第十九章绘图

Java绘图类

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。

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......

}

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。

例题19.1

1. package dishijiuzhang;//例题19.1

3. import java.awt.*;

5. import javax.swing.*;

7. public class DreamCircle extends JFrame{

8. private final int OVAL_WIDTH = 80; //圆形的宽

9. private final int OVAL_HEIGHT = 80; //圆形的高

11. public DreamCircle() {

12. initialize(); //调用初始化方法

13. }

14. private void initialize() { //初始化方法

15. setSize(300,200); //设置窗体大小

16. setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); //设置窗体关闭模式

17. setContentPane(new DrawPanel()); //设置窗体面板为绘图面板对象

18. setTitle("绘图实例1"); //设置窗体标题

19. }

20. class DrawPanel extends JPanel { //创建绘图面板

21. public void paint(Graphics g) { //重写绘制方法

22. g.drawOval(10, 10, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT); //绘制第一个圆形

23. g.drawOval(80, 10, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT); //绘制第二个圆形

24. g.drawOval(150, 10, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT); //绘制第三个圆形

25. g.drawOval(50, 70, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT); //绘制第四个圆形

26. g.drawOval(120, 70, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT); //绘制第五个圆形

27. }

29. }

30. public static void main(String[] args) {

31. new DreamCircle().setVisible(true);

33. }

35. }

运行结果如下：

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

例题19.2

1. import java.awt.*;

2. import java.awt.geom.Ellipse2D;

3. import java.awt.geom.Rectangle2D;

5. import javax.swing.JFrame;

6. import javax.swing.JPanel;

7. public class DrawFrame extends JFrame {

8. public DrawFrame(){

9. setTitle("绘图实例2"); // 设置窗体标题

10. setSize(300,200); // 设置窗体大小

11. setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 设置窗体关闭模式

12. add(new CanvasPanel());// 设置窗体面板为绘图面板对象

13. }

14. class CanvasPanel extends JPanel {// 绘图变慢

15. public void paint(Graphics g) {

16. Graphics2D g2 =(Graphics2D) g;

17. Shape[ ] shapes = new Shape[4]; // 声明图形数组

18. shapes[0] = new Ellipse2D.Double(5,5,100,100); // 创建圆形对象

19. shapes[1] = new Rectangle2D.Double(110,5,100,100); // 创建矩形对象

20. shapes[2] = new Rectangle2D.Double(15,15,80,80);// 创建矩形对象

21. shapes[3] = new Ellipse2D.Double(120,15,80,80); //创建圆形对象

22. for (Shape shape : shapes){ // 遍历图形数组

23. Rectangle2D bounds = shape.getBounds2D();

24. if (bounds.getWidth() == 80) {

25. Color c1 = new Color(255,0,0);

26. g2.setColor(c1);

27. g2.fill(shape); // 填充图形

28. }else {

29. Color c1 = new Color(0,0,255);

30. g2.setColor(c1);

31. g2.draw(shape); // 绘制图形

32. }

33. }

34. }

35. }

36. public static void main(String[] args) {

37. new DrawFrame().setVisible(true);

38. }

39. }//例题19.2

运行结果如下：

外框粗线

1. import java.awt.*;

2. import java.awt.geom.Ellipse2D;

3. import java.awt.geom.Rectangle2D;

5. import javax.swing.JFrame;

6. import javax.swing.JPanel;

7. public class DrawFrame extends JFrame {

8. public DrawFrame(){

9. setTitle("绘图实例2"); // 设置窗体标题

10. setSize(300,200); // 设置窗体大小

11. setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 设置窗体关闭模式

12. add(new CanvasPanel());// 设置窗体面板为绘图面板对象

13. }

14. class CanvasPanel extends JPanel {// 绘图变慢

15. public void paint(Graphics g) {

16. Graphics2D g2 =(Graphics2D) g;

17. Shape[ ] shapes = new Shape[4]; // 声明图形数组

18. shapes[0] = new Ellipse2D.Double(5,5,100,100); // 创建圆形对象

19. shapes[1] = new Rectangle2D.Double(110,5,100,100); // 创建矩形对象

20. shapes[2] = new Rectangle2D.Double(15,15,80,80);// 创建矩形对象

21. shapes[3] = new Ellipse2D.Double(120,15,80,80); //创建圆形对象

22. for (Shape shape : shapes){ // 遍历图形数组

23. Rectangle2D bounds = shape.getBounds2D();

24. if (bounds.getWidth() == 80) {

25. Color c1 = new Color(255,0,0);

26. g2.setColor(c1);

27. g2.fill(shape); // 填充图形

28. }else {

29. Color c1 = new Color(0,0,255);

30. g2.setColor(c1);

31. BasicStroke bs = new BasicStroke(5,0,1);

32. g2.setStroke(bs);

33. g2.draw(shape); // 绘制图形

34. }

35. }

36. }

37. }

38. public static void main(String[] args) {

39. new DrawFrame().setVisible(true);

40. }

41. }//例题19.2

运行结果如下：

绘图颜色与画笔属性

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);

        ...

