ما هو إطار عمل Qt، ولماذا نستخدمه، وكيف؟

هل تبحث عن حل لتطوير تطبيقات متعددة المنصات بواجهة مستخدم رسومية يُقلل من وقت التطوير وتكاليفه؟ إذا كانت إجابتك نعم، ففكّر في Qt، وهو إطار عمل متعدد المنصات يتميز بقاعدة معرفية تقنية قوية ومجتمع واسع من المتحمسين. يعمل برنامج Qt على أنظمة Windows وLinux وAndroid وiOS وQNX وغيرها، ما يُتيح لك كتابة برمجية أقل أثناء تطوير حلول متعددة المنصات.

ماذا يعني Qt؟

يفكر العديد من أصحاب الأعمال الآن في استخدام Qt لتطوير واجهات المستخدم الرسومية، ويستخدمونها كإحدى التقنيات الأساسية لبرامجهم. Qt هو إطار عمل ++C يدعم مبدأ WOCA (الكتابة مرة واحدة، التجميع في أي مكان)، مما يعني أنه إطار عمل متعدد المنصات. يُستخدم بشكل رئيسي لتطوير التطبيقات وواجهات المستخدم الرسومية (GUIs) التي تعمل على أنظمة تشغيل مختلفة.

مع Qt، أصبح تطوير البرامج بواجهات مستخدم رسومية أصلية أمرًا سهلاً. يوفر إطار عمل Qt أدوات تعاون مثل Qt Creator وQt Quick وQt Design Studio وغيرها. يمكنك بناء مشاريع مستقبلية بسرعة باستخدام Qt مع تقليل حلقات التغذية الراجعة وزيادة كفاءة التكرارات.

تُقدّم Qt أيضًا لغة تطوير برمجيات مُخصّصة للتطبيقات المُركّزة على واجهة المستخدم، تُسمّى لغة نمذجة Qt (QML). يُمكن استخدامها مع Java وPython وGo وPHP وRuby وغيرها من لغات البرمجة.

مكونات Qt ووظائفها الرئيسية

تعمل مكونات Qt على تبسيط إنشاء تطبيقاتك وتوفير وظائف للوثائق، وعناصر التحكم في واجهة المستخدم، والوصول إلى الشبكة، وإدارة محتوى الويب، وما إلى ذلك.

مكونات Qt هي أنواع QML ذات واجهات مُحددة يُمكن استخدامها مباشرةً ضمن مستند QML واحد. يُمكنك بسهولة إعادة استخدام مُكون داخل ملف QML أو تحديد مُكون يُفترض أن ينتمي منطقيًا إلى مُكونات QML أخرى.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن إنشاء التطبيقات باستخدام إضافات إطار عمل Qt متعددة الاستخدامات مثل:

تُبسّط الإضافات الموصوفة تطوير حلول المنصات المعقدة. كما أنها تجعل من Qt تقنية متقدمة قادرة على تحقيق أيٍّ من أهدافك التجارية والتقنية تقريبًا.

أين يتم استخدام Qt؟

في أغلب الأحيان، يُستخدم إطار عمل Qt لتطوير واجهات المستخدم الرسومية (GUI) والتطبيقات متعددة المنصات التي تعمل على جميع منصات التشغيل الرئيسية، مثل أنظمة تشغيل سطح المكتب، وأنظمة تشغيل الأجهزة المحمولة، والأنظمة المدمجة، وغيرها. لذلك، يُعد اختيار Qt لتطوير واجهات المستخدم الرسومية خيارًا مناسبًا للشركات التي لا ترغب في الاستثمار في الحلول الأصلية. تتميز برامج واجهات المستخدم الرسومية المُصممة باستخدام Qt بواجهة مستخدم أصلية، وغالبًا ما تُبنى مع حزم تقنية أخرى.

بالإضافة إلى استخدام Qt لتطوير واجهة المستخدم الرسومية، يمكنك أيضًا استخدامه للوسائط المتعددة وإدارة قواعد البيانات والشبكات وإدارة محتوى الويب وإنشاء الرسومات ثنائية وثلاثية الأبعاد والمزيد.

إقرأ أيضاً: Proton VPN: حماية خصوصية المستخدم دون التضحية بسرعة الانترنت

دعونا نراجع بعض تطبيقات Qt الأكثر شيوعًا أدناه:

الوسائط المتعددة

يوفر Qt مجموعة غنية من مكونات الوسائط المتعددة، مما يسمح للمطورين بإنشاء تطبيقات غنية بالوسائط المتعددة، بما في ذلك تشغيل الصوت والفيديو، والتسجيل، ودعم البث. يمكنك إدارة محتوى الوسائط المتعددة باستخدام وحدة Qt Multimedia، التي تتيح الوصول إلى واجهات برمجة التطبيقات، وأنواع QML، وفئات ++C.

