Qt使用GDI绘图（仅Windows平台）

绘图引擎

Windows环境下二维绘图引擎有多种选择：GDI、GDI+、DirectDraw、Qt/QPainter、Agg、Cairo、skia、Direct2D、Direct3D、OpenGL等。

GDI：微软原生的二维绘图引擎。

优点：微软的全力支持，作为操作系统核心层效率方面不用担心，支持多种开发框架（含语言）：WinSDK、MFC、Delphi等。

缺点：不是面向C++对象组织的，使用起来较为繁琐；不支持反锯齿，不支持复杂的绘图效果（这个相对于GDI+而言）。

GDI+:微软后来推出的二维绘图引擎。

优点：微软的全力支持，支持多种开发框架（含语言）：WinSDK、MFC、Delphi等，可以实现复杂的绘图效果，如反锯齿、路径画刷等；面向对象的架构，使用起来比较方便。

缺点：绘图效率较GDI稍低，绘图交互性不如GDI（缺少GDI的支持位运算的绘图模式），开启反锯齿后效率不如Qt。如果不考虑绘图的效果，使用Win32 GDI函数直接绘图的效率大约是同样的GDI+的10倍以上。

DirectDraw：从GDI、GDI+到Direct 2D的一个过渡产品，微软已明确表示不推荐使用。

Qt：Qt的二维图形引擎是基于QPainter类的,绘图的效果取决于QPainter的设置。面向对象的方式组织，使用起来较为方便。

Agg：C++编写的开源绘图引擎（基于GPL协议）.AGG是C++编写的，因此，它不能被C语言很好地调用。由于其中使用了大量的现代标准C++语言的语法规则，包括模板、仿函数等处理 ，导致这样的库的学习过程将是痛苦的。AGG自从2006年之后就没有更新过。

Cairo：C编写的开源绘图引擎（基于LGPL协议），大名鼎鼎的FireFox就是用这个绘图引擎的。Cairo是非常流行的开源2D图形渲染引擎库，它支持包括X-Windos，Win32，图像，pdf在内的各种输出设备。目前，Cairo已被广泛的使用在多个平台上来渲染图形界面，包括Firefox/Webkit-EFL/GTK+/Poppler/Qt等等。Qt的QPainter提供的抗锯齿效果没有cairo的好，在理想情况下，cairo的用户可以在打印机和屏幕上获得非常接近的输出效果。cairo 是用 C 编写的，但是为大多数常用的语言提供了绑定。选用 C 语言有助于创建新的绑定，同时在进行 C 语言调用时可以提供高性能。应该特别注意 Python 绑定，它支持快速原型开发，而且降低了学习 cairo 绘图 API 的门槛。 Cairo的绘图效率是接近GDI/GDIPlus的。经过优化算法，可以做到完全忽略绘图效率上的差别。此外，gtk不如qt流行，Qt支持cairo。

Skia：Google的Android的绘图引擎。它是一个C++的开源2D向量图形处理函数库，包括字型、坐标转换、位图等等。skia相当于轻量级的Cairo(Cairo是矢量图形库)。

Direct2D：微软在WindowsVista及之后的Windows版本推出的意在取代GDI、GDI+的二维绘图引擎，支持硬件加速。Direct 2D是微软在后XP时代开发的开发二维绘图引擎。微软出于兼容性的考虑还会继续对GDI、GDI+进行支持，但毫无疑问微软的策略是要Direct 2D取代GDI和GDI+的，因此在WindowsVista及其之后的Windows上进行二维绘图开发，建议是直接使用Direct2D。Direct 2D支持硬件加速，在绘图效率应有一定程度的提升。

Direct3D：微软开发的3D绘图引擎。

OpenGL：SGI开发的3D绘图引擎。OpenGL的优势是三维绘图，不建议用来二维绘图，因为OpenGL在二维一些操作并不合适，如二维中的点、线捕捉、自定义图例的添加、打印的支持等等。

更详细的内容请见我的另一篇博文：

https://blog.csdn.net/libaineu2004/article/details/105308235

使用GDI取代QPainter

QPainter在高频绘画的使用CPU占用较高，我们可以使用GDI绘图。由于没有复杂的抗锯齿处理，GDI绘图效率非常不错。GDI因为是使用GPU绘图，会减少CPU占用。

因为Qt是通过repaint和update事件触发paintEvent绘图，其他绘图会被覆盖，所以需要以下方法实现GDI绘图：

在需要绘图的Widget构造函数写setAttribute(Qt::WA_PaintOnScreen, true);

重写该Widget的QPaintEngine * paintEngine()函数返回nullptr；

在绘图函数用GDI绘图，不要在paintEvent实现，因为刷新会慢，在自己主动调用的函数里写：

HWND hwnd;
hwnd = (HWND)this->winId();
HDC labelDC = GetDC(hwnd);//取得窗体句柄
QImage image(imageRaw.get(), m_w, m_h, QImage::Format_Grayscale8);//imageRaw是std::shared_ptr<unsigned char>类型，m_w和m_h是图像宽高
QPixmap pixmap = QPixmap::fromImage(image);
HBITMAP bitMap = toHBITMAP(pixmap);//通过一系列转换得到HBITMAP位图
HDC  hdcsource1 = CreateCompatibleDC(labelDC);//创建后备显示缓冲
SelectObject(hdcsource1, bitMap);
BitBlt(labelDC, 0, 0, m_w, m_h, hdcsource1, 0, 0, SRCCOPY);//将后备缓冲显示到屏幕
ReleaseDC(hwnd, labelDC);
DeleteObject(hdcsource1);
DeleteObject(bitMap);

Qt绘图获取HDC

Qt使用GDI绘图关键在于获取HDC，对于Qt5来说，有3种方法：

1、使用gui-private

pro或pri文件中增加 QT += gui-private

#include <qpa/qplatformnativeinterface.h>

QPlatformNativeInterface *fooPlatformNativeInterface=  QGuiApplication::platformNativeInterface();

QBackingStore *fooBackingStore = this->topLevelWidget()->backingStore();

HDC fooNRFWGetDC = static_cast<HDC>(fooPlatformNativeInterface->nativeResourceForBackingStore(QByteArrayLiteral("getDC"), fooBackingStore));

这个方法不需要releaseDC。此方法使用了Qt官方不推荐使用的 gui-private，并且在整个窗口绘图，没有限制。

2、强行使用GetDC

pro或pri文件中增加 LIBS += -lgdi32 -luser32

#include <windows.h>

HWND hwnd = (HWND)this->window()->winId();

HDC hdc = GetDC(hwnd);

ReleaseDC(hwnd, dhc);

方法2只适用于顶层窗体。此方法在整个窗口绘图，没有限制。

3、使用QtWin

pro或pri文件中增加 QT += winextras

#include <QtWin>
HDC hdcScreen = GetDC(NULL);
HDC hdc = CreateCompatibleDC(hdcScreen);
HBITMAP hbm = CreateCompatibleBitmap(hdcScreen, rectForMap.width(), rectForMap.height());
SelectObject(hdc, hbm);
QImage img = QtWin::imageFromHBITMAP(hdc, hbm, rectForMap.width(), rectForMap.height());
//释放GDI资源
DeleteObject(hbm);
DeleteDC(hdc);
ReleaseDC(nullptr, hdcScreen);

该方法是Qt5.2后的一种新的使用GDI绘图的方法，在Qt5.2中，新增了命名空间QtWin，推荐使用！

参考文献

https://blog.csdn.net/wwwwxhh/article/details/79461668

https://blog.csdn.net/ssitu/article/details/54615746