Java绘图【第十九章】
目录
Java绘图类
Graphics类（绘图类）
Graphics2D类（新绘图类）
绘制图形
绘图颜色与画笔属性
设置颜色
设置画笔
绘制文本
设置字体
显示文字
显示图片
图像处理
放大与缩小
图像翻转
图像旋转
图像倾斜
Java绘图类
绘图是高级程序设计中非常重要的技术
Graphics类（绘图类）
Graphics 类是所有图形上下文的抽象基类，它允许应用程序在组件以及闭屏图像上进行绘制。
Graphics 类封装了 Java 支持的基本绘图操作所需的状态信息，主要包括颜色、字体、画笔、文本、图像等。
Graphics 类提供了绘图常用的方法，利用这些方法可以实现直线、矩形、多边形、圆、圆弧等形状和文本、图片的绘制操作。另外，在执行这些操作之前，还可以使用相应的方法设置绘图的颜色和字体等状态属性。
Graphics2D类（新绘图类）
使用 Graphics 类可以完成简单的图形绘制任务，但是它所实现的功能非常有限，如无法改变线条
的粗细、不能对图片使用旋转和模糊等过滤效果。Graphics2D 类继承 Graphics 类，实现了功能更加强大的绘图操作的集合。由于 Graphics2D 类是Graphics 类的扩展，也是推荐使用的 Java 绘图类，所以本章主要讲解如何使用Graphics2D类实现Java绘图。
绘制图形
Java 可以分别使用 Graphics 类和 Graphics2D 类绘制图形，Graphics 类使用不同的方法实现不同图形的绘制。例如，drawLine0方法可以绘制直线，drawRect0方法用于绘制矩形，drawOval0方法用于绘制椭圆形等
例题1
import java.awt.Graphics;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
public class DrawCircle extends JFrame{
private final int OVAL_WIDTH = 80;
private final int OVAL_HEIGHT = 80;
public DrawCircle() {
initialize();
}
private void initialize() {
setSize(300,200);
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
setContentPane(new DrawPanel());
setTitle("绘制实例1");
}
class DrawPanel extends JPanel{
public void paint(Graphics g) {
g.drawOval(10,10, OVAL_WIDTH,OVAL_HEIGHT);
g.drawOval(80,10, OVAL_WIDTH,OVAL_HEIGHT);
g.drawOval(150,10, OVAL_WIDTH,OVAL_HEIGHT);
g.drawOval(50,70, OVAL_WIDTH,OVAL_HEIGHT);
g.drawOval(120,70, OVAL_WIDTH,OVAL_HEIGHT);
}
}
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
new DrawCircle().setVisible(true);
}
}
Graphics 类常用的图形绘制方法如表 19.1 所示
Graphics2D类是在继承 Graphics 类的基础上编写的，它包含了 Graphics 类的绘图方法并添加了更强的功能，在创建绘图类时推荐使用该类。Graphics2D 类可以分别使用不同的类来表示不同的形状,如 Line2D 类、Rectangle2D 类等。
要绘制指定形状的图形，需要先创建并初始化该图形类的对象，且这些图形类必须是 Shape 接口的实现类;然后使用Graphics2D 类的draw0方法绘制该图形对象，或者使用110方法填充该图形对象语法格式如下:
draw(Shape form)或
fill(Shape form)
其中，form 是指实现 Shape 接口的对象。
java.awt.geom 包中提供了如下常用的图形类，这些图形类都实现了 Shape 接口:
- Arc2D 类。
- CubicCurve2D 类。
- Ellipse2D 类。
- Line2D 类。
- Point2D 类。
- QuadCurve2D类
- Rectangle2D 类。
- RoundRectangle2D类
例题2
import java.awt.*;
import java.awt.geom.*;
import javax.swing.*;
public class DrawFrame extends JFrame {
public DrawFrame() {
setTitle("绘图实例2"); // 设置窗体标题
setSize(300, 200); // 设置窗体大小
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 设置窗体关闭模式
add(new CanvasPanel()); // 设置窗体面板为绘图面板对象
}
class CanvasPanel extends JPanel {// 绘图变慢
public void paint(Graphics g) {
Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
Shape[] shapes = new Shape[4]; // 声明图形数组
shapes[0] = new Ellipse2D.Double(5, 5, 100, 100); // 创建圆形对象
shapes[1] = new Rectangle2D.Double(110, 5, 100, 100); // 创建矩形对象
shapes[2] = new Rectangle2D.Double(15, 15, 80, 80); // 创建矩形对象
shapes[3] = new Ellipse2D.Double(120, 15, 80, 80); // 创建圆形对象
for (Shape shape : shapes) { // 遍历图形数组
Rectangle2D bounds = shape.getBounds2D();
if (bounds.getWidth() == 80) {
Color c = new Color(255,0,0);
g2.setColor(c);//让正方体变成红色
BasicStroke bs = new BasicStroke(5, BasicStroke.CAP_ROUND, BasicStroke.JOIN_ROUND); //让蓝色线条变粗
g2.setStroke(bs );
g2.fill(shape); // 填充图形
}else {
Color c = new Color(0,0,255);//让线条变成蓝色
g2.setColor(c);
BasicStroke bs = new BasicStroke(5, BasicStroke.CAP_ROUND, BasicStroke.JOIN_ROUND);
g2.setStroke(bs);
g2.draw(shape); // 绘制图形
