDotLine)        # 设置画笔样式为交替出现的短线和点
        pen.setWidth(4)                     # 设置画笔宽度
        painter.setPen(pen)                 # 设置画笔
        painter.drawLine(80, 70, 200, 70)   # 绘制直线
        # 设置第5条直线的画笔
        pen.setColor(Qt.black)              # 设置画笔颜色为黑色
        pen.setStyle(Qt.DashDotDotLine)     # 设置画笔样式为交替出现的短线和两个点
        pen.setWidth(5)                     # 设置画笔宽度
        painter.setPen(pen)                 # 设置画笔
        painter.drawLine(80, 90, 200, 90)   # 绘制直线
        # 设置第6条直线的画笔
        pen.setColor(QColor(48, 235, 100))    # 自定义画笔颜色
        pen.setStyle(Qt.CustomDashLine)        # 设置画笔样式为自定义样式
        pen.setDashPattern([1, 3, 2, 3])      # 设置自定义的画笔样式
        pen.setWidth(6)                       # 设置画笔宽度
        painter.setPen(pen)                   # 设置画笔
        painter.drawLine(80, 110, 200, 110)   # 绘制直线


if __name__ == "__main__":
    import sys
    app = QApplication(sys.argv)        # 创建窗口程序
    demo = Demo()               # 创建窗口类对象
    demo.show()                 # 显示窗口
    sys.exit(app.exec_())
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2. 设置画刷：QBrush

      QBrush类主要用于设置画刷，以填充几何图形，如将正方形和圆形填充为其他颜色。

QBrush类的常用方法及说明

示例：展示不同的画刷样式

      创建一个.py文件，导入PyQt5的相应模块，通过QBrush对象的setStyle()方法设置18种不同的画刷样式，并分别以设置的画刷对绘制的矩形进行填充，观察它们的不同效果。
完整代码如下：

from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5.QtGui import *
from PyQt5.QtCore import Qt, QPoint

class Demo(QWidget):
    def __init__(self, parent=None):
        super(Demo, self).__init__(parent)
        # self.resize(430, 255)    # 设置窗口大小
        self.resize(435, 255)    # 设置窗口大小
        self.setWindowTitle("画刷的设置")    # 设置窗口标题

