GRAFIKA 2D I

3D -

TUTORIAL

Marcin Turek, Dawid Szymczyk,
Ryszard Szwajlik

Wprowadzenie

Java2D API w sposób znaczny rozszerza

możliwości graficzne AWT. Po pierwsze
umożliwia zarządzanie i rysowanie
elementów graficznych o współrzędnych
zmiennoprzecinkowych (float i double).
Własność ta jest niezwykle przydatna dla
różnych aplikacji.

Ta podstawowa zmiana podejścia do

rysowania

obiektów

graficznych

i

geometrycznych powoduje powstanie,
nowych, licznych klas i metod…

Graphics i Graphics 2D

Graphics — bazowa klasa abstrakcyjna dla wszystkich

kontekstów

graficznych

umożliwiających

rysowanie

na

komponentach.

Graphics2D

—

rozszerzenie

dostarczające

bardziej

zaawansowanej kontroli nad rysowaniem:



rysowanie i wypełnianie:



tekstu: drawText(),



obrazów: drawImage(),



kształtów geometrycznych: drawLine(), drawArc(), drawRect(),
drawOval(), drawPolygon(), fill();



konfiguracja atrybutów: setFont(), setColor(), setStroke(),
setPaint();

*** PRZYKŁADY ZAMIESZCZONE W PRZESŁANYCH PLIKACH ***

Zaczynamy…

Aby

stworzyć

aplikację

pozwalającą

na

rysowanie figur geomoetrycznych (jak również
innych elementów grafiki 2D – np. obrazów)
musimy:



stworzyć klasę ramki (potomek JFrame)



stworzyć panel na którym będziemu umieszczać



graficzne elementy. (pochodna JPanel)



„narysować” i umieścić w panelu elementy
graficzne (przeciążamy metody paint(Graphics
g); lub paintComponent(Graphics g) );

W metodach przedstawionych metodach
(paint() lub paintComponent()), zachodzi
cały proces rysowania. W sposób
szczególny należy wyróżnić tutaj sposób
rysowania nowych elementów. Odbywa
się to poprzez zastosowanie jednej
metody:

Graphics2D g2;

//stworzenie obiektu

g2.draw(Shape s);

//wywołanie metody draw();

Draw(…);

Metoda draw() umożliwia narysowanie
dowolnego

obiektu

implementującego

interfejs Shape (kształt). Przykładowo
narysowanie linii o współrzędnych typu
float można wykonać w następujący
sposób:

Line2D linia = new Line2D.Float(20.0f, 10.0f, 100.0f, 10.0f);
g2.draw(linia);

*** PRZYKŁADY ZAMIESZCZONE W PRZESŁANYCH PLIKACH ***

Kształty

Podstawowe kształty:



Point2D,



Line2D,



krzywe:



QuadCurve2D,



CubicCurve2D,



Rectangle2D,



RoundedRectangle2D,



Ellipse2D,



Arc2D,



podklasy:



Name2D.Name — publicznie pola typu int,



Name2D.Double — publiczne pola typu double,



Name2D.Float — publiczne pola typu float

Złożone kształty

GeneralPath — implementuje interfejs Shape,
reprezentuje geometryczną ścieżkę stworzoną z
linii
i krzywych:



new GeneralPath(),



moveTo(),



lineTo(),



quadTo(),



curveTo(),



closePath(),



append().

GeneralPath oddShape = new GeneralPath();
...
public GeneralPath createPath(int x, int y) {

x2 = x;
y2 = y;
oddShape.moveTo(x, y);
x -= 100;
oddShape.lineTo(x, y);
y += 50;
oddShape.lineTo(x, y);
x += 100;
oddShape.lineTo(x, y);
x += 10;
y -= 10;
x1 = x - 20;
y1 = y - 20;
oddShape.curveTo(x, y, x1, y1, x2, y2);
return oddShape;

}

Obserwator



Obserwator (Observer) — nasłuchuje na zmiany w
innym obiekcie, implementuje interfejs Observer:



void update(Observable o, Object arg).



Obiekt obserwowany (Observable) —
powiadamiania inne obiekty o zmianie swojego
stanu, dziedziczy po klasie Observable:



setChanged() — informacja że nastąpiły zmiany,



notifyObservers() — informacja do obserwatorów,



notifyObservers(Object obj).



Oddzielenie logiki od wyświetlania, osobne
moduły do działania na danych i wyświetlania.

Dodatkowe klasy w AWT wspomagające grafikę to
BasicStroke oraz TexturePaint. Pierwsza
z

nich

umożliwia

stworzenie

właściwości

rysowanego obiektu takich jak np.: szerokość linii,
typ linii.

Przykładowo ustawienie szerokości linii na 12 punktów
odbywać się może poprzez zastosowanie następującego
kodu:

grubaLinia = new BasicStroke(12.0f);
g2.setStroke(grubaLinia);

Klasa TexturePaint umożliwia wypełnienie
danego kształtu (Shape) określoną teksturą.

//zastosowanie klasyTexturePaint

public void paint(Graphics g) {

Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
BufferedImage bi = new BufferedImage(5, 5,
BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
Graphics2D big = bi.createGraphics();

big.setColor(Color.blue);
big.fillRect(0, 0, 5, 5);
big.setColor(Color.lightGray);
big.fillOval(0, 0, 5, 5);

Rectangle r =
new Rectangle(0, 0, 5, 5);
g2.setPaint(new TexturePaint(bi, r));
Rectangle rect = new Rectangle(5,5,200,200);
g2.fill(rect);

}

Kolory

Kolor którym będzie rysowana figura wyieramy za
pomocą

metody

setPaint

klasy

Graphics2D.

