3D绘图简介¶

Qwt 7.1 将原 QwtPlot3D 库整合进来，提供了三维数据可视化能力。3D绘图模块支持表面图、网格图、函数绘图等类型，适合科学计算和工程分析中的三维数据展示。

主要功能特性¶

特性

✅ 多种绘图类型：表面图、网格图、参数曲面等
✅ OpenGL渲染：利用OpenGL实现高性能三维渲染
✅ 交互操作：支持鼠标旋转、缩放、平移
✅ 光照和材质：支持光照效果和材质配置

3D绘图模块结构¶

classDiagram
    class Qwt3DPlot {
        +setCoordinateStyle()
        +setPlotStyle()
        +setRotation()
        +setScale()
        +updateData()
    }

    class Qwt3DSurfacePlot {
        +setData()
        +setResolution()
        +createRepresentation()
    }

    class Qwt3DGridPlot {
        +setData()
        +setResolution()
    }

    class Qwt3DFunction {
        +operator(x,y)
        +create()
    }

    Qwt3DPlot <|-- Qwt3DSurfacePlot
    Qwt3DPlot <|-- Qwt3DGridPlot
    Qwt3DPlot --> Qwt3DFunction : 使用

核心类介绍¶

类名	说明
`Qwt3DPlot`	3D绘图基类，提供基本框架和交互
`Qwt3DSurfacePlot`	3D表面图，显示连续曲面
`Qwt3DGridPlot`	3D网格图，显示离散网格数据
`Qwt3DFunction`	3D函数绘图，根据数学函数生成曲面
`Qwt3DAxis`	3D坐标轴配置
`Qwt3DColorLegend`	3D颜色条

使用方法¶

3D绘图的例子位于:examples/3D/simpleplot3D，例子截图如下：

simpleplot3D

基本使用示例¶

#include <Qwt3DPlot>
#include <Qwt3DSurfacePlot>
#include <Qwt3DFunction>

// 创建表面图
Qwt3DSurfacePlot* plot = new Qwt3DSurfacePlot();

// 定义函数
class MyFunction : public Qwt3DFunction
{
public:
    virtual double operator()(double x, double y) override
    {
        return std::sin(x) * std::cos(y);  // 数学函数
    }
};

// 创建函数对象
MyFunction* func = new MyFunction();

// 设置数据范围和分辨率
func->setDomain(-5, 5, -5, 5);  // x和y范围
func->setResolution(50);         // 50x50网格

// 创建曲面
func->create(plot);

// 设置旋转角度
plot->setRotation(30, 0, 45);  // X、Y、Z轴旋转角度

// 显示
plot->show();

数据加载¶

// 从数据数组加载
Qwt3DSurfacePlot* plot = new Qwt3DSurfacePlot();

// 设置数据范围
plot->setDomain(0, 100, 0, 100);  // X、Y范围

// 设置分辨率
plot->setResolution(100);  // 100x100网格

// 加载Z值数据（100x100数组）
double zData[100][100];
// ... 填充数据 ...
plot->loadFromData(zData, 100, 100);

交互操作¶

// 启用鼠标交互
plot->setMouseInteraction(true);

// 鼠标操作：
// - 左键拖动：旋转视角
// - 中键拖动：平移
// - 滚轮：缩放

// 设置缩放比例
plot->setScale(1.0, 1.0, 1.0);  // X、Y、Z缩放比例

// 设置旋转角度
plot->setRotation(45, 30, 60);  // X、Y、Z轴旋转角度（度）

颜色映射¶

#include <Qwt3DColorLegend>

// 启用颜色条
Qwt3DColorLegend* legend = new Qwt3DColorLegend();
legend->setLimits(0, 10);  // Z值范围
legend->show(plot);

// 设置颜色映射
plot->setColorFromData();  // 根据Z值自动映射颜色

构建配置¶

使用3D功能需要启用 QWT_CONFIG_QWTPLOT_3D CMake选项：

find_package(qwt REQUIRED)

# 链接2D绘图库
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} PRIVATE qwt::plot)

# 链接3D绘图库
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} PRIVATE qwt::plot3d)

OpenGL依赖

3D绘图模块依赖OpenGL和GLU库。确保系统已安装OpenGL驱动和GLU库。

核心方法总结¶

方法	说明
`setDomain()`	设置X/Y数据范围
`setResolution()`	设置网格分辨率
`setRotation()`	设置旋转角度
`setScale()`	设置缩放比例
`createRepresentation()`	创建曲面表示
`updateData()`	更新数据

3D绘图建议

数据量不宜过大（推荐100x100网格以下）
复杂曲面可适当降低分辨率提升性能
使用光照效果增强视觉效果