Qt编写可视化大屏电子看板系统15-曲线面积图

一、前言

曲线面积图其实就是在曲线图上增加了颜色填充，单纯的曲线可能就只有线条以及数据点，面积图则需要从坐标轴的左下角和右下角联合曲线形成完整的封闭区域路径，然后对这个路径进行颜色填充，为了更美观的效果，一般这个填充颜色采用曲线条颜色的透明度值150绘制，看起来更具科幻感，面积图和折线图类似都可以重叠绘制多条，每条都可以是不同的颜色，如果数据点不较少的情况下，还可以开启是否绘制数据值，开启的话直接居中区域绘制对应的数据值。

为了更方便的使用二次开发改造的QCustomPlot，重命名了一些数据类型，比如曲线图中的数据队列一般有QVector，每次写好多地方，可以重命名数据类型更短，写起来更方便，还有就是针对一些曲线数据和属性设置，定义成一个个数据结构体，在设置数据的时候只要先对结构体数据一个个设置好，最后一次性设置就行，参数看起来很短，最早期采用的分开的参数设置，搞得整个函数参数真多，比如曲线的名称、坐标数据集合、线条宽度、线条颜色、数据点形状、线条样式、是否平滑曲线等一大堆参数，有时候突然用户又新增一个要求又要增加一个参数，索性改成结构体数据存储，这下清爽多了，增加个参数要改动的代码量小很多，也更方便阅读。

关于QCustomPlot曲线图本身是不提供平滑曲线的，在这点上不得不承认Qt自带的QChart是完爆QCustomPlot的，不仅有平滑曲线，还有各种切换动画效果，看起来丝丝滑滑，数据平滑过渡一直往前进的感觉。在自定义QCustomPlot控件的时候就考虑到了这个问题，不改变QCustomPlot本身源码的要求下，即可以是折线图也可以是平滑曲线图，平滑算法还有多种，比如采用Qt自带的贝塞尔曲线cubicTo函数来形成平滑路径，另外一种是网上找的开源的计算方法，两种对比下来最明显的区别就是一个峰更陡峭，甚至超过了对应的数据点，类似于有个惯性的感觉，线条滑的很厉害的时候刹车刹不住，还要惯性滑动一段路径。

二、功能特点

1. 采用分层设计，整体总共分三级界面，一级界面是整体布局，二级界面是单个功能模块，三级界面是单个控件。
2. 子控件包括饼图、圆环图、曲线图、柱状图、柱状分组图、横向柱状图、横向柱状分组图、合格率控件、百分比控件、进度控件、设备状态面板、表格数据、地图控件、视频控件等。
3. 二级界面可以自由拖动悬浮，支持最小化隐藏、最大化关闭、响应双击自定义标题栏。
4. 数据源支持模拟数据（默认）、数据库采集、串口通信（需定制）、网络通信（需定制）、网络请求等，可自由设定每个子界面的采集间隔即数据刷新频率。
5. 采用纯QWidget编写，亲测Qt4.6到Qt6.2任意版本，理论上支持后续其他Qt版本。
6. 超强跨平台，亲测windows、linux、mac、国产uos、国产银河麒麟kylin等系统，效果完美，同时还支持嵌入式linux比如树莓派、香橙派、全志、imx6等。
7. 同时集成了自定义控件、qchart饼图、echart地图等功能。
8. 内置多套配色风格样式（紫色、蓝色、深蓝、黑色），默认紫色，自适应任意分辨率。
9. 可设置系统标题、目标分辨率、布局方案，启动立即应用。
10. 可设置主背景颜色、面板颜色、十字线游标颜色等各种颜色。
11. 可设置多条曲线不同颜色，没有设置颜色的情况下内置多套精美颜色随机应用。
12. 可设置标题栏背景颜色、文字颜色。
13. 可设置曲线图表背景颜色、文字颜色、网格颜色。
14. 可设置正常颜色、警戒颜色、报警颜色、禁用颜色、百分比进度颜色。
15. 可分别设置各种字体大小，比如全局字体、软件名称、标题栏、子标题栏、加粗标签等。
16. 可设置标题栏高度、表头高度、行高度。
17. 曲线支持游标、定位线、悬停高亮数据点、悬停显示值。
18. 柱状图支持顶部（可设置顶端、上部、中间、底部）显示数据，全部自适应计算位置。
19. 支持平滑曲线，内置多种平滑曲线算法，还支持面积图平滑。
20. 面积图填充颜色可选多种规则比如单色透明度填充、透明度渐变填充等。
21. 数据库支持sqlite、mysql、postgresql、oracle、国产人大金仓等数据库。
22. 主界面直接鼠标右键切换布局、配色方案、关闭开启某个二级窗体。
23. 自动记忆所有子窗口的大小和位置，下次启动立即应用。
24. 动态加载布局方案菜单，可以动态新建布局、恢复布局、保存布局、另存布局等，用户可以制造任意布局。
25. 二级窗体，双击从主窗体分离出来浮动，可以自由调整大小。再次双击标题栏最大化，再次双击还原。
26. 子模块也可以全屏显示作为一个大屏，这样就可以一个大屏拓展出多个子大屏，放大查看子模块的数据详情，适用多屏展示。
27. 每个模块都可以自定义采集速度，如果是数据库采集会自动排队处理，后期还可以拓展每个子模块都独立的数据库采集。
28. 提供系统设置模块进行整体的配置参数设置，效果立即应用。
29. 提供精美炫酷的大屏地图模块，包括静态图片、闪烁效果、迁徙效果、世界地图、区域地图等，可指定点的经纬度坐标，识别单击响应，可以做地图跳转等，每个点都可以不同的颜色和提示信息。
30. 除了提供大屏系统外，还将每个模块都做了独立的模块示例界面，每个模块都可以独立学习使用，里面用到的控件也单独做了控件示例界面，方便学习每个控件如何使用。
31. 非常详细的开发和使用手册，其中包括数据库说明、模块对照图、控件对照图、项目结构、代码说明（精确到每个类）、演示demo、使用方法等。