    def paintEvent(self, event):
        painter = QPainter(self)        # 创建绘图对象
        brush = QBrush()                # 创建画刷对象
        # 创建第1列的矩形及标识文字
        # 设置第1个矩形的画刷
        brush.setColor(Qt.red)              # 设置画刷颜色为红色
        brush.setStyle(Qt.SolidPattern)     # 设置画刷样式为纯色样式
        painter.setBrush(brush)             # 设置画刷
        painter.drawRect(10, 10, 30, 30)    # 绘制矩形
        painter.drawText(50, 30, "纯色样式")  # 绘制标识文本
        # 设置第2个矩形的画刷
        brush.setColor(Qt.blue)             # 设置画刷颜色为蓝色
        brush.setStyle(Qt.Dense1Pattern)     # 设置画刷样式为密度样式1
        painter.setBrush(brush)             # 设置画刷
        painter.drawRect(10, 50, 30, 30)    # 绘制矩形
        painter.drawText(50, 70, "密度样式 1") # 绘制标识文本
        # 设置第3个矩形和画刷
        brush.setColor(Qt.cyan)             # 设置画刷颜色为青色
        brush.setStyle(Qt.Dense2Pattern)    # 设置画刷样式为密度样式2
        painter.setBrush(brush)             # 设置画刷
        painter.drawRect(10, 90, 30, 30)    # 绘制矩形
        painter.drawText(50, 110, "密度样式 2") # 绘制标识文本
        # 设置第4个矩形和画刷
        brush.setColor(Qt.blue)              # 设置画刷颜色为蓝色
        brush.setStyle(Qt.Dense3Pattern)     # 设置画刷样式为密度样式3
        painter.setBrush(brush)              # 设置画刷
        painter.drawRect(10, 130, 30, 30)    # 绘制矩形
        painter.drawText(50, 150, "密度样式 3")  #绘制标识文本
        # 设置第5个矩形和画刷
        brush.setColor(Qt.black)            # 设置画刷颜色为黑色
        brush.setStyle(Qt.Dense4Pattern)    # 设置画刷样式为密度样式4
        painter.setBrush(brush)             # 设置画刷
        painter.drawRect(10, 170, 30, 30)   # 绘制矩形
        painter.drawText(50, 190, "密度样式 4") # 绘制标识文本
        # 设置第6个矩形和画框
        brush.setColor(Qt.darkMagenta)          # 设置画刷颜色为洋红色
        brush.setStyle(Qt.Dense5Pattern)        # 设置画刷样式为密度样式5
        painter.setBrush(brush)                 # 设置画刷
        painter.drawRect(10, 210, 30, 30)       # 绘制矩形
        painter.drawText(50, 230, "密度样式 5")    # 绘制标识文本
        # 创建第2列的矩形及标识文字
        # 设置第1个矩形的画刷
        brush.setColor(Qt.red)                  # 设置画刷颜色为红色
        brush.setStyle(Qt.Dense6Pattern)         # 设置画刷样式为密度样式6
        painter.setBrush(brush)                 # 设置画刷
        painter.drawRect(150, 10, 30, 30)       # 绘制矩形
        painter.drawText(190, 30, "密度样式 6")  # 绘制标识文本
        # 设置第2个矩形的画刷
        brush.setColor(Qt.blue)                 # 设置画刷颜色
        brush.setStyle(Qt.Dense7Pattern)        # 设置画刷样式为密度样式7
        painter.setBrush(brush)                 # 设置画刷
        painter.drawRect(150, 50, 30, 30)       # 绘制矩形
        painter.drawText(190, 70, "密度样式 7")   # 绘制标识文本
        # 设置第3个矩形的画刷
        brush.setColor(Qt.cyan)                # 设置画刷颜色诶绿色
        brush.setStyle(Qt.HorPattern)           # 设置画刷样式为水平线样式
        painter.setBrush(brush)                 # 设置画刷
        painter.drawRect(150, 90, 30, 30)       # 绘制矩形
        painter.drawText(190, 110, "水平线样式")
        # 设置第4个矩形的画刷
        brush.setColor(Qt.green)
        brush.setStyle(Qt.VerPattern)     # 设置画刷样式为垂直线样式
        painter.setBrush(brush)
        painter.drawRect(150, 130, 30, 30)
        painter.drawText(190, 150, "垂直线样式")
        # 设置第5个矩形的画刷
        brush.setColor(Qt.black)
        brush.setStyle(Qt.CrossPattern)
        painter.setBrush(brush)
        painter.drawRect(150, 170, 30, 30)
        painter.drawText(190, 190, "交叉线样式")
        # 设置第6个矩形的画刷
        brush.setColor(Qt.darkMagenta)
        brush.setStyle(Qt.DiagCrossPattern)
        painter.setBrush(brush)
        painter.drawRect(150, 210, 30, 30)
        painter.drawText(190, 230, "倾斜交叉线样式")
        # 设置第3列的矩形和表示文字
        # 设置第1个矩形的画刷
        brush.setColor(Qt.red)
        brush.setStyle(Qt.BDiagPattern)
        painter.setBrush(brush)
        painter.drawRect(300, 10, 30, 30)
        painter.drawText(340, 30, "反斜线样式")
        # 设置第2个矩形的画刷
        brush.setColor(Qt.blue)
        brush.setStyle(Qt.FDiagPattern)
        painter.setBrush(brush)
        painter.drawRect(300, 50, 30, 30)
        painter.drawText(340, 70, "倾斜样式")
        # 设置第3个矩形的画刷
        # 设置线性渐变区域
        linearCradient = QLinearGradient(QPoint(300, 90), QPoint(330, 120))
        linearCradient.setColorAt(0, Qt.red)      # 设置渐变色1
        linearCradient.setColorAt(1, Qt.yellow)     # 设置渐变色2
        linearbrush = QBrush(linearCradient)        # 创建线性渐变画刷
        linearbrush.setStyle(Qt.LinearGradientPattern)   # 设置画刷样式为线性渐变样式
        painter.setBrush(linearbrush)     # 设置画刷
        painter.drawRect(300, 90, 30, 30)   # 绘制矩形
        painter.drawText(340, 110, "线性渐变样式")
        # 设置第4个矩形的画刷
        # 设置锥形渐变区域
        conicalGradient = QConicalGradient(315, 145, 0)
        # 将要渐变的区域分为6个区域，分别设置颜色
        conicalGradient.setColorAt(0, Qt.red)
        conicalGradient.setColorAt(0.2, Qt.yellow)
        conicalGradient.setColorAt(0.4, Qt.blue)
        conicalGradient.setColorAt(0.6, Qt.green)
        conicalGradient.setColorAt(0.8, Qt.magenta)
        conicalGradient.setColorAt(1.0, Qt.cyan)
        conicalbrush = QBrush(conicalGradient)      # 创建锥形渐变画刷
        conicalbrush.setStyle(Qt.ConicalGradientPattern)    # 设置画刷样式为锥形渐变样式
        painter.setBrush(conicalbrush)    # 设置画刷
        painter.drawRect(300, 130, 30, 30)    # 绘制矩形
        painter.drawText(340, 150, "锥形渐变样式")     # 绘制标识文本
        # 设置第5个矩形的画刷
        # 设置放射渐变区域
        radialGradient = QRadialGradient(QPoint(315, 185), 15)
        radialGradient.setColorAt(0, Qt.green)     # 设置中心点颜色
        radialGradient.setColorAt(0.5, Qt.yellow)     # 设置内圈颜色
        radialGradient.setColorAt(1, Qt.darkMagenta)    # 设置外圈颜色
        radialbrush = QBrush(radialGradient)    # 创建放射渐变画刷
        radialbrush.setStyle(Qt.RadialGradientPattern)      # 设置画刷样式为放射渐变样式
        painter.setBrush(radialbrush)    # 设置画刷
        painter.drawRect(300, 170, 30, 30)   # 绘制矩形
        painter.drawText(340, 190, "放射渐变样式")   # 绘制标识文本
        # 设置第6个矩形的画刷
        brush.setStyle(Qt.TexturePattern)      # 设置画刷样式为纹理样式
        brush.setTexture(QPixmap("./image/test.png"))     # 设置作为纹理的图片
        painter.setBrush(brush)      # 设置画刷
        painter.drawRect(300, 210, 30, 30)    # 绘制矩形
        painter.drawText(340, 230, "纹理样式")    # 绘制标识文本


