JAVA 图形图像与多媒体详解.docx
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JAVA图形图像与多媒体详解
第7章图形、图像与多媒体
7.1绘图基础
要在平面上显示文字和绘图，首先要确定一个平面坐标系。
Java语言约定，显示屏上一个长方形区域为程序绘图区域，坐标原点（0,0）位于整个区域的左上角。
一个坐标点（x，y）对应屏幕窗口中的一个像素，必须是整数。
如图7.1所示。
窗口大小由超文本文件中的width和height指定。
例如，以下超文本确定窗口宽为250像素，高位400像素：
7.1.1Graphics类的基本功能
在java.awt包中，类Graphics提供的功能有：
建立字体、设定显示颜色、显示图像和文本，绘制和填充各种几何图形。
可以从图形对象或使用Component的getGraphics（）方法得到Graphics对象。
Graphics2D类继承Graphics类，并且增加了许多状态属性，使应用程序可以绘制出更加丰富多彩的图形。
在某个组件中绘图，一般应该为这个组件所需的子类重写paint（0方法，在该重写的方法中进行绘图。
但要在JComponent子类的组件中绘图，应重写paintComponent（）方法，在该方法中进行绘图。
例如，继承定义一个文本区子类，要在这样的文本区对象中绘图，就应给这个文本区子类重写paintComponent（）方法。
系统自动为程序通过图形对象，并以参数g传递给paint（）方法和paintComponent（）方法。
7.1.2字型和颜色
显示文字的方法主要有三种：
（1）drawString（Stringstr，intx，inty），在指定的位置显示字符串。
（2）drawChar（chardate[]，intoffset，intlength，intx，inty），在指定的位置显示字符数组中的文字，从字符数组的offset开始，最多显示length个字符。
（3）drawBytes（chardate[]，intoffset，intlength，intx，inty），在指定的位置显示字节数组中的文字，从字节数组的offset开始，最多显示length个字符。
这里给出的显示位置（x，y）为文字的基线的开始坐标，不是文字显示的矩形区域的左上角坐标。
文字字型有三个要素：
字体、风格和字号。
常用的字体有TimesNewRoman、Symbol、宋体、楷体等。
常用的风格有三种：
正常、粗体和斜体，分别用三个常量表示：
Font.PLAIN（正常）、Font.BOLD（粗体）和Font.ITALIC（斜体）。
风格可以组合使用，例如，Font.BOLD+Font.ITALIC。
字号是字的大小，单位是磅。
在Java语言中，用类Font对象设置字型。
Font类的构造方法有：
Font（StringfontName，intstyle，intsize），3个参数分别表示字体、风格和字号。
例如，代码：
FontfnA=newFont（“细明体”,Font.PLAIN,12）
设置的字型是：
细明体、正常风格，12磅字号。
Font类的其他常用方法：
（1）getStyle（），返回字体风格。
（2）getSize（），返回字体大小。
（3）getName（），返回字体名称。
（4）isPlain（），测试字体是否是正常字体。
（5）isBold（），测试字体是否是粗体。
（6）isItalic（），测试字体是否是斜体。
使用Graphics的方法setFont（Fontfont）设置字型。
【例7.1】小应用程序用6种字型显示字符串，显示内容说明本身的字型。
importjava.applet.*;importjava.awt.*;
publicclassExample7_1extendsApplet{
Fontf1=newFont（"Helvetica",Font.PLAIN,18）;
Fontf2=newFont（"Helvetica",Font.BOLD,10）;
Fontf3=newFont（"Helvetica",Font.ITALIC,12）;
Fontf4=newFont（"Helvetica",Font.ITALIC,12）;
Fontf5=newFont（"Courier",Font.BOLD+Font.ITALIC,14）;
Fontf6=newFont（"Dialog",Font.ITALIC,14）;
publicvoidpaint（Graphicsg）{
g.setFont（f1）;g.drawString（"18ptplainHelvetica",5,20）;
g.setFont（f2）;g.drawString（"10ptboldHelvetica",5,43）;
g.setFont（f3）;g.drawString（"12ptitalicHelvetica",5,58）;
g.setFont（f4）;g.drawString（"12ptplainCourier",5,75）;
g.setFont（f5）;g.drawString（"14ptbold&italicTimesRoman",5,92）;
g.setFont（f6）;g.drawString（"14ptitalicDialog",5,111）;
}
}
用类Color的对象设置颜色，有两种方法生成各种颜色。
一是用类Color预定义的颜色：
black、red、white、yellow……；二是通过红绿蓝（RGB）的值合成颜色。
