Qt 是目前最先进、最完整的跨平台C++开发工具。它不仅完全实现了一次编写，所有平台无差别运行，更提供了几乎所有开发过程中需要用到的工具。如今，Qt已被运用于超过70个行业、数千家企业，支持数百万设备及应用。

The Qt Company是Digia Plc旗下的全资子公司。负责所有Qt活动，包括产品开发，商业和开源授权模式以及在开放管理模式下的Qt工程。其许可、支持和服务能力能够和开发者紧密合作以确保他们的Qt项目准时部署，不超预算并拥有竞争优势。

图形是 UI 应用程序的基本元素。事实上，UI 应用程序与其他类型的软件的区别在于存在增强用户交互的可视化界面。视觉效果使软件更加直观和即时，更易于使用和理解。颜色、图标和动画以非侵入性方式提供视觉提示或状态更新。图表、图形或地图有助于显示复杂的信息和数据。高级 3D 图形在 UI 上表示真实世界的对象和逼真的情况 。除了它们的实用性之外，创建具有视觉吸引力的软件还有无可争议的美学价值——良好的用户体验设计和令人愉悦的视觉效果吸引了更多用户并强化了品牌。

在 UI 应用程序中，屏幕上的图像会根据用户交互或实时数据流动态更改。实时动画以一系列微妙的方式向用户提供反馈，有助于使用户体验引人入胜且自然。将鼠标悬停在其上时展开的按钮，按下时弹出的按钮可能几乎不会被注意到，但这是设备对用户操作响应的重要提示。实时图形可实现数据的交互式可视化，无论是以 2D 图表和图形的形式，还是以复杂的 3D 对象的形式。

这些类型的视觉效果与电影和视频游戏中的计算机图形（计算机生成图像 – CGI）有很大不同，用于创建角色、环境和效果，其中交互性水平为零或非常有限，视觉元素一劳永逸地渲染。在嵌入式设备上，UI 应用程序依靠实时呈现来提供动态和交互式用户体验。

UI 应用程序以动态和交互方式表示世界的可能性的核心是能够将 UI 的可视属性链接并同步到真实对象和数据。 这种连接在 UI 应用程序中普遍存在，并定义了它们的最终含义：汽车仪表板上显示的燃油水平代表真实汽车的燃油油位，智能手表上的心率图表显示用户的燃油油位，等等。 高级数据绑定机制是核心 UI 框架的工具，通过简单的拖放和自动同步实现 UI 视觉对象和真实世界数据之间的此类连接。

鉴于 UI 应用旨在建模的交互性和逼真的情境，UI 框架应提供丰富的 2D 和 3D 工具，用于创建各种类型的视觉内容，从基本布局设计到复杂的实时 3D 场景。

虽然 UI 布局通常是通过 2D 图形工具创建的，可以轻松设置地面元素，如框架、按钮、图标、图表或文本，但各个行业都有越来越多的趋势，通过在 UI 中包含 3D 元素来提高照片级真实感。平面 2D 元素通常用于表示控件和其他类型的抽象或符号信息，而 3D 对象表示现实世界的实体甚至复杂情况。

这两种类型的视觉效果起着互补的作用，并在性能和真实感之间提供了适当的平衡。3D 图形增加了额外的表现力维度，而 2D 元素更易于创建和使用，占用空间更小。随着技术的进步，2D和3D图形的相互作用已经达到了质量和流动性的水平，以至于复杂的情况可以在3D空间中表示，并通过简单的2D控制无缝访问。为了使这两种类型的图形很好地协同工作，UI 框架应确保 2D 和 3D 元素之间的完美同步。通过在 2D 和 3D 内容上启用相同的功能和可用性，UI 框架可确保其应用程序中更广泛的功能和流畅性能。

借助 3D 图形，可以快速轻松地一目了然地掌握复杂的逼真情况。 众所周知，汽车显示器中的高级驾驶辅助系统（ADAS）越来越多地包括汽车在实际驾驶环境中的实时渲染。为了给驾驶员提供清晰、无盲点的汽车周围视图，来自实体汽车的 360° 摄像头馈送创建了渲染汽车所在的 3D 场景。实时反射、阴影和其他效果有助于使汽车仪表板上生成的 3D 场景与物理汽车的情况无法区分。