if __name__ == "__main__":
    import sys
    app = QApplication(sys.argv)
    demo = Demo()
    demo.show()
    sys.exit(app.exec_())

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运行效果如下：

      在设置线性渐变画刷、锥形渐变画刷和放射性渐变画刷时，分别需要使用QLinearGradient类、QConicalGradient类和QRadialGradient类设置渐变的区域，并且他们有一个通用的方法setColorAt()，用来设置渐变的颜色；另外，在设置纹理画刷时，需要使用setTexture()方法或者setTextureImage()方法指定作为纹理的图片。

3. 绘制文本

      使用QPainter绘图类可以绘制文本内容，并且在绘制文本之前可以设置使用的字体、大小等。

1. 设置字体：QFont

      在PyQt5中使用QFont类封装了字体的大小、样式等属性。

QFont类的常用方法及说明

      例如，创建一个QFont字体对象，并对字体进行相应的设置。

font = QFont()       # 创建字体对象
font.setFamily("华文行楷")   # 设置字体
font.setPointSize(20)      # 设置文字大小
font.setBold(True)      # 设置粗体
font.setUnderline(True)     # 设置下画线
font.setLetterSpacing(QFont.PercentageSpacing, 150)    # 设置字间距
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2. 绘制文本

      QPainter类提供了drawText()方法，用来在窗口中绘制文本字符串。

QPainter类的drawText()方法的基本语法

drawText(int x, int y, string text)
# x：绘制字符串的水平起始位置。
# y：绘制字符串的垂直起始位置。
# text：要绘制的字符串。
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示例：绘制带噪点和干扰线的验证码