与颜色有关的常用方法：
（1）用类Color的构造方法Color（intR，intG,intB）创建一个颜色对象，参数R、G、B分别表示红色、绿色和蓝色，它们的取值是从0到255。
（2）用类Graphics的方法setColor（Colorc），参数c的取值参见表7-1。
（3）用类Component的方法setBackground（Colorc）设置背景颜色。
因为小程序是组件的子类，直接可用setBackground（）方法改变背景色。
（4）用类Graphics的方法getColor（）获取颜色。
表7-1Color类预定义颜色常量
black
blue
cyan
darkGray
gray
green
lighGray
magenta
orange
pink
red
while
yellow
【例7.2】小应用程序设置颜色并涂方块，其中绘制方块的方法参见7.2节。
importjava.applet.*;
importjava.awt.*;
publicclassExample7_2extendsApplet{
publicvoidpaint（Graphicsg）{
setSize（380,200）;
for（inti=0;i<=10;i++）{
Colormyredcolor=newColor（i*25+5,0,0）;
g.setColor（myredcolor）;
g.fillRect（i*32+5,2,28,28）;//用指定的颜色填充方块
}
for（inti=0;i<=10;i++）{
Colormygreencolor=newColor（0,i*25+5,0）;
g.setColor（mygreencolor）;
g.fillRect（i*32+5,32,28,28）;//用指定的颜色填充方块
}
for（inti=0;i<=10;i++）{
Colormybluecolor=newColor（0,0,i*25+5）;
g.setColor（mybluecolor）;
g.fillRect（i*32+5,62,28,28）;//用指定的颜色填充方块
}
}
}
7.1.3绘图描述
绘图模式是指后绘制的图形与早先绘制的图形有重叠时，然后确定重叠部分的颜色。
例如，后绘制的覆盖早先绘制的；或者后绘制与早先绘制的两种颜色按某种规则混合。
主要有正常模式和异或模式两种：
●正常模式：
是指后绘制的图形覆盖绘制在早先绘制的图形之上，使早先绘制的图形的重叠部分不可再见。
●异或模式：
是指把绘图看作是按图形着色。
异或模式绘图时，将当前正要绘图的颜色、原先绘制的颜色以及异或模式设定的颜色作特定的运算，得到实际绘图颜色。
设置绘图模式的方法有：
（1）setPaintMode（），设置绘图模式为覆盖模式（正常模式）。
正常模式是绘图的默认模式。
（2）setXORMode（Color），设置绘图模式为异或模式，参数c为异或模式设定的绘图颜色。
设背景色为B，用setXORMode（）设置的颜色为C，另用某个背景色D绘图，XOR模式有以下确定实际绘图颜色的法则：
B＋B=C，用背景色绘图，出现C颜色。
D＋D=B，当一个图形重画时就能清除原先所画的图形。
B＋D=B和D的混合色（当B，D不相同时）。
如果某区域已用D着色，再用E着色，则结果是：
D＋E=D和E的混合色（当D、E不相同时）。
XOR绘图模式实例参见7.2.1节的例7.4。
7.2绘图
Graphics类提供基本绘图方式，Graphics类提供更强大的绘图能力。
7.2.1Graphics类的绘图方法
Graphics类提供基本的几何图形绘制方法，主要有：
画线段、画矩形、画圆、画带颜色的图形、画椭圆、画圆弧、画多边形等。
（1）画线段
在窗口中画一条线段，可以使用Graphics类的drawLine（）方法：
●drawLine（intx1，inty1，intx2，inty2）
例如，以下代码在点（3,3）与点（50,50）之间画线段，在点（100,100）处画一个点。
g．drawLine（3,3,50,50）；画一条线段
g．drawLine（100,100,100,100）；画一个点
（2）画矩形
有两种矩形：
普通型和圆角型。
画普通矩形有两种方法：
●drawRect（intx，inty，intwidth，intheight）
画线框围起来的矩形。
其中参数x和y指定矩形左上角的位置，参数width和height是矩形的宽和高。
●fillRect（intx，inty，intwidth，intheight）
用预定的颜色填充一个矩形，得到一个着色的矩形块。
以下代码是画矩形的例子：
g．drawRect（80，100，40，25）；//画线框
g．setColor（Color．yelloe）；
g．fillRect（20，20，20，30）；//画着色块
画圆角矩形也有两个方法：
●drawRoundRect（intx，inty，intwidth，intheight，intarcWidth，intarcHeight）
是用线围起来的圆角矩形。
其中参数x和y指定矩形左上角的位置；参数width和height是矩形的宽和高；arcWidth和arcHeight分别是圆角弧的横向直径和圆角弧的纵向直径。
●fillRoundRect（intx，inty，intwidth，intheight，intarcWidth，intarcHeight）
是用预定的颜色填充的圆角矩形。
各参数的意义同前一个方法。
以下代码是画矩形的例子：