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
new DrawFrame().setVisible(true);
}
}
//例题19.2 
绘图颜色与画笔属性
Java 语言使用 Color 类封装颜色的各种属性，并对颜色进行管理。另外，在绘制图形时还可以指定线的粗细和虚实等画笔属性。
设置颜色
使用 Color 类可以创建任意颜色的对象，不用担心平台是否支持该颜色，因为Java 以跨平台和与硬件无关的方式支持颜色管理。创建 Color对象的构造方法有如下两种:
Color col = new Color(int r, int g, int b)Color col = new Color(int rgb)- rgb: 颜色值，该值是红、绿、蓝三原色的总和。
- r: 该参数是三原色中红色的取值。
- g: 该参数是三原色中绿色的取值。
- b: 该参数是三原色中蓝色的取值
Color 类定义了常用色彩的常量值，如表 19.2 所示。这些常量都是静态的 Color对象，可以直接使用这些常量值定义的颜色对象。
绘图类可以使用 setColor0方法设置当前颜色。语法如下:
setColor(Color color)
其中，参数color是 Color对象，代表一个颜色值，如红色、黄色或默认的黑色例如，设置当前绘图颜色为红色的代码如下
public void paint(Graphics g)Graphics2D g2 =(Graphics2D)g;
g.setColor(Color.RED);
....
}设置好绘图颜色后，再进行绘图或者绘制文本，系统会采用该颜色作为前景色。如果此时想绘制其他颜色的图形或文本，则需要再次调用 setColor0方法设置其他颜色。
设置画笔
默认情况下，Graphics类使用的画笔属性是粗细为1个像素的正方形，而 Graphics2D 类可以调用setStroke0方法设置画笔的属性，如改变线条的粗细、虚实，定义线段端点的形状、风格等。语法格式如下:
setStroke(Stroke stroke)
其中，参数 stroke 是 Stroke 接口的实现类对象。
setStroke0方法必须接受一个 Stroke 接口的实现类对象作参数,java.awt 包中提供了 BasicStroke类,它实现了 Stroke 接口，并且通过不同的构造方法创建画笔属性不同的对象。这些构造方法如下:
- BasicStroke0)。
- BasicStroke(float width).
- BasicStroke(float width, int cap, int join)
- BasicStroke(float width, int cap, int join, float miterlimit)。
- BasicStroke(float width, int cap, int join, float miterlimit, floatl] dash, float dash phase )
BasicStroke 类构造方法的参数说明
绘制文本
Java 绘图类也可以用来绘制文本内容，且可以在绘制前设置字体的样式、大小等。本节将讲解如何绘制文本和设置文本的字体。
设置字体
Java 使用 Font 类封装了字体的大小、样式等属性，该类在 java.awt 包中定义，其构造方法可以指定字体的名称、大小和样式 3 个属性。语法如下:
Font(String name, int style, int size)- name:字体的名称
- style:字体的样式
- size:字体的大小。
其中,字体样式可以使用 Font 类的 PLAIN、BOLD 和ITALIC常量，效果如图 19.9 所示。
设置绘图类的字体可以使用绘图类的 setFont0方法。设置字体以后在图形上下文中绘制的所有文字都使用该字体，除非再次设置其他字体。语法如下:
setFont(Font font)其中，参数 font 是Font 类的字体对象。
显示文字
Graphics2D 类提供了drawString0方法，使用该方法可以实现图形上下文的文本绘制，从而实现图片上显示文字的功能。语法格式有如下两种:
drawString(String str, int x, int y)drawString(String str, float x, float y)- str:要绘制的文本字符串。
- x:绘制字符串的水平起始位置
- y:绘制字符的垂直起始位置
这两个方法唯一不同的就是x 和y的参数类型不同。
例题3
import java.awt.Color;
import java.awt.Font;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.geom.Rectangle2D;
import java.util.Date;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
public class DrawString extends JFrame{
public DrawString() {
setSize(230,140);
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
add(new CanvasPanel());
setTitle("绘图文本");//设置窗体标题
}
class CanvasPanel extends JPanel{
public void paint(Graphics g) {
Graphics2D g2 = (Graphics2D )g;
Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(10, 10, 200, 80);
g2.setColor(Color.CYAN); // 设置当前绘图颜色
g2.fill(rect); // 填充矩形
Font font = new Font("宋体", Font.BOLD, 16);//创建字体
Date date = new Date();
g2.setColor(Color.BLUE); // 设置当前绘图颜色
g2.setFont(font); // 设置字体
g2.drawString("现在时间是", 20, 30); // 绘制文本
g2.drawString(String.format("%tr", date), 50, 60); // 绘制时间文本
}
}
public static void main(String[] args) {
new DrawString().setVisible(true);
}
}
显示图片
绘图类不仅可以绘制图形和文本，还可以使用 drawImage0方法将图片资源显示到绘图上下文中,而且可以实现各种特效处理，如图片的缩放、翻转等。有关图像处理的知识将在 19.6节讲解，本节主
要讲解如何显示图片。语法如下:
drawlmage(lmage img, int x, int y, lmageObserver observer)该方法将 img 图片显示在 x、y 指定的位置上。方法中涉及的参数说明如表 19.4所示
drawImage0方法的使用与绘制文本的 drawString0方法类似，唯一不同的是该方法需要指定要通知的图像观察者。
例题4
