Qt 5.12--《Mastering Qt 5》介绍Qt3D

1 Qt3D功能特色

• 2D和3D被C++和Quick支持
• Meshes 网
• Materials 材料
• GLSL shaders GLSL着色器
• Shadow mapping 阴影贴图
• Deferred rendering 延迟渲染
• Instance rendering 实例渲染
• Uniform Buffer Object 统一缓冲区对象

2 ECS 架构

• Entity Component System。
  Mesh + Material + shader 组成一个 component。
  多个 component 组成一个 Entity 。

3 示例一

绘画一个3D的红苹果

3.1 创建Entity

• A mesh component, holding the vertices of your apple
  mesh 组件，确定苹果的轮廓
• A material component,applying a texture on the mesh or coloring it
  材料组件，在网格上应用纹理或为其着色

这两个组件组成定义了苹果的Entity，这便是ECS定义的两个部分。

3.2 Apple.qml文件基本结构

import Qt3D.Core 2.12
import Qt3D.Render 2.12
import Qt3D.Extras 2.12Entity {property alias position: transform.translationPhongMaterial {id: materialdiffuse: "red"}SphereMesh {id: mesh}Transform {id: transform}components: [material, mesh, transform]
}

Entity: 文件的根对象
PhongMaterial：定义材质
SphereMesh: 定义mesh的类型
Transform：定义了组件变换矩阵,变换、缩放、Entity元素位置
position：这是为派生类或者父类提供 transform.translation的属性，方便对模型移动操作
components：这是Entity元素包含的所有component控件ID的数组

3.3 成为别的Entity的子类

World.qml

import Qt3D.Core 2.12
import Qt3D.Render 2.12
import Qt3D.Extras 2.12Entity {id：sceneRootRenderSettings {id: renderSettingsactiveFrameGraph: ForwardRenderer {clearColor: Qt.rgba(0, 0, 0, 1)}}Apple {id: appleposition: Qt.vector3d(3.0, 0.0, 2.0)}components: [frameGraph]
}

3.4 Qt3D处理为Item

Qt3D 类没有继承Item，所以不能直接和QML控件使用。可以使用Scene3D，成为Item。

Rectangle {Scene3D {id: sceneanchors.fill: parentfocus: trueworld {}}
}

4 示例二

4.1 定义场景

• 初步定义场景
  定义场景root，文件GameArea.qml

import Qt3D.Core 2.12
import Qt3D.Render 2.12
import Qt3D.Extras 2.12Entity {property alias gameRoot: rootid：rootCamera {property real x: 24.5property real y: 14.0id: cameraprojectionType: CameraLens.PerspectiveProjectionfieldOfView: 45aspectRatio: 16/9nearPlane: 0.1farPlane: 0.1position: Qt.vector3d(x, y, 33.0)upVector: Qt.vector3d(0.0, 1.0, 0.0)viewCenter: Qt.vector3d(x, y, 0.0)}RenderSettings {id: frameFraphactiveFrameGraph: ForwardRender {clearColor: Qt.rgba(0, 0, 0, 1)camera: camera}}components: [frameFraph]	
}

position: Qt.vector3d(x, y, 33.0)
相机的位置
在相对于父实体的坐标中保持摄影机的当前位置
upVector: Qt.vector3d(0.0, 1.0, 0.0)
相机的朝向
将相机的当前上矢量保持在相对于父实体的坐标中。
viewCenter: Qt.vector3d(x, y, 0.0)
此向量描述了从摄影机（位置）到目标（viewCenter）的位移
clearColor: Qt.rgba(0, 0, 0, 1)
背景颜色为黑色
camera: camera
决定视野所见

• 添加用户输入
  准备渲染场景时，需要处理用户输入（键盘）捕捉键盘事件，修改GameArea.qml如下

import Qt3D.Core 2.12
import Qt3D.Render 2.12
import Qt3D.Input 2.12
import Qt3D.Extras 2.12
import QtQuick 2.12Entity {property alias gameRoot: rootproperty alias timerInterval: timer.intervalproperty int initialTimeInterval: 80property int initialSnakeSize: 5property string state: ""id：rootCamera {property real x: 24.5property real y: 14.0id: cameraprojectionType: CameraLens.PerspectiveProjectionfieldOfView: 45aspectRatio: 16/9nearPlane: 0.1farPlane: 0.1position: Qt.vector3d(x, y, 33.0)upVector: Qt.vector3d(0.0, 1.0, 0.0)viewCenter: Qt.vector3d(x, y, 0.0)}RenderSettings {id: frameFraphactiveFrameGraph: ForwardRender {clearColor: Qt.rgba(0, 0, 0, 1)camera: camera}}KeyboardDevice {id: keyboardController}InputSettings { id: inputSettings }KeyboardHandler {id: inputsourceDevice: keyboardControllerfocus: trueonPressed: { }}Component.onCompleted: {console.log("start game ...")timer.start()}Timer {id: timerinterval: initialTimeIntervalrepeat: trueonTriggered: { }}components: [frameFraph, input]	
}interval: initialTimeInterval
定时器80ms响应一次，调用update()

5 知识点

5.1 Qt3D模块的继承树

Qt3D 类没有继承Item，所以不能直接和QML控件使用。可以使用Scene3D，成为Item。

5.2 笛卡尔坐标系

OpenGL中采用右手坐标系

• 左手定则如图
• 右手定则如图
  

参考

1、笛卡尔坐标系左手坐标系与右手坐标系
2、《Mastering Qt 5》[2nd]
3、Camera QML Type