В прошлых статьях мы научились строить график при помощи библиотеки Qwt, теперь же возьмем и сделаем так, чтобы он строился в реальном времени. Алгоритм будет такой:
- Определим два массива x[] и y[] для хранения координат точек кривой графика. В качестве примера заранее заполним массивы данными, но, на самом-то деле, можно записывать туда данные, приходящие, например, из com-порта в реальном времени.
- Настроим таймер, так, чтобы каждые 25 мс он выдавал сигнал timeout() и присоединим к этому сигналу слот – обработчик timerHandle().
- В этом обработчике будем брать последнюю не отображенную точку, и передавать ее функции appendGraphPoint().
- Эта функция будет добавлять точку в массив данных, а также на график. Правда для хранения данных будет использоваться не просто массив, а объект класса CurveData, который мы сами и реализуем.
Итак, самое главное сделали – придумали как все должно работать, осталось реализовать )
Создаем новый проект Qt, и сразу добавим в него файлы для реализации класса RealTimePlot. Для этого идем в меню "Файл-Новый файл или проект" и далее выбираем "Класс С++":
Меняем файл realtimeplot.h:
class RealTimePlot : public QwtPlot
{
Q_OBJECT
public:
RealTimePlot();
~RealTimePlot();
public slots:
void timerHandle();
private:
QwtPlotCurve *curve;
QwtPlotDirectPainter *painter;
void setData();
void appendGraphPoint(QPointF point);
int counter;
double x[1000];
double y[1000];
};
Ну, тут все вроде понятно, просто объявляем поля класса RealTimePlot:
- объект curve понадобится непосредственно для рисования кривой.
- painter – для дорисовки точек в реальном времени.
- counter – тут будем хранить номер точки в массиве данных, которая должна быть добавлена на график следующей.
Добавим реализацию уже упомянутого класса CurveData в файл realtimeplot.cpp:
class CurveData: public QwtArraySeriesData
{
public:
CurveData()
{
}
virtual QRectF boundingRect() const
{
if (d_boundingRect.width() < 0.0)
d_boundingRect = qwtBoundingRect(*this);
return d_boundingRect;
}
inline void appendDataPoint(const QPointF &point)
{
d_samples += point;
}
void clear()
{
d_samples.clear();
d_samples.squeeze();
d_boundingRect = QRectF(0.0, 0.0, -1.0, -1.0);
}
};
Класс наследует методы и члены класса QwtArraySeriesData, здесь переопределяются всего лишь 3 метода. Нам в данном примере понадобится только добавление точки – то есть функция appendDataPoint(). В качестве аргумента она принимает как раз таки точку, то есть объект класса QPointF.
Итак, пришло время реализовать конструктор для класса RealTimePlot:
RealTimePlot::RealTimePlot()
{
counter = 0;
painter = new QwtPlotDirectPainter(this);
this->setAxisScale(QwtPlot::xBottom, -1, 1);
this->setAxisScale(QwtPlot::yLeft, 0, 1);
curve = new QwtPlotCurve("y(x)");
curve->setStyle(QwtPlotCurve::NoCurve);
curve->setData(new CurveData());
curve->setSymbol(new QwtSymbol(QwtSymbol::Ellipse, Qt::NoBrush, QPen(Qt::red), QSize(1, 1)));
curvev->attach(this);
setAutoReplot(false);
setData();
}
Давайте смотреть, что же тут происходит. Объявляем объект painter, он нам будет осуществлять отрисовку графика в реальном времени.
painter = new QwtPlotDirectPainter(this);
Затем устанавливаем интервалы на осях x и y, которые будут отображаться на графике:
this->setAxisScale(QwtPlot::xBottom, -1, 1); this->setAxisScale(QwtPlot::yLeft, 0, 1);
Дальше создаем новую кривую (curve), ну и по минимуму настраиваем ее вид, цвет и т. п.
curve = new QwtPlotCurve("y(x)");
curve->setStyle(QwtPlotCurve::NoCurve);
curve->setData( new CurveData() );
curve->setSymbol( new QwtSymbol(QwtSymbol::Ellipse, Qt::NoBrush, QPen(Qt::red), QSize(1, 1)));
Добавляем кривую на объект RealTimePlot: curve->attach(this);
И, наконец, вызываем функцию setData(), которая заполнит массивы x[] и y[] данными. Кстати, давайте сразу добавим реализацию этой функции:
void RealTimePlot::setData()
{
const int n = 1000;
double h = 2.0 / n;
for(int i = 0; i < n; i++)
{
x[i] = -1 + i * h;
y[i] = qAbs(x[i]);
}
}
Тут все просто, точно так же мы строили график тут. Не забываем написать деструктор для класса RealTimePlot, который у нас уже объявлен в файле realtimeplot.h:
RealTimePlot::~RealTimePlot()
{
delete zoomer;
delete painter;
delete curve;
}
Теперь поработаем с классом MainWindow. Создадим нужные объекты, а также таймер. Вот полный код файлов mainwindow.h и mainwindow.cpp:
- Файл mainwindow.h:
#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H
#include "realtimeplot.h"
namespace Ui {
class MainWindow;
}
class MainWindow : public QMainWindow
{
Q_OBJECT
public:
explicit MainWindow(QWidget *parent = 0);
~MainWindow();
private:
Ui::MainWindow *ui;
RealTimePlot *plot;
QTimer *timer;
};
#endif // MAINWINDOW_H
- Файл mainwindow.cpp:
#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
QMainWindow(parent),
ui(new Ui::MainWindow)
{
ui->setupUi(this);
plot = new RealTimePlot();
this->setCentralWidget(plot);
timer = new QTimer(this);
connect(timer, SIGNAL(timeout()), plot, SLOT(timerHandle()));
timer->start(25);
}
MainWindow::~MainWindow()
{
delete ui;
}
В конструкторе класса к сигналу таймера timeout() подключаем слот timerHandle() и затем запускаем таймер так, чтобы он сигнализировал нам каждые 25 мс. Опять идем в файл realtimeplot.cpp и дописываем туда реализацию слота timerHandle():
void RealTimePlot::timerHandle()
{
QPointF newPoint = QPointF(this-x[this->counter], this->y[this->counter]);
this->counter++;
RealTimePlot::appendGraphPoint(newPoint);
}
Тут мы создаем объект newPoint – то есть точку, которая должны быть следующей добавлена на график. Соответственно, увеличиваем счетчик counter. И вызываем метод appendGraphPoint(). Пришло время реализовать и его:
void RealTimePlot::appendGraphPoint(QPointF point)
{
CurveData *data = static_cast(curve->data());
data->appendDataPoint(point);
painter->drawSeries(curve, 0, data->size() - 1);
}
Здесь мы наконец-то добавляем к данным нашу новую точку и рисуем ее на графике. Вот и все! Запускаем приложение и видим как медленно, но верно прорисовывается наша функция y=|x|:
Можно еще добавить на график интерфейс для масштабирования – как в прошлой статье про графики.
В общем, мы получили график, отрисовывающийся в реальном времени. Пусть пример довольно простой, но в принципе на его основе можно легко реализовать что-нибудь вроде электронного осциллографа, например ) Если возникли какие-либо проблемы или вопросы, пишите в комментарии, буду рад помочь!