الوصول إلى قاعدة البيانات

يوفر Qt مجموعة شاملة من الأدوات للوصول إلى قواعد البيانات وإدارتها، بما في ذلك دعم قواعد بيانات SQL وNoSQL. يمكنك استخدام العديد من إضافات برامج التشغيل، مثل SQLite وMySQL وDB2 وBorland InterBase وOracle، المتوفرة لـ Qt SQL للتواصل مع واجهات برمجة تطبيقات قواعد البيانات.

حلول الشبكات

يوفر Qt إطار عمل شبكات قويًا يُمكّن المطورين من إنشاء تطبيقات شبكية، بما في ذلك دعم بروتوكولات TCP/IP وUDP وHTTP وWebSockets. يمكنك بناء هذه التطبيقات بمساعدة واجهات برمجة التطبيقات (APIs) التي توفرها وحدة Qt Network. ستساعدك فئات ++C على تنفيذ عمليات مثل الطلبات وملفات تعريف الارتباط وإرسال البيانات عبر HTTP.

محتوى الويب

يوفر Qt إطار عمل قائمًا على WebKit، يوفر للمطورين واجهات تدعم تقنيات ويب متعددة الاستخدامات، بما في ذلك HTML5 وCSS وJavaScript. لإنشاء تطبيقات ويب، يمكنك دمج أكواد ++C وQML وHTML وJavaScript. كما يُمكن الوصول عن بُعد إلى واجهات برمجة تطبيقات Qt متعددة الاستخدامات باستخدام Qt WebChannel.

الرسومات ثنائية وثلاثية الأبعاد

يوفر Qt أدوات فعّالة لإنشاء رسومات ثنائية وثلاثية الأبعاد مخصصة، بما في ذلك دعم OpenGL وOpenVG وSVG. لتحسين أداء رسوماتك، يمكنك اختيار واجهة برمجة تطبيقات (API) مُخصصة تُناسب احتياجاتك ومتطلباتك. يُعدّ إعداد مسار عرض Qt باستخدام واجهة برمجة تطبيقات مُحددة خيارًا مُجديًا إذا كنت تبحث عن حلول مُخصصة.

مزايا استخدام Qt

هناك عدة أسباب تدفعك لاختيار تطوير Qt لواجهة المستخدم الرسومية. من بينها دعم لغات تطوير متعددة، بما في ذلك ++C ولغة واجهة المستخدم الصريحة. ومع ذلك، قبل اختيار إطار عمل Qt، حلل متطلبات عملك ومتطلباتك التقنية لتحديد ما إذا كان هذا الإطار مناسبًا لك.

فيما يلي، نسرد بعضًا من أبرز مزايا استخدام Qt لأعمالك. اطلع على القائمة وحدد ما إذا كان إطار عمل Qt GUI هو خيارك الأمثل.

1. حل متعدد المنصات

يُمكّنك Qt من إنشاء برامج تعمل على بيئات سطح مكتب/جوال مختلفة، ومتوافقة مع جميع أنظمة تشغيل سطح المكتب والجوال الرائدة، مثل Linux وWindows وiOS وAndroid. مع Qt، لن تضطر إلى إنفاق وقت ومال إضافيين لإنشاء تطبيق أصلي منفصل لكل نظام تشغيل. ونتيجةً لذلك، ستتمكن من اختصار وقت تسليم المشروع والموارد اللازمة، مع الوصول إلى جمهور أوسع.

2. مفتوح المصدر

يستخدم Qt تراخيص تجارية ومفتوحة المصدر ليُمكّنك من اختيار الخيار الأنسب لاحتياجات تطوير البرمجيات لديك. وبصفته إطار عمل مفتوح المصدر، يُمكّن Qt المهندسين من مشاركة حلولهم الأصلية ومساعدة المطورين على توسيع خبراتهم في Qt.

بشكل عام، يتوفر ترخيص مجاني للاستخدام الأساسي لإطار عمل Qt. يمكنك شراء ترخيص تجاري والوصول إلى إصدارات Qt المتقدمة إذا كنت بحاجة إلى بناء وظائف أكثر تعقيدًا.

3. مبني على ++C

++C هي أساس إطار عمل Qt. باستخدام Qt، يمكنك تطوير حلول لأغراض متنوعة، من واجهة المستخدم الرسومية إلى الأنظمة المضمنة المعقدة. كما يوفر Qt واجهات برمجة تطبيقات للغات برمجة أخرى مثل بايثون، وجافا، وروبي، وPHP، وGo، وغيرها.

4. تكنولوجيا تم اختبارها بمرور الوقت

على مدار تاريخها الممتد لما يقارب 30 عامًا، خضعت Qt لصقل آلاف الخبراء. ونتيجةً لذلك، أصبحت مجموعة أدوات Qt الآن مزودة بميزات ووظائف موسعة تناسب جميع الاستخدامات تقريبًا.