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.Image;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
public class DrawImage extends JFrame{
Image img;
public DrawImage() {
try {
img=ImageIO.read(new File("src/瓢虫.jpg"));
}catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
setSize(440,300);//设置窗体大小
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
add(new CanvasPanel());// 设置窗体面板为绘图面板对象
setTitle("绘制图片"); // 设置窗体标题
}
class CanvasPanel extends JPanel {
public void paint(Graphics g) {
Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
g2.drawImage(img, 0, 0, this); // 显示图片,图片，x，y轴，重新绘制时通知哪个对象
}
}
public static void main(String[] args) {
new DrawImage().setVisible(true);
}
}//例题19.4
图像处理
开发高级的桌面应用程序，必须掌握一些图像处理与动画制作的技术，如在程序中显示统计图.销售趋势图、动态按钮等。本节将在 Java 绘图的基础上讲解图像处理技术
放大与缩小
在 19.5节讲解显示图片时，使用了 drawImage0方法将图片以原始大小显示在窗体中，要想实现图片的放大与缩小，则需要使用它的重载方法。语法如下:
drawlmage(lmage img, int x, int y, int width, int height, lmageObserver observer)
该方法将 img 图片显示在 x、y 指定的位置上，并指定图片的宽度和高度属性。方法中涉及的参数说明如表 19.5 所示。
例题5
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Image;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.JSlider;
import javax.swing.event.ChangeEvent;
import javax.swing.event.ChangeListener;
public class ImageZoom extends JFrame {
Image img;
private int imgWidth, imgHeight;
private JSlider jSlider;
public ImageZoom() {
try {
img = ImageIO.read(new File("src/瓢虫.jpg"));// 读取图片文件
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
CanvasPanel canvas = new CanvasPanel();
jSlider = new JSlider();
jSlider.setMaximum(1000);
jSlider.setValue(100);
jSlider.setMinimum(1);
jSlider.addChangeListener(new ChangeListener() {
public void stateChanged(ChangeEvent e) {
canvas.repaint();
}
});
JPanel center = new JPanel();
center.setLayout(new BorderLayout());
center.add(jSlider, BorderLayout.SOUTH);
center.add(canvas, BorderLayout.CENTER);
setContentPane(center);
setBounds(100, 100, 800, 600); // 设置窗体大小和位置
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 设置窗体关闭模式
setTitle("绘制图片");
}
class CanvasPanel extends JPanel {
public void paint(Graphics g) {
int newW = 0, newH = 0;
imgWidth = img.getWidth(this); // 获取图片宽度
imgHeight = img.getHeight(this); // 获取图片高度
float value = jSlider.getValue();// 滑块组件的取值
newW = (int) (imgWidth * value / 100);// 计算图片放大后的宽度
newH = (int) (imgHeight * value / 100);// 计算图片放大后的高度
g.drawImage(img, 0, 0, newW, newH, this);// 绘制指定大小的图片
}
}
public static void main(String[] args) {
new ImageZoom().setVisible(true);
}
}
图像翻转
drawlmage(lmage img, int dx1, int dy1, int dx2, int dy2, int sx1, int sy1, int sx2, int sy2, lmageObserver observer)
此方法总是用非缩放的图像来呈现缩放的矩形，并动态地执行所需的缩放。此操作不使用缓存的缩放图像。执行图像从源到目标的缩放，要将源矩形的第一个坐标映射到目标矩形的第一个坐标，源矩形的第二个坐标映射到目标矩形的第二个坐标，按需要缩放和翻转子图像，以保持这些映射关系。方法中涉及的参数说明如表 19.6 所示。
图像的翻转需要使用 drawlmage0方法的另一个重载方法。语法如下:
例题6
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Container;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Image;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
public class PartImage extends JFrame {
private Image img;
private int dx1, dy1, dx2, dy2;
private int sx1, sy1, sx2, sy2;
private int width = 300, height = 200;// 图片宽高
private JButton vBtn = null;// 垂直翻转按钮
private JButton hBtn = null;// 水平翻转按钮
