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Qt 3D 汽车仪表盘

时间：2024-05-20 23:44:41

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Qt 3D 汽车仪表盘

QT3D实现一个汽车仪表盘

一、3D模型的制作1、制作仪表盘模型2、制作汽车模型3、制作仪表指针模型4、其他贴图二、模型导入Qt中1、Scene3D类型2、 Entity 类型3、SceneLoader{}4、添加灯光5、指针旋转三、程序运行效果截图四、Qt 3D 资产调节管道1、qgltf介绍：2、qgltf的用法：

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一、3D模型的制作

3D模型的制作有多种软件，如Blender、maya、3dmax等等。Blender当前可以免费使用，学习起来也不难，网上有很多视频教程。

1、制作仪表盘模型

首先要建模型，这里模型主要有表盘，指针，数字刻度值等等，颜色图形使用贴图制作。贴图是用图形软件制作，也可以网上找质量好的图片做贴图。仪表盘中刻度，是真实的模型，刻度值也是模型。

仪表盘

仪表盘贴图：

贴图有金属质感

2、制作汽车模型

曲面模型制作有难度，贴图时有点变形，因为技术水平有限。模型制作好后，图片贴上去，效果如图

汽车模型

汽车模型一部分贴图

3、制作仪表指针模型

制作模型

模型有很多曲面，需要耐心调整，水平有限，献丑了。

模型制作好后，分别贴上红色贴图和金属贴图

指针贴图

4、其他贴图

背景贴图标志贴图

二、模型导入Qt中

1、Scene3D类型

Scene3D类型用于将Qt3D场景集成到QtQuick 场景中。Scene3D类型将由Entity提供的Qt3D场景渲染到多重采样的Framebuffer对象中。每个应用程序实例化一个以上的Scene3D实例。原因是Scene3D实例实例化了场景下的整个Qt 3D引擎（内存管理器，线程池，渲染…）。

Scene3D {width: 1920height: 720x: 0y: 0focus: trueaspects: ["input", "logic"]cameraAspectRatioMode: Scene3D.AutomaticAspectRatioantialiasing: trueEntity {}}

2、 Entity 类型

Entity 实体是一个Node子类，可以聚合几个Component3D实例来指定它的行为。实体本身就是一个空壳。实体对象的行为由其引用的Component3D对象定义。每个Qt3D后端方面都将能够通过识别实体由哪些组件来解释和处理实体。一个方面可能决定只处理由单个Transform组件组成的实体，而另一个方面可能会专注于MouseHandler。

Entity {id: InstrumentPanelproperty int rotateAngleY: 0.0property int sceneRotate: 45//定义一个摄像机Camera {id: cameraprojectionType: CameraLens.PerspectiveProjectionfieldOfView: 30//aspectRatio: _window.width / _window.heightonAspectRatioChanged: console.log("aspectRatio = " + aspectRatio)aspectRatio: 16 / 9nearPlane: 0.1farPlane: 1000.0position: Qt.vector3d(0.0, 80.0, 10.0) // 场景的x、y、z坐标位置。viewCenter: Qt.vector3d(0.0, 0.0, 0.0)// upVector: Qt.vector3d(0.0, 10.0, 0.0)}//该OrbitCameraController类允许控制沿轨道路径的场景摄像机OrbitCameraController {camera: camera}//Qt Quick Components提供了一组用于构建用户界面的QML组件。//这些组件允许界面接受用户输入并提供反馈指示。components: [RenderSettings {activeFrameGraph: ForwardRenderer {clearColor: Qt.rgba(0.1, 0.1, 0.1, 1.0)camera: camera}},//允许输入设备控制InputSettings {}]SceneLoader{}Transform{}Entity {}}

3、SceneLoader{}

给定3D源文件，SceneLoader将尝试对其进行解析，并使用适当的GeometryRenderer，Transform和Material组件构建一个Entity对象树。加载程序将尝试根据模型文件的属性确定最佳材料。如果您希望使用自定义材质，则必须遍历树并用您的材质替换默认的关联材质。SceneLoader加载完整的场景子树。如果要加载单个几何图形，则应改为使用“网格”。