5. مجموعة غنية من الأدوات

تُساعد أدوات Qt المتعددة، مثل QML وQtGui وQt Widgets وQtUiTools، الخبراء على إنشاء تصميمات سهلة الاستخدام لواجهات المستخدم وتجربة المستخدم. باستخدام هذه الأدوات، يُمكنك بناء واجهات مستخدم مُتكيّفة تعمل على أنظمة تشغيل مُتعددة الاستخدامات.

عيوب استخدام Qt

بصرف النظر عن المزايا المتعددة لـ Qt، لا يزال هناك بعض الجوانب التي يجب عليك مراعاتها قبل اختيار هذا الإطار لمشروعك.

1. التعقيد

قد يستغرق تعلم لغة Qt (C++) بعض الوقت، لذا يُعد توظيف مطورين متخصصين في هذه التقنية أكثر أمانًا من تدريب مهندسي الشركة. تُعتبر لغة ++C أساس إطار عمل Qt، مما يعني أنها حل معقد يصعب إتقانه. قد يُشكل نقص المطورين ذوي الفهم العميق لتقنية Qt عائقًا أمام أصحاب الأعمال الذين يتطلعون إلى بناء واجهات المستخدم الرسومية الخاصة بهم باستخدام Qt.

2. كتل قاعدة التعليمات البرمجية

إن نقص الخبرة المتعمقة في لغة ++C في السوق يزيد من تعقيد صيانة قواعد الكود. لتجنب أعطال النظام، غالبًا ما يُبقي أصحاب الأعمال قاعدة كود Qt دون تغيير، مما يؤدي إلى تراكم الكود القديم، مما يُسبب مشاكل في صيانة البرامج مستقبلًا.

3. مشاكل الأداء

يُعد استخدام قوالب معقدة للغاية مشكلة شائعة أخرى. يُعد اختيار قوالب تناسب احتياجات نظامك أمرًا بالغ الأهمية لتجنب بطء الأداء. علاوة على ذلك، يتميز Qt بأنه متعدد المنصات، مما يعني أنه أبطأ من المنصات الأصلية.

4. تحديات إدارة الذاكرة

تفترض لغة برمجة ++C التحكم اليدوي في الذاكرة. تؤدي إدارة الذاكرة غير السليمة إلى أعطال في النظام وأخطاء برمجية، مما يؤدي إلى ضعف أداء البرنامج. ومع ذلك، تتوفر العديد من أدوات إدارة الذاكرة لمطوري ++C للتعامل مع استهلاك الذاكرة بكفاءة.

قصص نجاح Qt

طُوِّرت العديد من البرامج العالمية الرائدة، مثل Adobe Photoshop Elements وGoogle Earth وTeamViewer، باستخدام إطار عمل Qt. يُستخدم Qt بشكل رئيسي في الوسائط المتعددة، والاتصالات، ومشاركة الملفات، وأدوات الرسومات ثلاثية الأبعاد، والألعاب، وغيرها. لنلقِ نظرة عن كثب على أمثلة عملية لاستخدام Qt.

MBUX 

MBUX هي تجربة المستخدم الجديدة المُصممة لسيارات مرسيدس بنز باستخدام Qt. استُخدم إطار عمل Qt لإنشاء تجربة واجهة المستخدم وبرامجها، وتحديدًا رسوميات الشاشة، وانتقالات الشاشة، والأدوات، وغيرها. استفادت مرسيدس بنز من فرصة إنشاء نماذج أولية سريعة وتطوير برامج متعددة المنصات باستخدام إطار عمل Qt.

وحدة برمجيات العرض ثلاثي الأبعاد

استخدمت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) تقنية Qt لإنشاء وحدة برمجية للرسم ثلاثي الأبعاد مُدمجة في أداة تخطيط MAPPS التابعة لها. لم يكن أسلوب النمذجة المُعتاد مناسبًا لرسم المذنبات غير المنتظمة. لذلك، اختارت وكالة الفضاء الأوروبية تقنية أكثر تطورًا متوافقة مع تسريع أجهزة وحدة معالجة الرسومات (GPU).