每个行业都在开发利用实时3D图形来创建化身或数字孪生的类似应用程序，通常在虚拟或增强现实空间内。在医疗领域，3D 图形提供器官和组织的交互式可视化，可用于帮助诊断、手术计划和医学研究。在这里，诊断想象基本上依赖于超逼真的3D视觉效果来识别疾病的原因或确认诊断。

更一般地和跨行业，高度详细和清晰的世界 3D 表示可提高安全性、提高效率、降低成本并提高产品或服务的整体质量。

显然，开发这种视觉效果丰富的 UI 应用程序需要强大的 2D 和 3D 图形设计工具，以及能够高保真和实时显示的渲染引擎。这就是为什么在图形功能方面，UI 框架包括许多最先进的图形引擎的典型功能。

高动态范围照明允许创建逼真、逼真的 3D 环境，这些环境非常详细、生动和准确。通过捕获和显示比传统图片更广泛的亮度和颜色范围，HDR 图像为 3D 场景中更准确的照明和阴影计算提供了基础，从而产生更逼真和动态的照明效果。

通过包含基于物理的渲染 （PBR） 管道，UI 框架可确保更准确、更逼真的材质和光线渲染，并简化高质量图形的创建。通过遵循这样的标准，例如在glTF格式中指定，UI设计师很容易获得与通用材料模型的兼容性，如木材，皮革，橡胶，金属等。PBR 允许在不同的照明条件和材质下获得更一致和可预测的结果，从而减少技术美术师为不同表面类型创建自定义着色器的需求。

随着PBR标准在3D设计社区中越来越受欢迎，设计师还可以随时访问在线提供的数千个3D模型，这些模型可以根据UI应用程序的需求使用和定制。

在实际图形硬件渲染每一帧之前应用后期处理效果，以提高其视觉质量或调整场景的整体外观，只需很少的设置时间。由于质量标准主要由CGI产品设定（尽管不是实时的），因此UI框架的图形子系统需要包含高级算法，以消除任何可能降低照片真实感的故障。抗锯齿就是一个很好的例子：它从渲染中删除了使用粗略模型几何图形时可能出现的锯齿状边缘。

控制 UI 的主题和整体外观是确保跨应用程序和平台的 UI 外观一致的基础。主题可以包括颜色、字体和图标的更改，也可以包括通过添加或删除小部件来更好地适应不同外形规格来对 UI 进行整体重组。例如，此类操作对于确保各种产品组合的品牌和基本功能的一致性至关重要。

最先进的UI框架通常支持不同类型的图形API，用于创建高级3D视觉效果，例如OpenGL，OpenGL ES，Vulkan，Direct3D和Metal。此外，它还可以轻松利用游戏引擎生成的内容，方法是将此类内容嵌入 UI 窗口中，或者充当中间件，将游戏引擎的高级视觉和物理功能与标准 UI 服务（如输入管理、网络、媒体，甚至是可能缺乏的经过认证的安全渲染解决方案）集成在一起。

当图形质量、性能、安全性和跨平台功能受到威胁时，将游戏引擎的图形集成到 UI 框架中可能在各个级别都有好处。得益于其优化的资源管理系统，UI 框架可以在资源受限的设备中移植类似游戏的体验，并针对安全关键型应用程序进行认证。

UI 引擎的事件驱动架构不是以最高帧速率持续渲染视觉内容（这是 PC 上独立游戏的标准），而是最大限度地减少了每个进程所需的 CPU、GPU 和内存。换句话说，游戏引擎需要不受约束的资源使用才能实现单个应用程序的高质量渲染和流畅的游戏玩法，而 UI 引擎的按需行为可确保根据实时需求在多个进程中谨慎使用和动态分配资源。在保持加载、绘制和保存在内存中的 UI 元素数量最少的同时，UI 引擎与平台无关的性质还能够跨硬件类型扩展相同的用户体验，并具有已讨论的所有好处。其中，同样重要的是，在低端硬件上也能提供引人注目的视觉效果，作为高质量软件的经济高效的解决方案。

在讨论了 UI 框架基础、性能和图形之后，下一篇博客将说明各种 UI 框架组件如何协同工作，以标准化不同产品线的交付和维护生命周期，同时有效地实现在全球市场交付真正的签名 UI 所需的差异化程度。

欢迎下载|体验更多Qt产品

获取更多信息请咨询慧都在线客服  ；Qt技术交流群：166830288

本站文章除注明转载外，均为本站原创或翻译。欢迎任何形式的转载，但请务必注明出处、不得修改原文相关链接，如果存在内容上的异议请邮件反馈至[email protected]