Le PyQt-Lab est un outil puissant et pratique pour les développeurs Python qui souhaitent créer des applications graphiques. Il permet de créer des applications riches en fonctionnalités et faciles à utiliser grâce à l’utilisation de l’API PyQt. Avec le PyQt-Lab, les développeurs peuvent créer des applications graphiques complexes et intuitives en un temps record. Dans cet article, nous allons examiner en détail le PyQt-Lab et voir comment il peut être utilisé pour créer des applications graphiques à l’aide de codes PyQt.
Le PyQt-Lab’ : mes codes PyQt en vrac !
Par X. HINAULT – Juin 2013
Je rassemble dans cette rubrique la plupart des codes Python + Qt que j’ai écrit sous forme « as is », bruts de décoffrage. C’est un peu ma « boite à codes » PyQt où je rassemble tests, idées et tout ce qui me passe par la tête, en vrac. Les codes les plus pertinents sont détaillés et repris dans la rubrique Ateliers Python + Qt et les codes d’interfaces opérationnelles utilisables en pratique sont disponibles dans la rubrique PyQt Apps.
Le bouton 
signale les codes pour lesquels un tuto détaillé est disponible dans la rubrique Ateliers Python + Qt.
1. PyQt : Les Bases
2. PyQt + PySerial : la communication série (avec Arduino)
PyQt + PySerial : 1. la communication série Arduino vers interface PyQt (réception)
PyQt + PySerial : 2. la communication série interface PyQt vers Arduino (envoi)
PyQt + PySerial : 3. la communication série avancée entre interface PyQt et Arduino
3. PyQt + PySerial : 1. la communication série Arduino vers interface PyQt (réception)
4. PyQt + PySerial : 2. la communication série interface PyQt vers Arduino (envoi)
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Envoi par clic pushButton On/Off
Envoi par clic pushButton
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Envoi par widget graphique analogique
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Avec affichage webcam (voir OpenCV)
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5. PyQt + PySerial : 3. la communication série avancée entre interface PyQt et Arduino
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Echanges bi-directionnels Arduino <=> PyQt
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Arduino vers PyQt vers Gnu/Linux : Réception Série et contrôle du Système
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Arduino vers PyQt+Pyqtgraph : Réception Série avec affichage graphique avancé sous forme de courbes
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Arduino vers PyQt+PyQwt (2) : Réception Série avec affichage graphique sous forme de courbes
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6. PyQt et le pcDuino
6.1 Utilisation des E/S seules à partir d’une interface graphique
Dans cette rubrique, apprenez à créer des interfaces graphiques pour contrôler et interagir avec les broches E/S : une fois l’interface graphique lancée, vous pourrez simplement l’afficher sur un écran HDMI de votre choix, mais surtout, vous pourrez contrôler le pcduino à partir d’un poste fixe ou d’une tablette tactile par accès distant via le réseau ethernet filaire ou wifi !
S’installer
- Python+Qt : Premiers pas : Comment développez ses propres interfaces graphiques sur le pcDuino ? PDF
Sorties numériques
- L’appui sur un bouton graphique ON/OFF allume/éteint une LED
- Contrôler une LED à l’aide d’une interface minuteur « micro-onde like »
- Interface graphique de contrôle de 8 sorties numériques
- Interface de contrôle à 5 boutons graphiques pour contrôle d’un robot mobile à 2 moteurs
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Entrées numériques
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Entrées analogiques
Affichages numériques
- Afficher une mesure analogique dans un widget afficheur LCD
- Afficher une mesure analogique dans un widget afficheur LCD avec champs de conversion en unité
- Thermomètre numérique à LM 35
- Afficher les mesures numériques brutes dans 6 widgets afficheur LCD
- Afficher les mesures numériques dans 6 widgets afficheur LCD avec champs de conversion d’unité
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Affichages analogiques
- Afficher une mesure analogique dans un widget à aiguille
- Afficher une mesure analogique dans un widget à aiguille avec champs de conversion en unités
- Afficher 6 mesures analogiques dans 6 widgets à aiguille
- Afficher 6 mesures analogiques dans 6 widgets à aiguille avec champs de conversion en unités
- Afficher une mesure analogique dans un widget « bargraph »
- Afficher une mesure analogique dans un widget « bargraph » avec champs de conversion en unités
- Afficher 6 mesures analogiques dans 6 widgets « bargraph »
- Afficher 6 mesures analogiques dans 6 widgets « bargraph » avec champs de conversion en unités
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Affichages sous forme de courbe
Monovoie :
- Oscilloscope basse fréquence monovoie
- Oscilloscope basse fréquence monovoie avec widgets de réglage, bouton de stop, widget LCD valeur, croix de lignes de sélection TOP !
