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  • Qt 学习之路 2(76):QML 和 QtQuick 2

    千次阅读 2017-10-07 10:00:37
    虽然 QML 是解释型语言,性能要比 C++ 低一些,但是新版 QML 使用 V8,Qt 5.2 又引入了专为 QML 优化的 V4 引擎,使得其性能不再有明显降低。在 Nokia 发布 Qt 4.7 的时候,QML 被用于开发手机应用程序,全面支持...

    前面我们已经了解了 Qt 的一部分内容。这部分内容全部集中在 C++ 方面。也就是说,至今为止我们的程序都是使用 C++ 语言完成的。这在 Qt 5 之前的版本中是唯一的途径。不过,自从 Qt 5 开始,情况有了变化。事实上,从 Qt 4.7 开始,Qt 引入了一种声明式脚本语言,称为 QML(Qt Meta Language 或者 Qt Modeling Language),作为 C++ 语言的一种替代。而 Qt Quick 就是使用 QML 构建的一套类库。

    QML 是一种基于 JavaScript 的声明式语言。在 Qt 5 中,QML 有了长足进步,并且同 C++ 并列成为 Qt 的首选编程语言。也就是说,使用 Qt 5,我们不仅可以使用 C++ 开发 Qt 程序,而且可以使用 QML。虽然 QML 是解释型语言,性能要比 C++ 低一些,但是新版 QML 使用 V8,Qt 5.2 又引入了专为 QML 优化的 V4 引擎,使得其性能不再有明显降低。在 Nokia 发布 Qt 4.7 的时候,QML 被用于开发手机应用程序,全面支持触摸操作、流畅的动画效果等。但是在 Qt 5 中,QML 已经不仅限于开发手机应用,也可以用户开发传统的桌面程序。

    QML 文档描述了一个对象树。QML 元素包含了其构造块、图形元素(矩形、图片等)和行为(例如动画、切换等)。这些 QML 元素按照一定的嵌套关系构成复杂的组件,供用户交互。

    本章我们先来编写一个简单的 QML 程序,了解 QML 的基本概念。需要注意的是,这里的 Qt Quick 使用的是 Qt Quick 2 版本,与 Qt 4.x 提供的 Qt Quick 1 不兼容。

    首先,使用 Qt Creator 创建一个 Qt Quick Application。在之后的 Qt Quick Component 选项中,我们选择 Qt Quick 2.0:

    Qt Quick Component

    完成创建之后,我们可以看到一个 QML 项目所需要的基本文件。这里的项目名字为 qqdemo,而且有一个自己添加的资源文件,所以这个示意图可能与你的不同。

    QML Project Files

    qtquick2applicationviewer 里面的内容是 Qt Creator 帮助我们生成的,这里面的文件一般不会修改。我们可以认为这个文件夹下的文件就是运行 QML 的一个加载器。Application Viewer 用于加载 QML 文件并将其解释显示,类似于浏览器解释运行网页。

    我们真正关心的是 main.qml 里面的内容:

    这段代码看起来很简单,事实也的确如此。一个 QML 文档分为 import 和 declaration 两部分。前者用于引入文档中所需要的组件(有可能是类库,也可以是一个 JavaScript 文件或者另外的 QML 文件);后者用于声明本文档中的 QML 元素。

    第一行,我们使用import语句引入 QtQuick 2.0。由于这只是一个示例程序,所以我们没有引入更多的内容。

    每一个 QML 有且只有一个根元素,类似于 XML 文档。这个根元素就是这个 QML 文档中定义的 QML 元素,在这个例子中就是一个Rectangle对象。注意一下这个 QML 文档的具体语法,非常类似于 JSON 的定义,使用键值对的形式区分元素属性。所以我们能够很清楚看到,我们定义了一个矩形,宽度为 360 像素,高度为 360 像素。记得我们说过,QML 文档定义了一个对象树,所以 QML 文档中元素是可以嵌套的。在这个矩形中,我们又增加了一个Text元素,顾名思义,就是一个文本。Text显示的是 Hello World 字符串,而这个字符串是由qsTr()函数返回的。qsTr()函数就是QObject::tr()函数的 QML 版本,用于返回可翻译的字符串。Text的位置则是由锚点(anchor)定义。示例中的Text位置定义为 parent 中心,其中parent属性就是这个元素所在的外部的元素。同理,我们可以看到MouseArea是充满父元素的。MouseArea还有一个onClicked属性。这是一个回调,也就是鼠标点击事件。MouseArea可以看作是可以相应鼠标事件的区域。当点击事件发出时,就会执行onClicked中的代码。这段代码其实是让整个程序退出。注意我们的MouseArea充满整个矩形,所以整个区域都可以接受鼠标事件。

