向量场图 - QwtPlotVectorField¶

QwtPlotVectorField 用于绘制向量场（Vector Field），在二维平面上显示带有方向和大小信息的向量数据。常用于流体力学、电磁场分析、气象数据等领域。

主要功能特性¶

特性

✅ 箭头符号显示：使用箭头表示向量方向和大小
✅ 大小映射：向量大小可映射到箭头长度或颜色
✅ 密度控制：支持调整显示密度避免过度拥挤
✅ 样式自定义：可自定义箭头形状和样式

基本概念¶

向量场表示¶

向量场数据包含位置和向量两个部分：

      ↑     ↗
      │    /
      │   /
  ←───●───→───●───→
      │   \
      │    \
      ↓     ↙

每个点显示一个向量（方向+大小）

数据结构¶

使用 QwtVectorFieldSample 表示单个向量：

struct QwtVectorFieldSample {
    double x;       // X坐标
    double y;       // Y坐标
    double vx;      // X分量
    double vy;      // Y分量
};

使用方法¶

向量场的例子位于:playground/vectorfield，例子截图如下：

Vector Field

1. 基本向量场图¶

#include <QwtPlot>
#include <QwtPlotVectorField>

QwtPlot* plot = new QwtPlot();
plot->setTitle("向量场示例");
plot->setCanvasBackground(Qt::white);

// 创建向量场
QwtPlotVectorField* vectorField = new QwtPlotVectorField();

// 准备数据
QVector<QwtVectorFieldSample> samples;
for (int x = 0; x < 10; x++) {
    for (int y = 0; y < 10; y++) {
        double vx = std::sin(y * 0.5);  // X分量
        double vy = std::cos(x * 0.5);  // Y分量
        samples << QwtVectorFieldSample(x, y, vx, vy);
    }
}
vectorField->setSamples(samples);

vectorField->attach(plot);
plot->replot();

2. 箭头样式配置¶

#include <QwtVectorFieldSymbol>

// 创建箭头符号
QwtVectorFieldSymbol* symbol = new QwtVectorFieldSymbol();
symbol->setStyle(QwtVectorFieldSymbol::Arrow);  // 箭头样式

// 设置箭头颜色
symbol->setPen(QPen(Qt::blue, 1));

// 设置箭头长度比例
vectorField->setMagnitudeScaleFactor(0.5);  // 缩放因子

vectorField->setSymbol(symbol);

3. 向量大小映射¶

// 将向量大小映射到箭头长度
vectorField->setMagnitudeScaleFactor(1.0);  // 线性映射

// 设置固定箭头长度（忽略大小）
vectorField->setMagnitudeScaleFactor(0.0);
vectorField->setSymbolSize(10);  // 固定10像素

4. 显示密度控制¶

// 设置采样密度（避免过度拥挤）
vectorField->setSamplesPerInch(20);  // 每英寸20个向量

// 或设置固定跳过间隔
vectorField->setIndirectionCount(2);  // 每隔2个点显示一个

5. 颜色映射¶

#include <QwtColorMap>

// 根据向量大小设置颜色
QwtLinearColorMap* colorMap = new QwtLinearColorMap(Qt::blue, Qt::red);
vectorField->setColorMap(colorMap);
vectorField->setColorMagnitude(true);  // 启用颜色映射

核心方法总结¶

方法	说明
`setSamples()`	设置向量数据
`setSymbol()`	设置箭头符号
`setMagnitudeScaleFactor()`	设置大小缩放因子
`setSamplesPerInch()`	设置显示密度
`setColorMap()`	设置颜色映射
`setColorMagnitude()`	启用颜色大小映射

应用场景

流体力学：流速场可视化
电磁学：电场/磁场分布
气象学：风向场显示
数学分析：向量函数可视化