- Interface de datalogging « lent » sur 24H avec widget de réglages, croix de sélection
Multivoies :
- Oscilloscope basse fréquence 6 voies sur 1 graphique
- Oscilloscope basse fréquence 6 voies sur 1 graphique avec widget de sélection des courbes à afficher
- Oscilloscope basse fréquence 6 voies sur 6 graphiques
A savoir : toutes les interfaces graphiques affichant les courbes proposées ici, basées sur la librairie pyqtgraph, permettent le zoom sur le graphique, l’export par simple clic droit, au format vectoriel *.svg, image *.png, data texte *.csv et même le copier/coller dans le presse-papier ! Une réutilisation maximale des graphiques obtenus est ainsi possible.
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Sorties analogiques
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6.2 Utilisation des E/S + fonctions système à partir d’une interface graphique
S’installer
- Python+Qt : Premiers pas : Comment développez ses propres interfaces graphiques sur le pcDuino ? PDF
Sorties numériques
- Interface de contrôle à 5 boutons pour contrôle d’un robot mobile avec retour vidéo
Entrées numériques
- …
Entrées analogiques
- Serveur graphique de données analogiques
Sorties analogiques
- …
Périphériques d’entrée
- Utiliser un keypad en tant que télécommande
- Allumer des LEDs à l’aide d’un Joystick
- Application « pompe à essence »
Systeme
Fichiers
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Reseau
- Contrôler les broches E/S à partir d’une interface web javascript + Ajax
- Serveur graphique de données analogiques
Audio/Voix
- ..
Image
- Capturer une image webcam et la visualiser par appui sur un bouton poussoir
- Application photomaton
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7. PyQt et le RaspberryPi
7.1 Utilisation des E/S seules à partir d’une interface graphique
S’installer
- S’installer pour programmer le raspberryPi en Python et intro au langage Python PDF
Sorties numériques
- L’appui sur un bouton graphique ON/OFF allume/éteint une LED
- Contrôler une LED à l’aide d’une interface minuteur « micro-onde like »?
- Interface de contrôle des sorties numériques
- Interface de contrôle à 5 boutons pour contrôle d’un robot mobile
Entrées numériques
- L’appui sur un bouton fait défiler un compteur (pompe a essence)
Entrées analogiques
- Afficher la mesure numérique dans un widget afficheur LCD
- Afficher les mesures numériques dans 6 widgets afficheur LCD
- Oscilloscope basse fréquence monovoie
Sorties analogiques
- Faire varier la luminosité d’une LED à l’aide d’un slider
Réseau
- Contrôler les broches E/S à partir d’une interface web javascript + Ajax
7.2 Utilisation des E/S + fonctions système à partir d’une interface graphique
S’installer
- S’installer pour programmer des interfaces graphiques avec PyQt pour le RaspberryPi PDF
Sorties numériques
- Contrôler les broches E/S à partir d’une interface web javascript + Ajax
- Interface de contrôle à 5 boutons pour contrôle d’un robot mobile par le port série avec retour vidéo
Entrées numériques
- Enregistrer un message dans un fichier lors appui sur un bouton poussoir
- Capturer une image webcam sur appui bouton poussoir
- Déclencher l’exécution d’une commande système à partir d’un bouton poussoir
Entrées analogiques
Sorties analogiques
- Enregistrer la mesure d’une broche analogique à intervalle régulier dans un fichier
- Serveur graphique de données analogiques
Clavier
- Utiliser un Keypad en tant que clavier numérique
- Utiliser un keypad en tant que télécommande
- Allumer des LEDs à l’aide d’un Joystick
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8. PyQt Lab’ : Images et Dessin avec PyQt
Pour comprendre
- Les images dans PyQt
Dessin fixe
Intro
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Dessiner des formes géométriques simples sur une image dans un Label (QPixmap et QImage)
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- Accéder aux pixels d’une zone de dessin (QPixmap et QImage) :
- Appliquer une opération mathématique f(x,y) à tous les pixels (QPixmap et QImage) :
Dessin, Images et I/O
Zone de dessin et Interactivité avec la souris
- Détecter la position du curseur de souris sur un QLabel d’affichage d’une image
- Détecter la position du curseur de souris sur un QLabel d’affichage d’une image en utilisant un eventFilter (le plus réactif ?)