    当我们运行这个项目时,我们就可以看到一个宽和高都是 360 像素的矩形,中央有一行文本,鼠标点击矩形任意区域就会使其退出:

    Qt Quick Demo

     

    接下来我们可以改变 main.qml 文件中的“Hello World”字符串,不重新编译直接运行,就会看到运行结果也会相应的变化。这说明 QML 文档是运行时解释的,不需要经过编译。所以,利用 QML 的解释执行的特性,QML 尤其适合于快速开发和原型建模。另外,由于 QML 比 C++ 简单很多,所以 QML 也适用于提供插件等机制。

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  • } pic.tmpbuffer[i] = (unsigned char*)mmap(NULL, v4l2_buf.length, PROT_READ, MAP_SHARED, cam_fd, v4l2_buf.m.offset); if(pic.tmpbuffer[i] == MAP_FAILED) { perror("Unable to map buffer."); return -1; } ...

    避免以后要用到,备用

    #include <stdio.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/mman.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <linux/videodev2.h>
    #include<sys/ioctl.h>
    #include <setjmp.h>
    #include <unistd.h>
    
    #define CAM_DEV "/dev/video14"
    #define   WIDTH   1920                       // 图片的宽度
    #define   HEIGHT  1080                       // 图片的高度
    #define  NB_BUFFER  4   //memory block number
    struct pic_data 
    {
        unsigned char *tmpbuffer[NB_BUFFER];
        unsigned int tmpbytesused[NB_BUFFER];
    }pic;
    
    int cam_fd;
    
    /*
    Description.:Initalize V4L2 driver.
    */
    int v4l2_init(void)
    {
        int i;
        int ret = 0;
    
        // 1、Open camera device
        if((cam_fd = open(CAM_DEV,O_RDWR)) == -1)
        {
            perror("ERROR opening V4L interface.");
            return -1;
        }
    
        // 2、Judge if the device is a camera device 
        struct v4l2_capability cam_cap;
        if(ioctl(cam_fd,VIDIOC_QUERYCAP,&cam_cap) == -1)
        {
            perror("Error opening device %s: unable to query device.");
            return -1;
        }
        if((cam_cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE) == 0) 
        {
            perror("ERROR video capture not supported.");
            return -1;
        }
    
        // 3、Setting output parameter.
        struct v4l2_format v4l2_fmt;
        v4l2_fmt.type = V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE;
        v4l2_fmt.fmt.pix.width = WIDTH;
        v4l2_fmt.fmt.pix.height = HEIGHT;
        v4l2_fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_MJPEG;
        if (ioctl (cam_fd, VIDIOC_S_FMT, &v4l2_fmt) == -1) 
        {   
            perror("ERROR camera VIDIOC_S_FMT Failed.");
            return -1;
        }
        // 4、Check whether the parameters are set successfully 
        if (ioctl (cam_fd, VIDIOC_G_FMT, &v4l2_fmt) == -1) 
        {
            perror("ERROR camera VIDIOC_G_FMT Failed.");
            return -1;
        }
        if (v4l2_fmt.fmt.pix.pixelformat == V4L2_PIX_FMT_MJPEG)
        {
            printf("Set VIDIOC_S_FMT sucessful\n");
        }
        // 5、Require buffer to store image data
        struct v4l2_requestbuffers v4l2_req;
        v4l2_req.count = NB_BUFFER;
        v4l2_req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
        v4l2_req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
        if (ioctl (cam_fd, VIDIOC_REQBUFS, &v4l2_req) == -1) 
        {
            perror("ERROR camera VIDIOC_REQBUFS Failed.");
            return -1;
        } 
        // 6、Start memory map
        struct v4l2_buffer v4l2_buf;
        v4l2_buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
        v4l2_buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
          for(i = 0; i < NB_BUFFER; i++) 
       {
            v4l2_buf.index = i;
            if(ioctl(cam_fd, VIDIOC_QUERYBUF, &v4l2_buf) < 0)
            {
                perror("Unable to query buffer.");
                return -1;
            }
    
            pic.tmpbuffer[i] = (unsigned char*)mmap(NULL, v4l2_buf.length, PROT_READ, MAP_SHARED, cam_fd, v4l2_buf.m.offset);
            if(pic.tmpbuffer[i] == MAP_FAILED)
            {
                 perror("Unable to map buffer.");
                 return -1;
            }
            if(ioctl(cam_fd, VIDIOC_QBUF, &v4l2_buf) < 0)
            {
                perror("Unable to queue buffer.");
                return -1;
            }
       }
        //7、Open stream input 
        int type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
        if(ioctl(cam_fd, VIDIOC_STREAMON, &type) < 0)
        {
            perror("Unable to start capture.");
            return -1;
        }
        return 0;
    }
    