private CanvasPanel canvasPanel = null;
public PartImage() {
try {
img = ImageIO.read(new File("src/瓢虫.jpg"));// 读取图片文件
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
dx2 = sx2 = width; // 初始化图像大小
dy2 = sy2 = height;
vBtn = new JButton("垂直翻转");
hBtn = new JButton("水平翻转");
JPanel bottom = new JPanel();
bottom.add(hBtn);
bottom.add(vBtn);
Container c = getContentPane();
c.add(bottom, BorderLayout.SOUTH);
canvasPanel = new CanvasPanel();
c.add(canvasPanel, BorderLayout.CENTER);
addListener();
setBounds(100, 100, 300, 260); // 设置窗体大小和位置
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 设置窗体关闭模式
setTitle("图片翻转"); // 设置窗体标题
}
private void addListener() {
vBtn.addActionListener(new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
sy1 = Math.abs(sy1 - height);// 纵坐标互换
sy2 = Math.abs(sy2 - height);
canvasPanel.repaint();
}
});
hBtn.addActionListener(new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
sx1 = Math.abs(sx1 - width);// 横坐标互换
sx2 = Math.abs(sx2 - width);
canvasPanel.repaint();
}
});
}
class CanvasPanel extends JPanel {
public void paint(Graphics g) {
g.drawImage(img, dx1, dy1, dx2, dy2, sx1, sy1, sx2, sy2, this);// 绘制指定大小的图片
}
}
public static void main(String[] args) {
new PartImage().setVisible(true);
}
}//19.6
图像旋转
图像旋转需要调用 Graphics2D 类的 rotate0方法，该方法将根据指定的弧度旋转图像。语法如下:
rotate(double theta)
其中，theta 是指旋转的弧度。
rotate0方法只接受旋转的弧度作为参数，可以使用 Math 类的 toRadians0方法将角度转换为弧度。toRadians0方法接受角度值作为参数，返回值是转换完毕的弧度值。
例题7
import java.awt.*;
import java.io.*;
import javax.swing.*;
import javax.imageio.ImageIO;
public class RotateImage extends JFrame {
private Image img;
public RotateImage() {
try {
img = ImageIO.read(new File("src/瓢虫.jpg"));// 读取图片文件
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
setBounds(100, 100, 400, 350); // 设置窗体大小和位置
add(new CanvasPanel());
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 设置窗体关闭模式
setTitle("图片旋转"); // 设置窗体标题
}
class CanvasPanel extends JPanel { // 画板
public void paint(Graphics g) {
Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
g2.rotate(Math.toRadians(5));// 旋转5度
g2.drawImage(img, 70, 10, 300, 200, this);
g2.rotate(Math.toRadians(5));
g2.drawImage(img, 70, 10, 300, 200, this);
g2.rotate(Math.toRadians(5));
g2.drawImage(img, 70, 10, 300, 200, this);
}
}
public static void main(String[] args) { // 主方法
new RotateImage().setVisible(true);
}
}
//19.7
图像倾斜
可以使用 Graphics2D 类提供的 shear0方法设置绘图的倾斜方向，从而使图像实现倾斜的效果。语法如下:
shear(double shx, double shy)- shx: 水平方向的倾斜量
- shy：垂直方向的倾斜量
例题8
import java.awt.*;
import java.io.*;
import javax.swing.*;
import javax.imageio.ImageIO;
public class TiltImage extends JFrame {
private Image img;
public TiltImage() {
try {
img = ImageIO.read(new File("src/瓢虫.jpg"));// 读取图片文件
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
setBounds(100, 100, 400, 300); // 设置窗体大小和位置
add(new CanvasPanel());
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 设置窗体关闭模式
setTitle("图片倾斜"); // 设置窗体标题
}
class CanvasPanel extends JPanel {
public void paint(Graphics g) {
Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
g2.shear(0.3, 0);// 倾斜30%
g2.drawImage(img, 0, 0, 300, 200, this);
}
}
public static void main(String[] args) {
new TiltImage().setVisible(true);
}
} 