      我们对验证码一定不陌生，每当用户注册或登录一个程序时大多数情况下都要求输入验证码，所有信息经过验证无误时才可以进入。

      创建一个.py文件，首先定义存储数字和字母的列表，并使用随机数生成器随机产生数字或字母；然后在窗口的paintEvent()方法中创建QPainter绘图对象，使用该绘图对象的drawRect()方法绘制要显示验证码的区域，并使用drawLine()方法和drawPoint()绘制干扰线和噪点；最后设置画笔，并使用绘图对象的drawText()在指定的矩形区域绘制随机生成的验证码。
完整代码如下：

from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5.QtGui import QPainter, QFont
from PyQt5.QtCore import Qt
import random


class Demo(QWidget):
    def __init__(self, parent=None):
        super(Demo, self).__init__(parent)
        self.resize(150, 60)     # 设置窗口大小
        self.setWindowTitle("绘制验证码")    # 设置窗口标题
    char = []       # 定义存储数字、字母的列表，用来从中生成验证码
    for i in range(48, 58):    # 添加0~9的数字
        char.append(chr(i))
    for i in range(65, 91):      # 添加A~Z的大写字母
        char.append(chr(i))
    for i in range(97, 123):     # 添加a~z的小写字母
        char.append(chr(i))

    # 生成随机数字或字母
    def mdChar(self):
        return self.char[random.randint(0, len((self.char)))]

    def paintEvent(self, event):
        painter = QPainter(self)      # 创建绘图对象
        painter.drawRect(10, 10, 100, 30)
        painter.setPen(Qt.red)
        # 绘制干扰线（此处设20条干扰线，可以随意设置）
        for i in range(20):
            painter.drawLine(
                random.randint(10, 110), random.randint(10, 40),
                random.randint(10, 110), random.randint(10, 40)
            )
        painter.setPen(Qt.green)
        # 绘制噪点（此处设500个噪点，可以随意设置）
        for i in range(500):
            painter.drawPoint(random.randint(10, 110), random.randint(10, 40))
        painter.setPen(Qt.black)        # 设置画笔
        font = QFont()       # 创建字体对象
        font.setFamily("楷体")    # 设置字体
        font.setPointSize(15)     # 设置字体大小
        font.setBold(True)       # 设置粗体
        font.setUnderline(True)      # 设置下画线
        painter.setFont(font)
        for i in range(4):
            painter.drawText(30 * i + 10, 30, str(self.mdChar()))    # 绘制文本


if __name__ == "__main__":
    import sys      # 创建窗口程序
    app = QApplication(sys.argv)
    demo = Demo()      # 创建窗口类对象
    demo.show()      # 显示窗口
    sys.exit(app.exec_())


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运行效果如下：（每一次切换窗口，验证码都会改变）

4. 绘制图像

      在PyQt5窗口中绘制图像需要使用drawPixmap()方法，该方法有多种重载形式，比较常用的有如下两种：

绘制图像的drawPixmap()方法介绍

drawImage(int x, int y, QPixmap pixmap)
drawImage(int x, int y, int width, int height, QPixmap pixmap)
# 参数说明：
# x：所绘制图像的左上角的x坐标。
# y：所绘制图像的左上角的y坐标。
# width：所绘制图像的宽度。
# height：所绘制图像的高度。
# pixmap：QPixmap对象，用来指定要绘制的图像。
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      drawPixmap()方法中有一个参数是QPixmap对象，它表示PyQt5中的图像对象，通过使用QPixmap可以将图像显示在标签或者按钮等控件上，而且它支持的图像类型有很多，如常用的BMP、JPG、JPEG、PNG、GIF、ICO等。

QPixmap类的常用方法及说明

      使用QPixmap获取图像时，可以直接在其构造函数中指定图片，用法为“QPixmap(“图片路径”)”。

示例：绘制公司Logo

      创建一个.py文件，导入PyQt5相关模块，分别使用drawPixmap()的两种重载形式绘制公司的Logo。
完整代码如下：

from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5.QtGui import QPainter, QPixmap


class Demo(QWidget):
    def __init__(self, parent=None):
        super(Demo, self).__init__(parent)
        self.setWindowTitle("使用QPainter绘制图形")    # 设置窗口标题
        self.resize(300, 120)      # 设置窗口大小
    def paintEvent(self, event):
        painter = QPainter(self)      # 创建绘图对象
        painter.drawPixmap(10, 10, QPixmap("./image/logo.png"))      # 默认大小
        # painter.drawPixmap(10, 10, 290, 110, QPixmap("./image/logo.png"))      # 指定大小


if __name__ == "__main__":
    import sys
    app = QApplication(sys.argv)       # 创建窗口程序
    demo = Demo()         # 创建窗口类对象
    demo.show()      # 显示窗口
    sys.exit(app.exec_())
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默认原图大小的运行结果：

指定大小的运行结果：