    /*
    Description.:Get a jpeg image and save.
    */
    int v4l2Grab(void)
    {
        //8、Get a image 
        struct v4l2_buffer buff;
        buff.type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
        buff.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
        if(ioctl(cam_fd, VIDIOC_DQBUF, &buff) < 0)
        {
            printf("camera VIDIOC_DQBUF Failed.\n");
            usleep(1000*1000);
            return -1;
        }
    
        pic.tmpbytesused[buff.index] = buff.bytesused;
        printf("size : %d\n",pic.tmpbytesused[buff.index]);           
    
        //9、Save image.
        /*
        int jpg_fd = open("1.jpeg",O_RDWR|O_CREAT,00700);
        if(jpg_fd == -1)
        {
            printf("open ipg Failed!\n ");
            return -1;      
        }
        int writesize = write(jpg_fd, pic.tmpbuffer[buff.index], pic.tmpbytesused[buff.index]);
        printf("Write successfully size : %d\n",writesize);
        close(jpg_fd);
        */
        //10、Queue the buffers.
        if(ioctl(cam_fd, VIDIOC_QBUF, &buff) < 0)
        {
            printf("camera VIDIOC_QBUF Failed.");
            usleep(1000*1000);
            return -1;
        }
        return 0;
    }
    
    /*
    Description.:Release resource
    */
    int v4l2_close(void)
    {
        // Remove mmap.
        int i;
        for(i=0; i<NB_BUFFER; i++)
            munmap(pic[0].tmpbuffer[i],pic[0].tmpbytesused[i]);
        close(cam_fd);
        return 0;
    }
    
    /*
    Description.:main
    */
    int main(int argc, char* argv[])
    {
        v4l2_init();
        while(1)
        {        
            v4l2Grab();
        }
        v4l2_close();            
        return 0;
    }
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  • SocketTool V4.exe

    2019-05-02 19:12:18
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    本教程采用图文教程+视频教程的多元化形式,我会为不同的知识点选择适当的表达方式。教程内容将同步免费发布于开发游戏的老王(知乎|CSDN)的专栏《玩转UE4/UE5动画系统》。教程中使用的资源及工程将以开源项目的形式更新到GitHub:玩转UE4上。

    在这里插入图片描述
    工程文件: 玩转UE4(GitHub)
    在这里插入图片描述

    0. 效果演示

    演示视频: Overlay系统(ALS V4实现方案详解)

    工程说明:

    • 动态实现了呼吸效果
    • ALS V4原工程中实现了包含了如下图所示的诸多可以叠加到基本动作上的叠加动画,不过它们的套路都是相同的,所以在拆解版工程中,我只偷懒实现了扛桶的叠加动画。

    1. 概述与原理

    科普:什么是Overlay动画?

    假设,在项目中我们实现了角色的Idle/Walk/Run等基础运动动画,接下来我们想给角色实现射击功能,依照设定角色在Idle/Walk/Run的时候都可以射击并且射击动画的上体动作基本相同,这时我们没有必要为Idle/Walk/Run分别制作一套动画,让它们的上体共用同一个射击动画就可以了,以后我们可能还想制作骑马功能,如果想让角色骑着马射击的话,同样把Overlay动画应用到骑马动画上就可以了,这样即灵活又省力。

    什么是Overlay框架?

