【QT】-怎么实现瀑布图

为什么 QCustomPlot 是最科学的选择？

一、QCustomPlot 实现瀑布图步骤（附代码）
步骤 1：下载并集成 QCustomPlot
官网下载：https://www.qcustomplot.com/
将 qcustomplot.h 和 qcustomplot.cpp 加入你的项目
在 .pro 文件中添加：

QT += widgets printsupport
HEADERS += qcustomplot.h
SOURCES += qcustomplot.cpp

步骤 2：创建瀑布图核心代码

#include "qcustomplot.h"

// 假设你有一个二维数据：data[time][frequency] = amplitude
QVector<QVector<double>> waterfallData; // 你的瀑布图数据

void setupWaterfallPlot(QCustomPlot *customPlot)
{
    // 1. 创建 ColorMap（瀑布图本质是颜色映射图）
    QCPColorMap *colorMap = new QCPColorMap(customPlot->xAxis, customPlot->yAxis);
    customPlot->addPlottable(colorMap);

    // 2. 填充数据
    int timePoints = waterfallData.size();      // 时间点数量
    int freqPoints = waterfallData[0].size();   // 频率点数量

    colorMap->data()->setSize(timePoints, freqPoints);
    colorMap->data()->setRange(QCPRange(0, timePoints-1), QCPRange(0, freqPoints-1));

    for (int t = 0; t < timePoints; ++t) {
        for (int f = 0; f < freqPoints; ++f) {
            colorMap->data()->setCell(t, f, waterfallData[t][f]);
        }
    }

    // 3. 设置颜色渐变（如：蓝-绿-红）
    QCPColorGradient gradient;
    gradient.setColorStopAt(0, QColor(0, 0, 255));     // 蓝色（低能量）
    gradient.setColorStopAt(0.5, QColor(0, 255, 0));   // 绿色（中能量）
    gradient.setColorStopAt(1, QColor(255, 0, 0));     // 红色（高能量）
    colorMap->setGradient(gradient);

    // 4. 设置坐标轴标签
    customPlot->xAxis->setLabel("Time (s)");
    customPlot->yAxis->setLabel("Frequency (Hz)");

    // 5. 刷新显示
    customPlot->rescaleAxes();
    customPlot->replot();
}

步骤 3：实时更新瀑布图（如频谱分析）

// 每次获取新数据时调用
void updateWaterfall(QCustomPlot *customPlot, const QVector<double> &newSpectrum)
{
    QCPColorMap *colorMap = qobject_cast<QCPColorMap*>(customPlot->plottable(0));
    if (!colorMap) return;

    int timePoints = colorMap->data()->keySize();
    int freqPoints = colorMap->data()->valueSize();

    // 数据滚动：旧数据前移，新数据插入最后一行
    for (int t = 0; t < timePoints - 1; ++t) {
        for (int f = 0; f < freqPoints; ++f) {
            double val = colorMap->data()->cell(t+1, f);
            colorMap->data()->setCell(t, f, val);
        }
    }

    // 插入新频谱数据
    for (int f = 0; f < freqPoints; ++f) {
        colorMap->data()->setCell(timePoints-1, f, newSpectrum[f]);
    }

    customPlot->replot();
}

效果预览
你的瀑布图将显示为：
频率 (Hz)
^
| 红色（高能量）
| 绿色（中能量）
| 蓝色（低能量）
±---------------> 时间 (s)
X轴：时间（或帧号）
Y轴：频率（或通道）
颜色：能量强度（通过 QCPColorGradient 自定义）
🧩 二、为什么不用 Qt Charts？
Qt Charts 的 QLineSeries + QAreaSeries 可以模拟瀑布图，但：

❌ 无原生支持 → 需手动绘制数百条曲线
❌ 性能差 → 大数据量卡顿
❌ 颜色映射难 → 需为每条曲线单独设色
❌ 无滚动优化 → 实时更新效率低
Qt Charts 适合：柱状图、折线图、饼图等基础图表，不适合科学/工程级瀑布图。

三、高级优化技巧（QCustomPlot）

1. 提升性能（大数据量）
   colorMap->setInterpolate(false); // 关闭插值，提升速度
   colorMap->setDataRange(QCPRange(0, 100)); // 固定数据范围，避免重计算
2. 添加颜色标尺（Legend）
   cpp
   QCPColorScale *colorScale = new QCPColorScale(customPlot);
   customPlot->plotLayout()->addElement(0, 1, colorScale); // 右侧添加标尺
   colorMap->setColorScale(colorScale);
   colorScale->axis()->setLabel(“Amplitude (dB)”);
3. 支持鼠标交互（缩放/拖拽）
   cpp
   customPlot->setInteractions(QCP::iRangeDrag | QCP::iRangeZoom);
   四、行业应用案例
   音频分析：实时频谱瀑布图（如 Audacity）
   通信系统：信道频率响应随时间变化
   雷达/声呐：目标回波强度-距离-时间图
   医疗设备：脑电图（EEG）时频分析
   ✅ 五、总结：最科学方案
   Qt 瀑布图 = QCustomPlot + QCPColorMap + 数据滚动更新

优势：
✅ 10行代码快速出图
✅ 支持实时大数据（>10万点）
✅ 原生颜色映射 + 标尺
✅ 开源免费（GPL/商业许可可选）
✅ 活跃社区（GitHub 5k+ stars）
学习资源：
官网：https://www.qcustomplot.com/
GitHub：https://github.com/DerManu/QCustomPlot
示例：下载包中的 colorMapDemo 和 realtimeDataDemo