g．drawRoundRect（10，10，150，70，40，25）；//画一个圆角矩形
g．setColor（Color．blue）；
g．fillRoundRect（80，100，100，100，60，40）；//涂一个画角矩形块
g．drawRoundRect（10，150，40，40，40，40）；//画圆
g．setColor（Color．red）；
g．fillRoundRect（80，100，100，100，100，100）；//涂画块
可以用画圆角矩形方法画圆形，当矩形的宽和高相等，圆角弧的横向直径和圆角弧的纵向直径也相等，并等于矩形的宽和高时，画的就是圆形。
参见上述例子中的注释，前一个是画圆，后一个是涂圆块。
（3）画三维矩形
画三维矩形有两个方法：
●draw3DRect（intx，inty，intwidth，intheight，booleanraised）
画一个突出显示的矩形。
其中参数x和y指定矩形左上角的位置，参数width和height是矩形的宽和高，参数raised是突出与否。
●fill3DRect（intx，inty，intwidth，intheight，booleanraised）
用预订的颜色填充一个突出显示的矩形。
以下代码是画突出矩形的例子：
g．draw3DRect（80，100，40，25，true）；//画一个线框
g．setColor（Color．yelloe）；
g．fill3DRect（20，70，20，30，ture）；//画一个着色块
（4）画椭圆形
椭圆形由椭圆的横轴和纵轴确定。
画椭圆形有两个方法：
●drawOval（intx，inty，intwidth，intheight）
是画用线围成的椭圆形。
其中参数x和y指定椭圆形左上角位置，参数width和height是横轴和纵轴。
●fillOval（intx，inty，intwidth，intheight）
是用预订的颜色填充椭圆形，是一个着色块。
也可以用画椭圆形方法画圆形，当横轴和纵轴相等时，所画的椭圆形即为圆形。
以下代码是画椭圆形的例子。
g．drawOval（10，10，60，120）；//画椭圆
g．setColor（Color．cyan）；
g．fillOval（100，30，60，60）；//涂圆块
g．setColor（Color．magenta）；
g．fillOval（15，140，100，50）；//涂椭圆
（5）画圆弧
画圆弧有两个方法：
●drawArc（intx，inty，intwidth，intheight，intstartAngle，intarcAngle）
画椭圆的一部分的圆弧线。
椭圆的中心是它的外接矩形的中心，其中参数是外接矩形的左上角坐标（x，y），宽是width，高是height。
参数startAngle和arcAngle的单位是“度”。
起始角度0度是指3点钟方位。
参数startAngle和arcAngle表示从startAngle角度开始，逆时针方向画arcAngle度的弧。
约定，正值度数是逆时针方向，负值度数是顺时针方向，例如-90度是6点钟方位。
●fillArc（intx，inty，intwidth，intheight，intstartAngle，intarcAngle）
用setColor（）方法设定的颜色，画着色椭圆的一部分。
以下代码是画圆弧的例子：
g．drawArc（10，40，90，50，0，180）；//画圆弧线
g．drawArc（100，40，90，50，180，180）；//画圆弧线
g．setColor（Color．yelloe）；
g．fillArc（10，100，40，40，0，-270）；//填充缺左上角的四分之三椭圆
g．setColor（Color．magenta）；
g．fillArc（60，110，110，60，-90，270）；//填充缺左下角的四分之三椭圆
g．setColor（Color．blue）；
g．fillArc（130，20，40，40，0，360）；//填充圆
（6）画多边形
多边形是用多条线段首尾连接而成的封闭平面图。
多边形线段端点的x坐标和y坐标分别存储在两个数组中，画多边形就是按给定的坐标点顺序用直线段将它们连起来。
以下是画多边形常用的两个方法：
●drawPolygon（intxPoints[]，inty，intyPoints[]，intnPoints）
画一个多边形。
●fillPolygon（intxPoints[]，inty，intyPoints[]，intnPoints）
用方法setColor（）设定的颜色着色多边形。
其中数组xPoints[]存储x坐标点，yPoints[]存储y坐标点，nPoints是坐标点个数。
注意，上述方法并不自动闭合多边形，要画一个闭合的多边形，给出的坐标点的最后一点必须要与第一点相同。
以下代码实现填充一个三角形和画一个八边形。
intpx1[]={50，90，10，50}；//首末点相重，才能画出多边形
intpy1[]={10，50，50，10}；
intpx2[]={140，180，170，180，140，100，110，100，140}；
intpy2[]={5，25，35，45，65，45，35，25，5}；
g．setColor（Color．blue）；
g．fillPolygon（px1，py1,4）；
g．setColor（Color．red）；
g．drawPolygon（px2，py2,9）；
也可以用多边形对象画多边形。