}

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。

绘制文本

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。

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，从而实现在图片上显示文字的功能。语法格式有如下两种：

1. drawString(String str, int x, int y)
2. 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。

例题19.3

1. import java.awt.*;

2. import java.awt.geom.Rectangle2D;

3. import java.util.Date;

4. import javax.swing.*;

6. public class DrawString extends JFrame{

7. public DrawString() {

8. setSize(230,140); //设置窗体大小

9. setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); //设置窗体关闭模式

10. add(new CanvasPanel()); //设置窗体面板为绘图面板对象

11. setTitle("绘图文本"); //设置窗体标题

12. }

13. class CanvasPanel extends JPanel {

14. public void paint(Graphics g) {

15. Graphics2D g2 =(Graphics2D) g;

16. Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(10,10,200,80);

17. Font font = new Font("宋体",Font.BOLD,16);

18. Date date = new Date();

19. g2.setColor(Color.CYAN); //设置当前绘图颜色

20. g2.fill(rect); //填充矩形

21. g2.setColor(Color.BLUE); //设置当前绘图颜色

22. g2.setFont(font); //设置字体

23. g2.drawString("现在时间是",20,30); //绘制文本

24. g2.drawString(String.format("%tr",date),50,60); //绘制时间文本

25. }

26. }

27. public static void main(String[] args) {

28. new DrawString().setVisible(true);

29. }

31. }//例题19.3

运行结果如下：

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。

例题19.4

2. import java.awt.*;

3. import java.io.*;

5. import javax.imageio.ImageIO;

6. import javax.swing.*;

8. public class DrawImage extends JFrame{

9. Image img; //展示图片

11. public DrawImage() {

12. try {

13. img = ImageIO.read(new File("src/img.jpg")); //读取图片文件

14. }catch (IOException e) {

15. e.printStackTrace();

16. }

17. setSize(440,300); //设置窗体大小

18. setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); //设置窗体关闭模式

19. add(new CanvasPanel()); //设置窗体面板为绘图面板对象

20. setTitle("绘制图片"); //设置窗体标题

21. }

22. class CanvasPanel extends JPanel {

23. public void paint(Graphics g) {

24. Graphics2D g2 =(Graphics2D) g;

25. g2.drawImage(img,0,0,this); //显示图片

26. }

27. }

29. public static void main(String[] args) {

30. new DrawImage().setVisible(true);

32. }

34. }//例题19.4

运行结果如下：

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。

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。

例题19.5

1. import java.awt.*;

2. import java.io.*;

4. import javax.imageio.ImageIO;

5. import javax.swing.*;

7. import javax.swing.event.*;

9. public class ImageZoom extends JFrame{

10. Image img;

11. private int imgWidth,imgHeight;

12. private JSlider jSlider;

13. public ImageZoom() {

14. try {

15. img = ImageIO.read(new File("src/img.jpg")); //读取图片文件

16. }catch (IOException e) {

17. e.printStackTrace();

18. }

19. CanvasPanel canvas = new CanvasPanel();

20. jSlider = new JSlider();

21. jSlider.setMaximum(1000);

22. jSlider.setValue(100);

23. jSlider.setMinimum(1);

24. jSlider.addChangeListener(new ChangeListener(){

25. public void stateChanged(ChangeEvent e) {

26. canvas.repaint();

27. }

28. });

30. JPanel center = new JPanel();

31. center.setLayout(new BorderLayout());

32. center.add(jSlider, BorderLayout.SOUTH);

33. center.add(canvas, BorderLayout.CENTER);

34. setContentPane(center);

35. setBounds(100, 100, 800, 600); //设置窗体大小和位置

36. setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); //设置窗体关闭模式

37. setTitle("绘制图片");

38. }

40. class CanvasPanel extends JPanel {

41. public void paint(Graphics g){

42. int newW = 0, newH = 0;

43. imgWidth= img.getWidth(this); //获取图片宽度

44. imgHeight = img.getHeight(this); //获取图片高度

45. float value = jSlider.getValue(); //滑块组件的取值

46. newW = (int)(imgWidth *value / 100); //计算图片放大后的宽度

47. newH=(int) (imgHeight* value /100); //计算图片放大后的高度

48. g.drawImage(img, 0, 0, newW, newH, this); //绘制指定大小的图片

49. }

50. }

51. public static void main(String[] args){

52. new ImageZoom().setVisible(true);

53. }

54. }//例题19.5

运行结果如下：

图像翻转 

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。

例题19.6

2. import java.awt.*;