- Détecter la position du curseur de souris sur un QLabel d’affichage d’une image en connectant un événement à un signal *
- Modifier la couleur de fond d’une image lors d’un clic souris
- Détecter la position de souris sur l’image et afficher le point courant (croix de lignes)
- Un rectangle suit le pointeur de la souris
- Dessiner le pixel sous le curseur souris tant que bouton souris appuyé
- Dessiner le pixel sous le curseur souris tant que bouton souris appuyé et enregistrer le fichier obtenu
- Modifier l’image selon la position de la souris :
Animation dessin
- Rafraîchir à intervalle régulier une image aléatoire créée à partir d’un tableau numpy (=parasites tv)
- Déplacer une forme géométrique dans une zone de dessin (bounce) ( à la façon « Processing-like » – vitesse x 2.5 env. !) *
- Faire défiler une ligne de pixel = « linéariser » une image
et aussi : pygame ? en fait interface spécifique… donc on perd les atouts de PyQt…
Images existantes
- Ouvrir/Enregistrer une image (QPixmap et QImage) depuis/dans un fichier
- Connaître les caractéristiques RGB du pixel sous le pointeur de la souris
- Dessiner sur une image à la souris et enregistrer l’image modifiée
- Insérer une image dans une image..
- Capturer dans une image un QWidget existant ou une fenêtre..
- Ligne horizontale mobile à l’aide d’un slider vertical, sur une image ouverte à partir d’un fichier. *
- pyqtgraph : Afficher la courbe d’intensité des pixels sous une ligne horizontale mobile à l’aide d’un slider vertical sur une image ouverte à partir d’un fichier. *
- Modifier les caractéristiques d’une image : voir section OpenCV
Console
- Interagir avec une image/dessin à partir d’une console intégrée dans la GUI *
Image et interactivité avancée
- Contrôler la couleur d’une image à la voix
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9. Affichage graphique et mathématique avec PyQt
Plusieurs librairies pour affichage graphique type scientifique ou mathématique sont disponibles et utilisables avec PyQt :
- PyQwt : une librairie graphique dérivée de la version originale en C, Qwt. Cette librairie est actuellement obsolète et non maintenue, mais elle reste potentiellement utile en raison des widgets analogiques qu’elle propose et son utilisation facile avec QtDesigner.
- Matplotlib : cette librairie est « The Must » de l’affichage graphique scientifique en Python, supportant notamment plusieurs environnement graphique dont PyQt. Une librairie incontournable qu’il faut connaître en raison de ses nombreuses possibilités avancées 2D et 3D. Cette librairie s’utilise également très facilement avec ipython. Par contre, cette librairie s’avère un peu lente pour des affichages temps réel. Intégration dans PyQt simple. Matplotlib est à privilégier dès lors que l’on souhaite réaliser des graphiques élaborés ( champs vectoriels, coordonnées polaires, etc… )
- Pyqtgraph : Comme son nom l’indique, cette librairie est construite sur PyQt et son utilisation avec PyQt est donc naturelle. Cette librairie est plus simple dans ses possibilités que Matplotlib (ne supporte pas champs vectoriel, coordonnées polaires, etc..) mais propose aussi des choses qui n’existent pas avec matplotlib (notamment l’interactivité avec le graphique). Le point fort de Pyqtgraph : sa grande rapidité qui en fait la solution privilégiée pour des affichages temps-réel.
PyQt + Pyqtgraph : Afficher des courbes temps-réel et réaliser du calcul scientifique
PyQt + Qwt : afficher des graphiques analogiques et des courbes?
PyQt + Matplotlib : Afficher des courbes mathématiques et réaliser du calcul scientifique?