用多边形类Polygon创建一个多边形对象，然后用这个对象绘制多边形。
Polygon类的主要方法：
1Polygon（），创建多边形对象，暂时没有坐标点。
2Polygon（intxPoints[]，inty，intyPoints[]，intnPoints[]），用指定的坐标点创建多边形对象。
3addPoint（），将一个坐标点加入到Polygon对象中。
4drawPolygon（Polygonp），绘制多边形。
5fillPolygon（Polygonp），用指定颜色填充多边形。
例如，以下代码，画一个三角形和填充一个黄色的三角形。
注意，用多边形对象画封闭多边形不要求首末点重合。
intx[]={140，180，170，180，140，100，110，100}；
inty[]={5，25，35，45，65，45，35，25}；
Polygonpolygon1=newPolygon（）；
polygon1.addPoint（50，10）；polygon1.addPoint（90，50）；
polygon1.addPoint（10，50）；g.drawPolygon（polygon1）；
g．setColor（Color．yellow）；
Polygonpolygon2=newPolygon（x，y，8）；
g．fillPolygon（polygon2）；
（7）擦除矩形块
当需要在一个着色图形的中间有一个空缺的矩形块的情况，可用背景色填充一个矩形块实现，相当于在该矩形块上使用了“橡皮擦”。
实现的方法是：
●clearRect（intx，inty，intwidth，intheight）
擦除一个由参数指定的矩形块的着色。
例如，以下代码实现在一个圆中擦除一个矩形块的着色：
g．setColor（Color．blue）；
g．setOval（50，50，100，100）；
g．clearRect（70，70，40，55）；
（8）限定作图显示区域
用一个矩形表示图形的显示区域，要求图形在指定的范围内有效，不重新计算新的坐标值，自动实现超出部分不显示。
方法是：
●clipRect（intx，inty，intwidth，intheight）
限制图形在指定区域内的显示，超出区域的图形不显示。
多个限制区域有覆盖时，得到限制区域的交集区域。
例如，代码：
g．clipRect（0，0，100，50）；
g．clipRect（50，25，100，50）；
相当于
g．clipRect（50，25，20，25）；
（9）复制图形
利用Graphics类的方法copyArea（）可以实现图形的复制，其使用格式是：
●copyArea（intx，inty，intwidth，intheight，intdx，intdy）
dx和dy分别表示将图黏贴到原位置偏移的像素点数，正值为往右或往下偏移量，负值为往左或往上偏移量。
位移的参考点是要复制矩形的左上角坐标。
例如，以下代码示意图形的复制，将一个矩形的一部分、另一个图形的全部分别复制。
g．clipRect（10，10，60，90）；
g．fillRect（90，10，60，90）；
g．copyArea（40，50，60,，70,，-20,，80）；
g．copyArea（110，50，60,，60,，10,，80）；
【例7.3】小应用程序重写update（）方法，只清除圆块，不清除文字。
窗口显示一个不断移动的红色方块。
importjava.applet.*;importjava.awt.*;
publicclassExample7_3extendsApplet{
inti=1;
publicvoidinit（）{
setBackground（Color.yellow）;
}
publicvoidpaint（Graphicsg）{
i=i+8;if（i>160）i=1;
g.setColor（Color.red）;
g.fillRect（i,10,20,20）;
g.drawString（"我正在学习update（）方法！
",100,100）;
try{
Thread.sleep（100）;//程序暂停0.1秒
}
catch（InterruptedExceptione）{}
repaint（）;
}
publicvoidupdate（Graphicsg）{
g.clearRect（i,10,200,100）;//不清除“我正在学习update（）方法！
”
paint（g）;
}
}
一般的绘图程序要继承JFrame，定义一个JFrame窗口子类，还要继承JPanel，定义一个JPanel子类。
在JPanel子类中重定义方法paintcomponent（），在这个方法中调用绘图方法，绘制各种图形。
【例7.4】使用XOR绘图模式的应用程序，绘图效果参见图7.2。
importjava.awt.*;importjavax.swing.*;
publicclassExample7_4extendsJFrame{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
GraphicsDemomyGraphicsFrame=newGraphicsDemo（）;
}
}
classShapesPanelextendsJPanel{
ShapesPanel（）{
setBackground（Color.white）;
}
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