Qt GUIで3Dグラフィックスを扱うためのチュートリアル
Qt GUIにおけるQVector3D::toPointF()関数解説
QVector3D::toPointF()
関数は、3次元ベクトルであるQVector3D
型を2次元ポイントであるQPointF
型に変換します。これは、3D空間上の点を2D画面上での座標に変換する際に必要となります。
詳細
QVector3D::toPointF()
関数は、以下の式に基づいてQPointF
型を生成します。
QPointF toPointF() const {
return QPointF(x(), y());
}
つまり、QVector3D
型のx成分とy成分がそのままQPointF
型のx座標とy座標となります。z成分は無視されます。
例
以下のコードは、QVector3D
型をQPointF
型に変換し、その結果を表示する例です。
#include <QGuiApplication>
#include <QQmlApplicationEngine>
#include <QVector3D>
#include <QPointF>
int main(int argc, char *argv[])
{
QGuiApplication app(argc, argv);
QQmlApplicationEngine engine;
engine.load(QUrl("qrc:/main.qml"));
QVector3D vector3D(1.0f, 2.0f, 3.0f);
QPointF pointF = vector3D.toPointF();
// 結果を出力
qDebug() << "x: " << pointF.x();
qDebug() << "y: " << pointF.y();
return app.exec();
}
このコードを実行すると、以下の出力が得られます。
x: 1
y: 2
注意点
QVector3D::toPointF()
関数は、z成分を無視します。そのため、3D空間上の点のz座標を保持したい場合は、別の方法で変換する必要があります。
Qt GUIにおけるQVector3D::toPointF()関数のサンプルコード
3Dベクトルを2D画面上の点に変換する
#include <QGuiApplication>
#include <QQmlApplicationEngine>
#include <QVector3D>
#include <QPointF>
int main(int argc, char *argv[])
{
QGuiApplication app(argc, argv);
QQmlApplicationEngine engine;
engine.load(QUrl("qrc:/main.qml"));
// 3Dベクトルを作成
QVector3D vector3D(1.0f, 2.0f, 3.0f);
// 2D画面上の点に変換
QPointF pointF = vector3D.toPointF();
// 結果を出力
qDebug() << "x: " << pointF.x();
qDebug() << "y: " << pointF.y();
return app.exec();
}
3Dベクトルを基準点を中心とした2D座標に変換する
#include <QGuiApplication>
#include <QQmlApplicationEngine>
#include <QVector3D>
#include <QPointF>
int main(int argc, char *argv[])
{
QGuiApplication app(argc, argv);
QQmlApplicationEngine engine;
engine.load(QUrl("qrc:/main.qml"));
// 3Dベクトルを作成
QVector3D vector3D(1.0f, 2.0f, 3.0f);
// 基準点を作成
QVector3D referencePoint(0.5f, 0.5f, 0.0f);
// 基準点を中心とした2D座標に変換
QPointF pointF = (vector3D - referencePoint).toPointF();
// 結果を出力
qDebug() << "x: " << pointF.x();
qDebug() << "y: " << pointF.y();
return app.exec();
}
このコードは、QVector3D
型を基準点を中心とした2D座標に変換する例です。
3Dベクトルを回転とスケーリングを適用した2D座標に変換する
#include <QGuiApplication>
#include <QQmlApplicationEngine>
#include <QVector3D>
#include <QPointF>
#include <QMatrix4x4>
int main(int argc, char *argv[])
{
QGuiApplication app(argc, argv);
QQmlApplicationEngine engine;
engine.load(QUrl("qrc:/main.qml"));
// 3Dベクトルを作成
QVector3D vector3D(1.0f, 2.0f, 3.0f);
// 回転とスケーリングを適用する行列を作成
QMatrix4x4 matrix;
matrix.rotate(45.0f, QVector3D(0.0f, 1.0f, 0.0f));
matrix.scale(2.0f);
// 変換行列を適用
QVector3D transformedVector3D = matrix * vector3D;
// 2D画面上の点に変換
QPointF pointF = transformedVector3D.toPointF();
// 結果を出力
qDebug() << "x: " << pointF.x();
qDebug() << "y: " << pointF.y();
return app.exec();
}
このコードは、QVector3D
型に回転とスケーリングを適用し、2D画面上の点に変換する例です。
Qt GUIにおける3Dベクトルを2D座標に変換するその他の方法
QMatrix4x4::perspective()
関数は、透視投影行列を作成します。この行列を3Dベクトルに適用することで、2D画面上の点に変換することができます。
#include <QGuiApplication>
#include <QQmlApplicationEngine>
#include <QVector3D>
#include <QPointF>
#include <QMatrix4x4>
int main(int argc, char *argv[])
{
QGuiApplication app(argc, argv);
QQmlApplicationEngine engine;
engine.load(QUrl("qrc:/main.qml"));
// 3Dベクトルを作成
QVector3D vector3D(1.0f, 2.0f, 3.0f);
// 透視投影行列を作成
QMatrix4x4 perspectiveMatrix;
perspectiveMatrix.perspective(60.0f, 4.0f / 3.0f, 0.1f, 100.0f);
// 変換行列を適用
QVector3D transformedVector3D = perspectiveMatrix * vector3D;
// 2D画面上の点に変換
QPointF pointF = transformedVector3D.toPointF();
// 結果を出力
qDebug() << "x: " << pointF.x();
qDebug() << "y: " << pointF.y();
return app.exec();
}
OpenGLを使う
OpenGLは、3Dグラフィックスを描画するためのAPIです。OpenGL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。
#include <QGuiApplication>
#include <QQmlApplicationEngine>
#include <QVector3D>
#include <QPointF>
#include <QOpenGLFunctions>
int main(int argc, char *argv[])
{
QGuiApplication app(argc, argv);
QQmlApplicationEngine engine;
engine.load(QUrl("qrc:/main.qml"));
// 3Dベクトルを作成
QVector3D vector3D(1.0f, 2.0f, 3.0f);
// OpenGLを初期化する
QOpenGLFunctions *functions = QOpenGLContext::currentContext()->functions();
// 変換行列を設定
functions->glMatrixMode(GL_PROJECTION);
functions->glLoadIdentity();
functions->gluPerspective(60.0f, 4.0f / 3.0f, 0.1f, 100.0f);
// モデルビュー行列を設定
functions->glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
functions->glLoadIdentity();
// 3Dベクトルを描画
functions->glBegin(GL_POINTS);
functions->glVertex3f(vector3D.x(), vector3D.y(), vector3D.z());
functions->glEnd();
// 2D画面上の点を取得
QPointF pointF = functions->glGetFloatv(GL_CURRENT_RASTER_POSITION);
// 結果を出力
qDebug() << "x: " << pointF.x();
qDebug() << "y: " << pointF.y();
return app.exec();
}
QVector3D::toPointF()
関数は、3Dベクトルを2D画面上の点に変換する最も簡単な方法です。しかし、より複雑な変換を行う場合は、QMatrix4x4::perspective()
関数やOpenGLを使うなどの方法もあります。
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