10. PyQt + PyqtGraph : afficher des graphiques et des courbes
10.1 Tracé de courbes simples
Les bases
- Afficher et paramétrer un graphique pyqtgraph vide dans une interface Qt
- Afficher une courbe simple dans un graphique pyqtgraph
- Afficher et paramétrer un graphique pyqtgraph vide dans une interface Qt avec widgets de paramétrage des axes
- Paramétrer l’affichage des points d’une courbe dans un graphique pyqtgraph
- Interagir avec une courbe d’un graphique pyqtgraph à l’aide de sliders (tuto)
Affichages de courbes y=f(x)
- Afficher une courbe de 1000 valeurs aléatoires simulant une série de données (tuto)
- Afficher/masquer plusieurs courbes simples dans un graphique pyqtgraph, sélectionnables par case à cocher
- Afficher une courbe à partir d’une série de valeurs chargées à partir d’un fichier texte ou saisies dans une zone texte, enregistrables dans un fichier texte. (tuto)
- Définir la courbe à tracer à partir d’une formule saisie en zone texte, et enregistrer données dans fichier
Exemples de courbes mathématiques
- Autour de la loi du corps Noir
- Afficher la courbe du corps noir et la paramétrer à l’aide d’un slider
- Afficher simultanément la loi du corps Noir et la loi de Wien reliant le maxima d’émission à la température
- Pyduino : thermostat de Planck : afficher la loi du corps noir en fonction de l’état d’un potentiomètre
Affichage de courbes paramétriques y=f(t) et x=f(t)
- Affichage d’une courbe paramétrique d’exemple
- Exemple de courbe réelle : Courbe de l’analemna
10.2 Paramétrage de l’interactivité du graphique
Le clic droit sur le graphique pyqtgraph permet l’export immédiat aux formats *.svg, *.png et même Matplotlib du graphique courant !! Il est donc incroyablement simple de réutiliser un graphique pyqtgraph obtenu par calcul !
Doc
- L’interactivité par défaut
- Description du menu contextuel par défaut et des options disponibles
Codes
- Exemple d’interactivité prédéfinie : voir Afficher une courbe simple dans un graphique pyqtgraph
- Afficher et paramétrer un graphique pyqtgraph vide dans une interface Qt avec widgets de paramétrage des axes
- Afficher le point courant d’une courbe y=f(x) sous le curseur de la souris
- Afficher une croix de lignes sous la souris ainsi que le point courant d’une courbe
- Récupérer la valeur et dessiner le point courant lors d’un clic souris
10.3 Tracé de courbes « temps réel »
Simple
- Affichage progressif d’une courbe
- Affichage progressif d’une courbe avec widget de paramétrage des axes et de réinitialisation
- Affichage progressif d’une courbe avec bouton de stop et bouton de réglage de la vitesse, widget LCD valeur courante
- Affichage progressif d’une courbe bouton de stop, réglage vitesse, widget LCD valeur, valeur courante sous curseur et croix de lignes
- Affichage progressif de 6 courbes dans un même graphique avec widget d’affichage/masquage
- Affichage progressif de 6 courbes dans 6 graphiques différents
Pyduino
- Oscilloscope basse fréquence monovoie
- Oscilloscope basse fréquence monovoie avec widgets de réglage, bouton de stop, widget LCD valeur, croix de lignes de sélection TOP !