3. import java.awt.event.*;

4. import java.io.*;

5. import javax.swing.*;

6. import javax.imageio.ImageIO;

8. public class PartImage extends JFrame {

9. private Image img;

10. private int dx1, dy1, dx2, dy2;

11. private int sx1, sy1, sx2, sy2;

12. private int width = 300, height = 200;// 图片宽高

13. private JButton vBtn = null;// 垂直翻转按钮

14. private JButton hBtn = null;// 水平翻转按钮

15. private CanvasPanel canvasPanel = null;

17. public PartImage() {

19. try {

20. img = ImageIO.read(new File("src/img.jpg"));// 读取图片文件

21. } catch (IOException e) {

22. e.printStackTrace();

23. }

24. dx2 = sx2 = width; // 初始化图像大小

25. dy2 = sy2 = height;

27. vBtn = new JButton("垂直翻转");

28. hBtn = new JButton("水平翻转");

30. JPanel bottom = new JPanel();

31. bottom.add(hBtn);

32. bottom.add(vBtn);

34. Container c = getContentPane();

35. c.add(bottom, BorderLayout.SOUTH);

36. canvasPanel = new CanvasPanel();

37. c.add(canvasPanel, BorderLayout.CENTER);

39. addListener();

41. setBounds(100, 100, 300, 260); // 设置窗体大小和位置

42. setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 设置窗体关闭模式

43. setTitle("图片翻转"); // 设置窗体标题

44. }

46. private void addListener() {

47. vBtn.addActionListener(new ActionListener() {

48. public void actionPerformed(ActionEvent e) {

49. sy1 = Math.abs(sy1 - height);// 纵坐标互换

50. sy2 = Math.abs(sy2 - height);

51. canvasPanel.repaint();

52. }

53. });

54. hBtn.addActionListener(new ActionListener() {

55. public void actionPerformed(ActionEvent e) {

56. sx1 = Math.abs(sx1 - width);// 横坐标互换

57. sx2 = Math.abs(sx2 - width);

58. canvasPanel.repaint();

59. }

60. });

61. }

63. class CanvasPanel extends JPanel {

64. public void paint(Graphics g) {

65. g.drawImage(img, dx1, dy1, dx2, dy2, sx1, sy1, sx2, sy2, this);// 绘制指定大小的图片

66. }

67. }

69. public static void main(String[] args) {

70. new PartImage().setVisible(true);

71. }

72. }//19.6

运行结果如下：

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

例题19.7

1. import java.awt.*;

2. import java.io.*;

3. import javax.swing.*;

4. import javax.imageio.ImageIO;

6. public class RotateImage extends JFrame{

7. private Image img;

8. public RotateImage(){

9. try{

10. img = ImageIO.read(new File("src/img.jpg")); //读取图片文件

11. }catch (IOException e) {

12. e.printStackTrace();

13. }

14. setBounds(100, 100, 400, 350); //设置窗体大小和位置

15. add(new CanvasPanel());

16. setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); //设置窗体关闭模式1

17. setTitle("图片旋转"); //设置窗体标题

18. }

19. class CanvasPanel extends JPanel {

20. public void paint(Graphics g) {

21. Graphics2D g2 =(Graphics2D) g;

22. g2.rotate(Math.toRadians(5)); //旋转5°

23. g2.drawImage(img,70, 10, 300, 200, this);

24. g2.rotate(Math.toRadians(5));

25. g2.drawImage(img,70, 10, 300, 200, this);

26. g2.rotate(Math.toRadians(5));

27. g2.drawImage(img, 70, 10, 300, 200, this);

28. }

29. }

31. public static void main(String[] args) {

32. new RotateImage().setVisible(true);

33. }

34. }//例题19.7

运行结果如下：

图像倾斜 

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

例题19.8

1. import java.awt.*;

2. import java.io.*;

3. import javax.swing.*;

4. import javax.imageio.ImageIO;

6. public class TiltImage extends JFrame{

7. private Image img;

9. public TiltImage() {

10. try{

11. img= ImageIO.read(new File("src/img.jpg")); //读取图片文件

12. } catch (IOException e){

13. e.printStackTrace();

14. }

15. setBounds(100, 100, 400, 300); //设置窗体大小和位置

16. add(new CanvasPanel());

17. setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); //设置窗体关闭模式

18. setTitle("图片倾斜"); //设置窗体标题

19. }

20. class CanvasPanel extends JPanel {

21. public void paint(Graphics g) {

22. Graphics2D g2 =(Graphics2D) g;

23. g2.shear(0.3, 0); //倾斜30%

24. g2.drawImage(img, 0, 0, 300, 200, this);

25. }

26. }

27. public static void main(String[] args) {

28. new TiltImage().setVisible(true);

29. }

30. }//例题19.8

运行结果如下：