SceneLoader在内部依靠插件的使用来支持各种3D文件格式。

下面是导入左边仪表盘模型

SceneLoader {id: LeftInstrumentPanel source: "qrc:/models/leftdial.qgltf" onStatusChanged:{console.log("status is " + status)if (status == SceneLoader.Ready) {finishLoad3D()}}}//使用通过仅使用4x4矩阵中提供的一种变换，它可以将旋转，缩放，平移和剪切组合在一起Transform{id: LeftTransformmatrix:{var m = Qt.matrix4x4()m.scale(4.0)return m}}//Entity{id: rightEntitycomponents: [LeftInstrumentPanel , LeftTransform]}

下面是导入左边指针模型

SceneLoader {id: Leftpointerscenesource: "qrc:/models/leftpointer.qgltf"onStatusChanged:{console.log("status is " + status)if (status == SceneLoader.Ready) {finishLoad3D()}}}Transform {id: LeftpointerTransform matrix: {var matirx = Qt.matrix4x4()matirx.scale(4.0)return matirx.times(rotateAround(Qt.vector3d(-7, 0, 0),leftpointerRotation,Qt.vector3d(0, -1, 0)))}}Entity {id: pointerEntitycomponents: [Leftpointerscene, LeftpointerTransform ]}

4、添加灯光

场景中添加一个灯光，设置它的位置和颜色以及强度。灯光是场景的灵魂，场景中具有镜面反射，漫反射的材质各种，通过灯光体现出来。

//灯光实体Entity {components: [Transform {translation: Qt.vector3d(-100, 80, -30.0) //灯光三维坐标},PointLight {color: "white" //灯光颜色intensity: 0.50 //灯光强度}]}

5、指针旋转

引入一个变量 worker.data，控制指针的位置。

RotationAnimation on leftpointerRotation {id: pointerRotationAnimationeasing.type: Easing.Linear //旋转方式：线性旋转from: 0.0 //起点位置to: worker.data //旋转变量输入//direction: 1000//duration: 10000// loops: -1}

三、程序运行效果截图

Qt中导入汽车模型（可做行驶动画效果）

比较完整的实例：

四、Qt 3D 资产调节管道

资产调节管道负责将资产文件转换为对预期任务有用的格式。剥离不必要数据的资产，然后将剩下的内容转换为渲染引擎可以轻松高效地使用的数据格式。保存的模型文件可能包含大量与应用程序无关的额外数据，从而导致更大的存储需求，以及更多的加载时间和运行时使用时间。

例如，如果我们查看存储在Blender文件（.blend）中的数据，除了包含几何数据之外，还有一些特定于Blender编辑器和渲染器的信息。信息，例如编辑器的布局，撤消堆栈，修饰符，详细程度等。还存在其他一些非常大的数据，例如高多边形模型，这些模型被雕刻并用于烘焙法线贴图等其他资源。因此，即使对于非常简单的模型，编辑器保存的文件也可能包含很多不必要的数据，这些数据仅占用部署捆绑包中的空间，并且在某些情况下，该文件中的数据并不是我们使用方式的最有效格式。

因此，除了Assimp场景解析器插件外，我们还有一个用于加载GL传输格式（glTF）资产的插件，glTF旨在为应用程序有效地传输和加载3D场景和模型。捆绑为glTF的资产具有捆绑的几何数据，纹理和着色器，这样Qt 3D可以轻松地将这些资产上传到GPU，并在Qt 3D场景中使用它们。因此，我们选择glTF作为用于资产调节工具的格式。

1、qgltf介绍：

Qt工具qgltf是与Qt 3D模块捆绑在一起的应用程序。它是与qmake或moc相同的宿主工具，它是在宿主计算机上构建和运行的。 qgltf的目的是获取使用数字内容创建工具创建的任意3D资源，并将其转换为glTF，glTF将由上述glTF场景解析器插件加载到Qt 3D场景中。通过使用qgltf工具中捆绑的Open Asset Importer库，我们能够将Assimp场景解析器可以加载到glTF中的相同文件转换为有效加载。这也意味着可以减少目标系统上Qt库的依赖项数量。这对于嵌入式系统尤其重要：当在构建期间将资产烘焙为通用，高效的格式。