第19章 java绘图
19.1 绘图类
19.1.1 Graphics 类
Grapics 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、钜形、多边形、椭面、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给图的颜色和字体等状态属性。
19.1.2 Graphics2D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。由子Graphies2D类是Graphics 类的扩展，也是推荐使用的Java 绘图类。
说明：Graphics2D 是推荐使用的绘图类，但是程序设计中提供的绘图对象大多是Gmphics 类的实例对象，这时应该使用强制类型转换将其转换为Giraphics2D 类型。
例如：
public void paint(Graphics g) {
Graphics2D g2=(Graphics2D) g; //制类型转换为Graphics2D 类型
92......
}
19.2 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给制。例如，drawLine0方法可以绘制直线，drawRectO方法用于绘制矩形，drawOval0方法用于绘制椭圓形等。
19.1
import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
public class DrawCircle extends JFrame{
private final int OVAL_WIDTH = 80; //圆体的长
private final int OVAL_HEIGHT = 80; //宽
public DrawCircle() {
initialize(); //调用初始化方法
}
private void initialize() { //初始化方法
setSize(300,200); //设置窗体的大小
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); //窗体的关闭模式
setContentPane(new DrawPanel()); //设置窗体面板为绘图面板对象
setTitle("绘图实例1"); //设置窗体标题
}
class DrawPanel extends JPanel{ //创建绘图面板
public void paint(Graphics g) { //重写绘制方法
g.drawOval(10, 10, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT); //绘制第一个图形
g.drawOval(80, 10, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT);//绘制第二个图形
g.drawOval(150, 10, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT);//绘制第三个图形
g.drawOval(50, 70, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT);//绘制第四个图形
g.drawOval(120, 70, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT);//绘制第五个图形
}
}
public static void main(String[] args) {
new DrawCircle().setVisible(true);
}
}
Graphics 类类常用的图形绘制方法图下：
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，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接口药实现类；然后使用Graphics2D类的draw0方法绘制该图形对象，或者使用610方法填充该图形对象。看法格式如下:
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
19.2
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.Shape;
import java.awt.geom.Ellipse2D;
import java.awt.geom.Rectangle2D;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
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{ //绘图面板
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) { //便利图形数组
Rectangle2D bounds = shape.getBounds2D();
if(bounds.getWidth()==80)
g2.fill(shape); //填充图形
else
g2.draw(shape); //绘制图形
}
}
}
public static void main(String[] args) {
new DrawFrame().setVisible(true);
}
}
19.3 绘图颜色与画笔属性
19.3.1 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，可以意接使用这些常量值定义的颜色对象。
绘图类可以使用setColor()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.setColo(Color.RED);
...
}
19.3.2 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setStrokeO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.awrt包中提供了BasisSrke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：
- BasicStroke（）
- 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, float[] dash, float dash_phase)
这些构造方法中的参数说明如表19.3所示。
19.4 绘制文本
19.4.1 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
设置绘图类的字体可以使用绘图类的setFontO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。
19.4.2 显式文字
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，从而实现在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：绘制字符串的垂直起始位置。
这两个方法唯一不同的就是x和y的参数类型不同。
19.3
package nineteentn;
import java.awt.*;
import java.awt.geom.Rectangle2D;
import java.util.Date;
import javax.swing.*;
public class DrawString extends JFrame {
public DrawString() {
setSize(230, 140); // 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
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);
}
}
//例题19.3
19.5 显示图片
绘图类不仅可以绘制图形和文本，还可以使用drawImageO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：
drawimage(lmage img, int x, int y, ImageObserver 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下所示
drawimage0方法的使用与绘制文本的drawStringO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
19.4
package nineteentn;
import java.awt.*;
import java.io.*;
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.*;
public class DrawImage extends JFrame {
Image img;// 展示的图片
public DrawImage() {
try {
img = ImageIO.read(new File("src/背景图片.jpg"));// 读取图片文件
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
setSize(800, 800); // 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
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
19.6 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。
19.6.1 放大与缩小
在显示图片时，使用了drawImageO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, ImageObserver 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。
19.5
package nineteentn;
import java.awt.*;
import java.io.*;
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.*;
import javax.swing.event.*;
public class ImageZoom extends JFrame {
Image img;
private int imgWidth, imgHeight;
private JSlider jSlider;
public ImageZoom() {
try {
img = ImageIO.read(new File("src/背景图片.jpg"));// 读取图片文件
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
CanvasPanel canvas = new CanvasPanel();
jSlider = new JSlider();
jSlider.setMaximum(1000);//滚动条
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());//居中
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);
}
}//例题19.519.6.2 图片翻转
图像的翻转需要使用drawImage()方法的另一个重载方法。语法如下:
drawimage(lmage img, int dx1, int dy1, int dx2, int dy2, int sx1, int sy1, int sx2, int sy2, ImageObserver 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
19.6
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.io.*;
import javax.swing.*;
import javax.imageio.ImageIO;
public class PartImage extends JFrame {
private Image img;
private int dx1, dy1, dx2, dy2;//定义图像坐标
private int sx1, sy1, sx2, sy2;//定义图像坐标
private int width = 800, height = 888;// 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/背景图片.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, 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("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);
}
}//例题19.6
19.6.3 图像旋转
图像旋转需要调用Graphics2D类的rotateO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
19.7
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("up.png")); //读取图片
}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{
public void paint(Graphics g) {
Graphics2D g2 = (Graphics2D)g;
g2.rotate(Math.toRadians(5)); //旋转弧度5°
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) {
new RotateImage().setVisible(true);
}
} 
19.6.4 图像旋转
可以使用Graphics2D类提供的shearO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
19.8
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("up.png")); //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);
}
} 