- Oscilloscope basse fréquence 6 voies sur 1 graphique
- Oscilloscope basse fréquence 6 voies sur 6 graphiques
Port Série (Arduino)
Avec Pyqtgraph (recommandé)
- Afficher une courbe à partir de valeurs reçues sur le port série (oscillo simple) *
- Afficher une courbe à partir de valeurs reçues sur le port série, avec widgets de paramétrage des axes
- Idem avec affichage de la valeur courante et conversion en unité voulue
- Idem avec option de tracé d’une croix de lignes et du point courant
- Idem multicourbe sur le même graphe
- Idem multicourbe sur n courbes
Avec PyQwt (obsolète)
- Afficher une courbe à partir de valeurs reçues sur le port série (oscillo simple) *
- Afficher une courbe à partir de valeurs reçues sur le port série, avec widgets de paramétrage des axes *
- Idem avec affichage de la valeur courante et conversion en unité voulue
- Idem avec option de tracé d’une croix de lignes et du point courant
- Idem multicourbe sur le même graphe
- Idem multicourbe sur n courbes
10.4 Console intégrée
- Interface PyQt intégrant graphique pyqtgraph et console dans une même GUI pour interactivité « en direct » avec le graphique*
10.5 Tracé de courbes avec timeline
- Créer un graphique avec une timeline interactive
- Créer un graphique avec une timeline interactive à partir d’un fichier de données
- Affichage progressif d’une courbe dans une timeline et affichage de la zone sélectionnée
10.6 Images simples avec pyqtgraph
- Affichage d’une image simple
- Création d’une image telle que i=f(x,y)
10.7 Images avec widgets pyqtgraph
10.8 Images et ROI
10.9 Tracé d’images « temps-réel » ou animées
- Affichage animé d’une image telle que i=f(x,y)
11. PyQt + OpenCV : traiter des images fixes
11.1 Pour débuter
- Afficher une image chargée depuis un fichier avec OpenCV dans une interface PyQt
- Sélectionner un fichier image et afficher l’image avec OpenCV dans une interface PyQt
11.2 Traitement d’image de base
- Déclarer / Initialiser des « buffers » image OpenCV pour réaliser facilement les opérations sur des images à partir d’un fichier sélectionné
- Convertir une image RGB en niveaux de gris à partir d’un fichier sélectionné
- Appliquer un effet miroir à une image RGB
- Inverser une image RGB
- Appliquer un flou à une image RGB (filtre Gaussien) *
- Appliquer un seuillage (réglé par Slider) et binariser une image RGB*
- Visualiser les différents types de seuillage dans différentes fenêtres à partir d’un fichier sélectionné
11.3 Traitement d’image avancé
Couleurs RGB
- Afficher les canaux RGB d’une image dans des fenêtres séparées
- Modifier les canaux d’une image RGB à l’aide de sliders
- Filtre « mixeur de canaux » couleur
- Filtre « mixeur de canaux » en niveaux de gris
Histogrammes
- Egaliser histogramme
- Afficher histogramme d’une image
Espace de couleurs
- Conversion RGB to HSV
11.4 Opérations sur pixels
- Analyser l’intensité de tous les pixels d’une ligne sous forme graphique
11.5 Extractions de contours
- Appliquer un filtre de Sobel à une image RGB
- Appliquer un filtre de Sharr à une image RGB
- Appliquer un filtre de Canny à une image RGB
11.6 Traitement entre 2 images
11.7 Soustraction du fond
11.8 Détection de visage
- Détecter des visages dans une image RGB*
- Obtenir de l’information sur les visages détectés (nombre, position centre, rectangle encadrant…)
- Détection des yeux dans une image RGB*
11.9 Détection des contours de formes 2D quelconques (détection de Blobs)
- Détecter et dessiner les contours de formes 2D quelconques à partir d’une image binarisée
- Obtenir de l’information sur les contours détectés (position centre, aire, rectangle et cercle encadrants)
11.10 Sélection de formes 2D de formes 2D quelconques (filtrage des Blobs retenus)
11.11 Analyse de contours de formes 2D quelconques
- analyse de convexité de contours de formes 2D quelconques
11.12 Détection de formes 2D géométriques
11.13 Fonctions de dessin 2D
12. PyQt Lab’ : PyQt + OpenCV + webcam : Capturer et traiter en « temps réel » des images issues d’un flux vidéo
12.1 Pour débuter
- Afficher le flux vidéo issu d’une webcam dans une interface Qt (capture simple) – version cv Tuto : – 15 p. – 0.25€
- à noter : pas de différence significative avec cv2
12.2 Dessin sur l’image vidéo