三、体验地址

1. 体验地址：https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取码：01jf 文件名：bin_bigscreen.zip。
2. 国内站点：https://gitee.com/feiyangqingyun
3. 国际站点：https://github.com/feiyangqingyun
4. 个人主页：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun
5. 知乎主页：https://www.zhihu.com/people/feiyangqingyun/
6. 在线文档：https://feiyangqingyun.gitee.io/qwidgetdemo/bigscreen/

四、效果图

五、核心代码

#include "frmplotarea.h"
#include "ui_frmplotarea.h"
#include "quihelper.h"

frmPlotArea::frmPlotArea(QWidget *parent) : QWidget(parent), ui(new Ui::frmPlotArea)
{
    ui->setupUi(this);
    this->initForm();
    this->loadPlot1();
    this->loadPlot2();
    this->loadPlot3();
}

frmPlotArea::~frmPlotArea()
{
    delete ui;
}

void frmPlotArea::initForm()
{
    //设置X轴偏移值0
    ui->customPlot1->setOffsetX(0);
    //初始化跟随鼠标游标
    ui->customPlot1->initTracer();
    //设置游标线条颜色
    ui->customPlot1->setLineColor("#A279C5");
    //设置显示横线+竖线
    //ui->customPlot1->setShowLineh(true);
    //ui->customPlot1->setShowLinev(true);

    //绑定双击重新加载数据
    connect(ui->customPlot1->getPlot(), SIGNAL(mouseDoubleClick(QMouseEvent *)), this, SLOT(loadPlot1()));
    connect(ui->customPlot2->getPlot(), SIGNAL(mouseDoubleClick(QMouseEvent *)), this, SLOT(loadPlot2()));
    connect(ui->customPlot3->getPlot(), SIGNAL(mouseDoubleClick(QMouseEvent *)), this, SLOT(loadPlot3()));
}

void frmPlotArea::loadPlot1()
{
    loadPlot(0, ui->customPlot1, QColor(50, 185, 207), 3, false);
}

void frmPlotArea::loadPlot2()
{
    loadPlot(1, ui->customPlot2, QColor(162, 121, 197), 3, false);
}

void frmPlotArea::loadPlot3()
{
    loadPlot(1, ui->customPlot3, QColor(253, 139, 40), 2, true);
}

//smoothType: 折线图=-1  平滑算法1=0  平滑算法2=1
void frmPlotArea::loadPlot(int smoothType, CustomPlot *customPlot, const QColor &color, int dataWidth, bool drawValue)
{
    //清空画布
    customPlot->clear();

    QStringList lineNames;
    lineNames << "合格率";

    //初始化对应的数据
    vstring lab;
    vdouble key, value1;
    int dataCount = 15;
    for (int i = 0; i < dataCount; i++) {
        lab << QString("%1").arg(i + 1);
        key << i;
        value1 << CustomPlotHelper::getRandValue(30, 80);
    }

    lvdouble values;
    values << value1;
    customPlot->setPadding(9);

    //设置数据结构体
    LineData data;
    data.index = 0;
    data.name = lineNames.at(0);
    data.key = key;
    data.value = values.at(0);
    //设置线条颜色,可以指定颜色也可以随机颜色
    data.lineColor = color;
    data.fillColor = 1;

    //折线图或者平滑曲线
    if (smoothType < 0) {
        //添加画布
        customPlot->addGraph(1);
        //初始化指示器数据高亮及悬停提示等
        customPlot->initItem();
        //设置画布折线图数据
        customPlot->setDataLine(data);
    } else {
        //有多种平滑算法 0 1
        data.smoothType = smoothType;
        vpoint points;
        int count = key.count();
        for (int i = 0; i < count; ++i) {
            points << QPointF(data.key.at(i), data.value.at(i));
        }
        data.points = points;
        //设置数据宽度
        data.dataWidth = dataWidth;
        //设置绘制数据值
        data.drawValue = drawValue;
        customPlot->addSmoothLine(data);
    }

    //设置坐标轴范围值+X坐标对应显示文字
    customPlot->setLabX(key, lab);
    customPlot->setRangeX(-0.5, key.count() - 0.5);
    customPlot->setRangeY(0, 105, 10);

    //重新刷新显示
    customPlot->replot();
}