أداة الإضاءة NxG

سعت دريم ووركس إلى تطوير تقنية تتميز بمجموعة واسعة من الميزات وقاعدة برمجية مُختبرة جيدًا. ولذلك، اختارت إطار عمل Qt لأداة NxG Lighting. يُعد Qt إطار عمل شائعًا بين استوديوهات الرسوم المتحركة، وكان خيارًا مثاليًا لتلبية احتياجات العميل. مكّن Qt دريم ووركس من توسيع وظائف تطبيقها باستخدام واجهة برمجة تطبيقات Qt. كما ساعد Qt دريم ووركس على تحديث برمجيتها القديمة باستخدام أدوات Qt مُعقدة.

webOS

طورت مجموعة LG نظام التشغيل webOS، وهو نظام تشغيل متكامل متوافق مع أجهزة OEM متعددة الاستخدامات. مكّن Qt مجموعة LG من إنشاء نظام سريع باستهلاك أقل للذاكرة. يتميز إطار عمل Qt بقابلية تخصيص عالية، وهو مناسب للأنظمة التي تتطلب مساحة ذاكرة محدودة وأداءً سريعًا.

Autodesk Maya

والت ديزني استوديو عالمي معروف بإنتاج رسوم متحركة مبهرة. يستخدمون برنامج أوتوديسك مايا، المبني على Qt، لإنشاء رسوم متحركة واقعية وجميلة، مثل شخصيات أفاتار والمتحولون.

كيف تستخدم Lemberg Solutions تقنية Qt لتطوير البرامج

تتمتع شركة Lemberg Solutions بخبرة واسعة في تطوير حلول للعملاء باستخدام تقنية Qt. وعلى وجه الخصوص، استخدام Qt لبناء جهاز تدريب رياضي ثوري، وتحسين تطبيق قائم على Qt ونظام Linux المدمج لشركة سويدية ناشئة في مجال التقارب الحيوي.

CELLINK 

شركة CELLINK رائدة في ابتكار الطابعات الحيوية، وكانت بحاجة إلى تعزيز فريقها بمهندسي Linux/Qt المدمجين. في هذا المشروع، قاموا سريعًا بضمّ المهندسين ذوي المهارات والخبرات اللازمة، وأصلحوا أخطاء النظام، وحسّنوا الكود. كما تمكنوا من نمذجة الأعضاء ثلاثية الأبعاد بشكل أكثر سهولة من خلال ابتكار ميزات إضافية.

كان الهدف الأساسي للعميل هو توفير دعم مستمر لتطبيقات Qt، والبرمجيات الوسيطة، والبرامج الثابتة. في البداية، أرسل فريق CELLINK طابعة BIO X لضمان قدرة مهندسي Qt في Lemberg Solutions على دمج جميع الميزات الجديدة بكفاءة قبل الإنتاج. بالنسبة لطراز طابعة BIO X المحدد، تم استخدام QML.

Speede

Speede، وهي شركة ناشئة أمريكية تجمع بين فرص تدريبية متعددة في جهاز واحد، هي أحد العملاء الذين طلبوا بناء نموذج أولي لجهاز تدريب في فترات زمنية قصيرة.

إلى جانب مهام أخرى، كان يجب بناء تطبيق بواجهة مستخدم مخصصة. ولهذا الغرض، أنشأ مهندس Qt تطبيق Qt باستخدام QML. وبهذه الطريقة، استوفى متطلبات العميل من حيث الرسوم المتحركة والتصميم والأداء. صمّم المصمم لوحات معلومات مخصصة للتطبيق، بما في ذلك تحليلات الأداء، ومجموعات التمارين، ووصف التمارين، والمخططات، وشريط الحالة.

AgriData Innovations

AgriData Innovations، وهي شركة هولندية ناشئة تعمل على بناء حلول هندسية تعتمد على البيانات للبيوت البلاستيكية، هي أحد العملاء الذين طلبوا من Lemberg Solutions إنشاء واجهة سهلة الاستخدام لجهاز يحلل جودة إنبات البذور باستخدام كاميرا مجسمة وخوارزمية.

بعد الانتهاء من تصميم المشروع، كانوا جاهزين لبدء التطوير. باستخدام Qt للغة بايثون، طوّر المهندس تطبيقًا لشاشة اللمس. بعد ذلك، تم الدمج مع خوارزمية الرؤية الحاسوبية الخاصة بالعميل، وتنظيم جميع العمليات المتعلقة باستقبال وإرسال البيانات المسترجعة من الكاميرا.

EDS-Development

شركة EDS-Development هي شركة أوكرانية لتطوير وتصنيع منتجات طاقة مبتكرة. تتخصص الشركة في إنشاء محطات شحن السيارات الكهربائية والحلول المعمارية المبتكرة لمرافق الطاقة، بما في ذلك محطات الكهرباء الفرعية.

تواصلت شركة EDS-Development في البداية لتطوير برنامج لواجهة تفاعلية ثنائية الجوانب بين الإنسان والآلة (HMI) لمحطة شحن EDS Q360. ولدعم واجهة المستخدم المخصصة، طوّر مهندسو Qt التطبيق باستخدام لغة QML، مما مكّن من تلبية توقعات الشركة من تفاعلات سريعة الاستجابة، وتصميم عصري، وأداء عالٍ.