- Afficher flux vidéo webcam et dessiner rectangle sous le curseur de la souris
- Afficher flux vidéo webcam et surajouter tracé façon « cockpit avion »
- Afficher flux vidéo webcam et dessiner rectangle sous le curseur de la souris et afficher ROI dans un second QLabel
12.3 Enregistrer image
- Capturer une image webcam et l’enregistrer dans un fichier par clic sur un pushButton (façon « appareil photo »). +/- son
- Capturer une image webcam à intervalle régulier (datalogging « photo »)
12.4 Améliorer la vitesse de capture d’image
Capture avec OpenCV
- Afficher le flux vidéo issu d’une webcam dans une interface Qt (capture simple avec évaluation des délais) – version cv (Temps capture : 30 ms !! (=lent ++) 30 Fps max )
- à noter : pas de différence significative avec cv2
Capture avec GSVideo
- Capture simple avec GSVideo (Temps capture : 30ms Fps : 30fps donc idem OpenCV…)
- Capture simple avec GSVideo et utilisation signal ‘pull-buffer’ (Temps capture :1 à 4ms Fps (bien ++): 100 obtenu avec eyePS3 en 320×240! )
- Capture simple avec GSVideo et connexion signal ‘new-buffer’? (Temps capture : Fps : )
- Programme type : Capture simple avec GSVideo avec ma librairie PyQtCV
12.5 Traitement d’image de base du flux vidéo direct
- Afficher le flux vidéo issu d’une webcam dans une interface Qt (version avec buffers pour traitement d’image ) Tuto : – 22 p. – 0.25€
- Afficher le flux vidéo brut issu d’une webcam et le flux traité (exemple en niveau de gris) dans une même interface Qt (buffers + 2 zones d’affichages) Tuto : – 24 p. – 0.25€
- Convertir une image RGB webcam en niveaux de gris *
- Appliquer un effet miroir à une image RGB webcam *
- Inverser une image RGB webcam *
- Appliquer un flou à une image RGB webcam (filtre Gaussien) *
- Appliquer un seuillage (réglé par Slider) et binariser une image RGB webcam *
12.6 Traitement d’image avancé du flux vidéo direct
- Afficher les canaux RGB d’une image webcam dans des fenêtres séparées *
- Modifier les canaux d’une image RGB webcam à l’aide de sliders
- Filtre « mixeur de canaux » couleur d’une image webcam *
- Filtre « mixeur de canaux » en niveaux de gris d’une image webcam *
- Filtre « mixeur de canaux » couleur d’une image webcam avec Sliders
- Filtre « mixeur de canaux » en niveaux de gris d’une image webcam avec Sliders
- Isolement objet coloré par filtrage « mixeur de canaux » en niveau de gris + seuillage binaire
- Egaliser histogramme d’une image webcam
- Afficher histogramme d’une image webcam
- Conversion RGB to HSV d’une image webcam
- Afficher Histogramme d’une image RGB dans QwtPlot
12.7 Capture d’image sur clic bouton
- Capturer une image sur clic pusbutton
- Capturer image traitée sur clic pushButton
- Enregistrer image dans un fichier
12.8 Opérations sur pixels
- Analyser l’intensité de tous les pixels d’une ligne sous forme graphique d’une image webcam *
12.9 Extractions de contours
- Appliquer un filtre de Sobel à une image RGB webcam
- Appliquer un filtre de Sharr à une image RGB webcam
- Appliquer un filtre de Canny à une image RGB webcam
12.10 Traitement entre 2 images
12.11 Soustraction du fond
12.12 Détection de visage
- Détecter des visages dans une image RGB webcam
- Obtenir de l’information sur les visages détectés (nombre, position centre, rectangle encadrant…) à partir d’une image webcam
12.13 Détection des contours de formes 2D quelconques (détection de Blobs)
- Détecter et dessiner les contours de formes 2D quelconques à partir d’une image webcam binarisée
- Obtenir de l’information sur les contours détectés (position centre, aire, rectangle et cercle encadrants) à partir d’une image webcam
12.14 Sélection de formes 2D de formes 2D quelconques (filtrage des Blobs retenus)
12.15 Analyse de contours de formes 2D quelconques
- analyse de convexité de contours de formes 2D quelconques à partir d’une image webcam
12.16 Détection de formes 2D géométriques
12.17 Fonctions de dessin 2D
12.18 …
12.19 Calibrage de webcam
12.20 OCR (avec OpenCV ou non…)
PYQTLABOpenCVWebcamModele
PYQTLABPyqtcvWebcamModele
13. PyQt + OpenGL(3D) : l’accélération graphique et l’affichage 3D avec PyQt
13.1 Pour commencer
- Afficher le repère 3D de la fenêtre dans une interface Qt
- Interface Qt de visualisation du repère 3D (rotation/translation dans les 3 axes)
