Qt GUIで3D空間の線や面を2D画面に描画:QVector3D::toPoint()の代替方法
Qt GUIにおけるQVector3D::toPoint()解説
この関数の詳細:
- QVector3D クラスは、3Dベクトルを表すクラスです。
- toPoint() メンバ関数は、QVector3D オブジェクトを QPoint オブジェクトに変換します。
- QPoint クラスは、2D座標を表すクラスです。
この関数の使い方:
// 3Dベクトルを作成
QVector3D vector3D(1.0f, 2.0f, 3.0f);
// 3Dベクトルを2D座標に変換
QPoint point = vector3D.toPoint();
// 2D座標のx, y座標を取得
int x = point.x();
int y = point.y();
// ...
この関数の注意点:
- toPoint() 関数は、Z座標を無視します。つまり、3DベクトルのZ座標は、2D座標に変換される際に考慮されません。
- toPoint() 関数は、ウィンドウ座標系を基準とした2D座標を返します。
この関数の応用例:
- 3D空間上の点を2D画面に表示する
- 3Dオブジェクトを2D画面に投影する
- 3D空間における線や面を2D画面に描画する
補足:
- Qt GUIには、3Dグラフィックス機能も備わっています。3D空間上のオブジェクトをレンダリングしたり、アニメーションさせたりすることも可能です。
Qt GUIにおけるQVector3D::toPoint()のサンプルコード
#include <QtWidgets/QApplication>
#include <QtWidgets/QMainWindow>
#include <QtOpenGL/QGLWidget>
class MyGLWidget : public QGLWidget
{
public:
MyGLWidget() {}
protected:
void paintGL() override
{
// 3Dベクトルを作成
QVector3D vector3D(1.0f, 2.0f, 3.0f);
// 3Dベクトルを2D座標に変換
QPoint point = vector3D.toPoint();
// 2D座標のx, y座標を取得
int x = point.x();
int y = point.y();
// 2D座標を描画
glBegin(GL_POINTS);
glVertex2i(x, y);
glEnd();
}
};
int main(int argc, char *argv[])
{
QApplication app(argc, argv);
QMainWindow window;
MyGLWidget widget;
window.setCentralWidget(&widget);
window.show();
return app.exec();
}
3Dオブジェクトを2D画面に投影する
#include <QtWidgets/QApplication>
#include <QtWidgets/QMainWindow>
#include <QtOpenGL/QGLWidget>
class MyGLWidget : public QGLWidget
{
public:
MyGLWidget() {}
protected:
void paintGL() override
{
// 3Dオブジェクトを作成 (ここでは立方体)
QVector3D vertices[] = {
QVector3D(-1.0f, -1.0f, -1.0f),
QVector3D( 1.0f, -1.0f, -1.0f),
QVector3D( 1.0f, 1.0f, -1.0f),
QVector3D(-1.0f, 1.0f, -1.0f),
QVector3D(-1.0f, -1.0f, 1.0f),
QVector3D( 1.0f, -1.0f, 1.0f),
QVector3D( 1.0f, 1.0f, 1.0f),
QVector3D(-1.0f, 1.0f, 1.0f),
};
// 3Dオブジェクトを投影変換
QMatrix4x4 projectionMatrix;
projectionMatrix.perspective(60.0f, 1.0f, 0.1f, 10.0f);
// 3Dオブジェクトを描画
glBegin(GL_TRIANGLES);
for (int i = 0; i < 6; ++i) {
glVertex3fv(vertices[i].data());
}
glEnd();
}
};
int main(int argc, char *argv[])
{
QApplication app(argc, argv);
QMainWindow window;
MyGLWidget widget;
window.setCentralWidget(&widget);
window.show();
return app.exec();
}
3D空間における線や面を2D画面に描画する
#include <QtWidgets/QApplication>
#include <QtWidgets/QMainWindow>
#include <QtOpenGL/QGLWidget>
class MyGLWidget : public QGLWidget
{
public:
MyGLWidget() {}
protected:
void paintGL() override
{
// 3D空間における線を描画
glBegin(GL_LINES);
glVertex3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
glEnd();
// 3D空間における面を描画
glBegin(GL_TRIANGLES);
glVertex3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);
glVertex3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
Qt GUIにおけるQVector3D::toPoint()の代替方法
QMatrix4x4::perspective()
関数は、3D空間を2D画面に投影する変換行列を作成します。この変換行列を使って、3Dベクトルを2D座標に変換することができます。
QMatrix4x4 projectionMatrix;
projectionMatrix.perspective(60.0f, 1.0f, 0.1f, 10.0f);
QVector3D vector3D(1.0f, 2.0f, 3.0f);
// 3Dベクトルを投影変換
QVector4D projectedVector = projectionMatrix * QVector4D(vector3D, 1.0f);
// 2D座標を取得
float x = projectedVector.x() / projectedVector.w();
float y = projectedVector.y() / projectedVector.w();
QVector3D::normalized() 関数とQPointF::toPoint() 関数を使う
QVector3D::normalized()
関数は、3Dベクトルを単位ベクトルに変換します。QPointF::toPoint()
関数は、QPointF
オブジェクトを QPoint
オブジェクトに変換します。
QVector3D vector3D(1.0f, 2.0f, 3.0f);
// 3Dベクトルを単位ベクトルに変換
QVector3D normalizedVector = vector3D.normalized();
// 2D座標を取得
QPointF pointF(normalizedVector.x(), normalizedVector.y());
QPoint point = pointF.toPoint();
自分で変換処理を実装する
上記の方法以外にも、自分で変換処理を実装することもできます。
// 3Dベクトルを2D座標に変換する関数
QPoint toPoint(const QVector3D &vector3D)
{
// カメラの位置と視点を考慮して、2D座標を計算する
// ...
return QPoint(x, y);
}
// ...
QVector3D vector3D(1.0f, 2.0f, 3.0f);
// 3Dベクトルを2D座標に変換
QPoint point = toPoint(vector3D);
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