Qt 5.12--3D功能接口介绍

1 简介

Qt 3D为Qt C ++和Qt Quick应用程序中的2D和3D渲染提供支持的近实时仿真系统功能。
Qt3D资料和官方的例程比较少，且API 接口的文档写得又比较简略，CSDN等技术网站能搜到的资料太少，在google和stackoverflow 搜索相关问题也是。博主猜测在Qt的应用场景中使用3D要么比较少，要么就是涉及的公司不开源。

2 Qt3D 1.0版本（淘汰）

• Viewport：整个场景的视口。是3D的根元素定义了场景和摄像机，是整个场景的最外层；
• Camera：他作为Viewport的一个属性，定义了观察位置及方向的投影,同时也支持立体投影；
• Item3D：在场景中创建3D对象。创建一个Item3D后就必须指定一个Mesh。可以设置父类形成一个Item3D树（和Qt里面对象树差不多）。
• Mesh：主要是来加载几何图形，可以通过文件自动的加载几何图像，文件格式支持3ds、dae、bez、obj。
• Effect：为item在screen中渲染effect。这些effect包括灯光、材质、纹理。
• ShaderPrograme：指定一个片段和一堆顶点。如果自定义属性和顶点着色器以相同的名称存在，着色器程序会自动将它们绑定到片段和顶点着色器。
• Material：为effect提供属性，如灯光演示等属性。
• Transformations：目前有4种转换Rotation3D、Translation3D、Scale3D、LookAtTransform。这里有个要注意的地方，这里的场景其实也是个矩阵，他是一个叉乘。转换再平移和平移再转换的结果是不同的。

3 Qt3D 2.0版本

QML类型分为三个模块：Qt3D，Qt3D.Input和Qt3D.Renderer。

import Qt3D 2.0

Camera
CameraLens
Component3D
Configuration
Entity
EntityLoader
MatrixTransform
Node
NodeInstantiator

import Qt3D.Input 2.0

KeyEvent
KeyboardController
KeyboardInput

import Qt3D.Renderer 2.0

AbstractTextureImage
Annotation
BlendState
BlendStateSeparate
FrameGraph
FrameGraphNode
Layer
LayerFilter
OpenGLFilter
ParameterMapping
PointLight
SpotLight
TextureImage

• Entity为一个空壳，专门放3D组件的
  是Node一个子类，可以聚合几个Component3D实例来指定其行为。 一个方面可以决定只处理由单个Transform组件组成的实体，而另一个方面可以专注于MouseHandler。
  属性：components : list
  Entity/Component数据拆分可灵活管理API，系统分离使行为远离数据避免
  组件之间的依赖关系（MVC）
  
• RenderSettings：设置一个场景，一般Viewport就放到这里面
• Transform：用于指定 Items 的高级转换
  （1）Rotation 旋转变换
  （2）Scale 比例变换
  （3）Translate 平移变换
  （4）Matrix4x4 齐次变换
• Geometry ：Geometry类型用于将Attribute对象列表组合在一起，以形成Qt3D能够使用GeometryRenderer渲染的几何形状。 可以设置特殊属性，以计算形状的边界体积。
  （1）attributes : list
  （2）boundingVolumePositionAttribute : Attribute
  （3）maxExtent : vector3d
  （4）minExtent : vector3d
• Material：为effect提供属性，如灯光演示等属性。
• PhongMaterial：提供材质照明效果的默认实现
  （1）ambient : color
  环境光是物体在没有任何其他光源的情况下发出的颜色。
  （2）diffuse : color
  漫反射是灯光在粗糙表面反射时发出的颜色。
  （3）shininess : real
  镜面反射是在灯光下为发亮的表面反射而发出的颜色。
  （4）specular : color
  表面的光泽度由漂浮性控制。
• PropertyAnimation
• Camera

meshes
materials
shaders
shadow mapping
ambient occlusion
high dynamic range
deferred rendering
multitexturing
instanced rendering
uniform buffer objects

4 示例步骤

• 有一个root Entity表示场景
• 场景中每个对象一个Entity
• 每个对象的Entity中添加component子类来表示对象行为
• 对一个Entity来说
  （1）需要 mesh 几何来描述它的形状
  （2）需要 material 描述它的表面外观
• QML API是C++ API的封装
• QML元素名称和C++命名区别就是一个Q
  （1）如Qt3DCore::QNode vs Node
  （2）如Qt3DCore::QEntity vs Entity

参考

1、Qt 3D QML Types
2、Scene3D QML Type
3、Qt3D文档阅读笔记-Qt3D老版本知识点及使用新版本的运行
4、Qt 5.12学习笔记–3D基础
5、Qt学习之路——— 坐标系统
6、qt qml中PropertyAnimation的几种使用方法
7、introduction-qt3d
8、Qt 3D
9、Qt 3D Overview
10、Qt 3D Examples