Agumentem metody setPaint są obiekty klasy
java.awt.Color:



Color.RED – predefiniowane stale klasy Color;



new Color(int r, int g, int b) – tworzenie
obiektu klasy Color (składowe koloru RGB);

W połączeniu z metodą setPaint:



setPaint(Color.RED);



setPaint(new Color(255,255,0));

Obrazy

Klasy obsługujące obrazki:



Image — abstrakcyjna klasa nadrzędna
przedstawiająca obraz jako tablicę pikseli,



BufferedImage — klasa pozwalająca na operacje na
obrazku, można tworzyć instancje.

ImageIO — wczytywanie i zapisywanie obrazów:



wsparcie dla: GIF, PNG, JPEG, BMP, WBMP,
rozszerzalność o inne formaty (dostępne pluginy dla
TIFF i JPEG 2000),



BufferedImage read(File file),



boolean write(RenderedImage img, String format, File
output).

Image

W początkowych wersjach bibliotek graficznych
Javy podstawą pracy z obrazami była klasa
Java.awt.Image. Obiekty tej abstrakcyjnej
klasy nadrzędnej uzyskiwane są w sposób
zależny od urządzeń.
Podstawowa metoda zwracająca obiekt typu
Image (klasa Image jest abstrakcyjna), często
wykorzystywana w programach tworzonych w
Javie to getImage(). Metoda ta dla aplikacji
jest związana z klasą Toolkit, natomiast dla
appletówz klasą Applet.

Wywołanie metody getImage() polega albo na
podaniu ścieżki dostępu (jako String) lub
lokalizatora URL do obrazu przechowywanego
w formacie GIF lub JPEG. Przykładowo:

Image obraz = Toolkit.getDefaultToolkit.getImage("pic.gif");

-

zwraca

obiekt

obraz

na

podstawie

obrazu

przechowywanego w pliku pic.gif w bieżącej ścieżce
dostępu;

Image obraz = Toolkit.getDefaultToolkit.getImage(new
URL("http://.../pic.gif");

-

zwraca

obiekt

obraz

na

podstawie

obrazu

przechowywanego w pliku pic.gif na serwerze podanym
w URL.

Mając obiekt typu Image można obraz z nim
związany wyświetlić (narysować). W tym celu
należy wykorzystać jedną z metod drawImage().
W najprostszej metodzie drawImage() podając
jako argument obiekt typu Image, współrzędne
x,y oraz obserwatora (ImageObserver, często w
ciele

klasy

komponentu,

w którym się rysuje odwołanie do obserwatora
jest wskazaniem aktualnego obiektu komponentu
- this) możemy wyświetlić obrazu w dozwolonym
do tego elemencie. Inna wersja metody
drawImage()

umożliwia

skalowanie

wyświetlanego

obrazu

poprzez

podanie

dodatkowych argumentów: szerokość (width)
i wysokość (height).

public void paintComponent(Graphics g){

super.paintComponent(g);

Image img =
Toolkit.getDefaultToolkit().createImage(„image.png");

g.drawImage(img, 0,0, this);

}

Oprócz poznanych do tej pory operacji związanych
z obrazami (stworzenie obiektu Image, filtracja
danych,

wyświetlenie

i

skalowanie)

często

wykorzystuje się dwie z kilku istniejących metod
klasy Image, a mianowicie Image.getWidth() oraz
Image.getHeight().

Metody

te

umożliwiają

poznanie wymiarów obrazu, co jest często niezwykle
istotne z punktu widzenia ich wyświetlania
i przetwarzania.

BufferedImage

Obiekt

BufferedImage

może

być

stworzony

bezpośrednio w pamięci i użyty do przechowywania
i przetwarzania danych obrazu uzyskanego z pliku lub
poprzez URL. Obraz BufferedImage może być
wyświetlony

poprzez

użycie

obiektów

klasy

Graphics2D. Obiekt BufferedImage zawiera dwa istotne
obiekty: obiekt danych - Raster oraz model kolorów
ColorModel. Klasa Raster umożliwia zarządzanie
danymi obrazu. Na obiekt tej klasy składają się obiekty
DataBuffer oraz SampleModel. DataBuffer stanowi
macierz

wartości

próbek

obrazu,

natomiast

SampleModel określa sposób interpretacji tych próbek.

Przykładowo dla danego piksela próbki (RGB) mogą
być przechowywane w trzech różnych macierzach
(banded interleaved) lub w jednej macierzy w
formie przeplatanych próbek (pixel interleaved) dla
różnych komponentów (R1,G1,B1,R2,G2,B2,...).
Rolą SampleModel jest określenie jakiej formy użyto
do zapisu danych w macierzach. Najczęściej nie
tworzy się bezpośrednio obiektu Raster lecz
wykorzystuje

się

efekt

działania

obiektu

BufferedImage, który rozbija Image na Raster oraz
ColorModel. Niemniej istnieje możliwość stworzenia
obiektu

Raster

poprzez

stworzenie

obiektu

WritableRaster i podaniu go jako argumentu w
jednym z konstruktorów klasy BufferedImage.

public File img = new File("image.png");
public BufferedImage buffImg = new

BufferedImage(240, 240,
BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);

buffImg = ImageIO.read(img);

Graphics2D g = newImage.createGraphics();

g.drawImage(in, 0, 0, null);

DZIĘKUJEMY ZA

UWAGĘ 