    框架的意义在于可复用并且可扩展,ALS V4中Overlay部分的实现就具备了这样的特性,因此称之为Overlay框架。我们可以根据项目需要在Overlay框架中自由拆装Overlay动画。

    Overlay框架概要

    ALS V4的Overlay框架由4如下4个部分构成,下文中我们将逐一解释其意义。
    在这里插入图片描述

    2. 三个输入层

    2.1 Base Poses Layer(基本姿势层)

    Base Poses Layer很简单,它提供了ALS_N_Pose(站立)ALS_CLF_Pose(蹲) 两个姿势,其作用是生成动态叠加(Make Dynamic Additive) 时充当 “被减姿势”Base Pose

    在这里插入图片描述

    2.2 Base Layer(基础动画层)

    Base Layer 就是诸如上文所述的Idle/Walk/Run基础动画层。

    在这里插入图片描述
    本例中,我使用的就是横板卷轴模板中的默认状态机作为Base Layer

    在这里插入图片描述

    2.3 Overlay Layer(叠加动画层)

    Overlay Layer 要叠加的动画层
    在这里插入图片描述
    ALS V4中实现了如下若干种叠加动画,它们都是并列且互斥的关系,其拆装的原理都是相同的。这也体现了Overlay框架的意义。 我们可以根据项目的需要,在这里自由安装或拆卸叠加动画。

    在这里插入图片描述
    因此在本例中,时间的关系我只添加了扛桶一个叠加动画。

    在这里插入图片描述
    Overlay状态切换的标志位是OverlayState,原版ALS V4中在角色蓝图中更新完OverlayState,通过BPI Get Current States 接口传递给动画蓝图,在本拆解版中我偷了点懒。

    OverlayState 是表示叠加动画的枚举类型,在实际项目中可根据需要增减枚举值。

    在这里插入图片描述

    3. 核心:Layer Blending (混合层)

    Layer Blending 层是整个Overlay框架的核心部分,整体分为4个大的步骤。

    在这里插入图片描述

    3.1 Step 1 计算Base Additive

    在这里插入图片描述

    注意: 这里计算了Mesh Space和Local Space两个版本的Base Additive的备份。其中Local Space版本备份主要用于双臂的Overlay动画,身体的其它部分均使用Mesh Space版本。

    在这里插入图片描述

    3.2 Step 2 计算局部姿态副本

    这个步骤将身体拆解为双腿(Legs)、骨盆(Pelvis)、脊椎(Spine)、头部(Head)、左臂(Arm L)以及右臂(Arm R)等局部动画副本,用于在下一步通过Layered blend per bone插入到最终姿态中。计算这些副本的逻辑相同(仅在坐标系上略有不同),下面就医双腿和左臂为例解释一下。

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    3.2.1 Overlay作用模式控制

    在这里插入图片描述带入上一步的公式,整理一下可得:

    • Section 1Alpha值为1时:
      在这里插入图片描述
      这实际上就是将Overlay LayerAdditive的形式叠加到Base Layer 上。

    • Section 1Alpha值为0时:

    在这里插入图片描述
    换句话说,Section 1Alpha的作用就是控制Overlay Layer的作用方式:

    • Alpha = 1:Overlay Layer视为Additive动画
    • Alpha = 0: 直接使用Overlay Layer

    3.2.2 Overlay作用权重控制

    Section 2的作用就通过曲线来控制Overlay Layer的权重

    • 曲线值为1:使用叠加后的Pose
    • 曲线值为0:此Pose屏蔽Overlay Layer,只使用Base Layer

    注意: 上文例子中,Arm L Add 的值取自曲线Layering_Arm_L_Add ,此处的后缀Add即为Additive;而控制权重的曲线是Layering_Arm_L,二者名字相似,请注意区分。

    3.3 Step 3 插入局部姿态

    通过Layered blend per bone将局部姿态插入到最终姿态中,这里需要注意的是插入手臂姿态时,Local Space版本和Mesh Space版本的选择

    在这里插入图片描述

    Arm L(R)LS和Arm L(R)MS的关系如下:

    在这里插入图片描述
    LS值取整后再被1减,获得MS的值,这就意味着只有当LS取1时,MS为0,其余情况MS值均为1。换句话说:LS和MS的取值只有如下两种情况:

    • LS = 0~0.99999 ; MS = 1
    • LS = 1 ; MS = 0

    3.4 Step 4 曲线覆盖

    这个步骤确保曲线的取值都来源于Base LayerOverlay Layer且未经混合(Blend)的原始值。

    在这里插入图片描述
    Layered blend per bone 1 的作用是可以通过蒙太奇动画动态地提供曲线,这个蒙太奇动画本身是不起作用的,只提供曲线。

    在这里插入图片描述Layered blend per bone 2 ** 的作用是将Base LayerOverlay Layer**原始曲线值提供给最终Pose。

    在这里插入图片描述

    4. 补充:呼吸效果的实现

    呼吸在ALS V4中被称为Secondary Motion(次级动作),它的实现比较简单(使用了静态的Additive方式),并不依赖于这个Overlay框架。

    在这里插入图片描述
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