《Java数字图像处理：编程技巧与应用实践》——1.2　Java 2D API

1.2　Java 2D API

当Graphics向下转型为Grahpics2D时，Java 2D的图形绘制引擎得以访问，一个功能更加丰富的图形库呈现在读者眼前，它就是Java 2D API。如果你问笔者Java 2D与Swing有何关系，可以很认真地说，二者毫无瓜葛，Java通过引入Swing、Java 2D与Java 3D，极大地丰富了Java的图形功能，使应用程序接口更加完善，为各种可能的图形开发提供了可靠保证与全面支持，从而也使得学习Java图形方面的知识时不再那么无助了。下面来看一下Java 2D对图形支持与改进都包括了哪些：

• 为显示设备与打印机提供统一的绘制引擎。
• 一个广泛的几何形状支持。
• 文档打印支持。
• 可控制的绘制质量。
• 增强的色彩支持。
• 文字、形状、图像绘制检测。

1.2.1　基本的Java 2D图形绘制

Java 2D图形绘制支持的图形形状如图1-1所示。

Java 2D图形绘制最常见的是将绘制代码放在paintComponent（Graphics g）方法中，显示时Swing会首先调用paint()方法。该方法会调用下面的三个方法：

• paintComponent（Graphics g）
• paintBorder（Graphics g）
• paintChildren（Graphics g）

在绝大多数情况下，图形绘制只需要重载paintComponent()方法来实现。一个基本图形绘制代码如下：

public void paintComponent(Graphics g)
{
    Graphics2D g2d = (Graphics2D)g;
    g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING,
        RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);         //反锯齿
    g2d.setPaint(Color.BLUE);       // 设置画笔颜色
    g2d.drawRect(10, 10, 50, 50);   // 绘制矩形
    g2d.dispose();          // 释放资源
}

1.2.2　使用Java 2D实现太极图形绘制

太极在中国源远流长，黑白相间的太极图案已经是一个文化标志，这里将使用Java 2D的图形绘制技术实现太极图案的绘制。如果仔细观察太极图案，就会发现它是非常精准的黑白对称图案。可通过设置画笔颜色来实现黑白颜色控制，利用Java 2D Area对图形布尔操作的支持实现太极图形绘制。Java 2D Area对图形Shape对象进行支持的四种布尔操作如下。

• Union（加操作）：保留两个几何形状及其重叠部分。
• Subtraction（减操作）：从第一个几何形状减去与第二个几何形状重叠的部分。
• Intersection（可以看成与操作）：只保留两个几何形状重叠的部分。
• Exclusion-or（XOR异或操作）：保留两个几何形状不重叠的部分。

这四种操作的示意图如图1-2所示。

实现太极图案的相关代码如下：

protected void paintComponent(Graphics g) {
    Graphics2D g2 = (Graphics2D)g;
    g2.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING,
                   RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
    // R = 150
    Shape lefthalfCirle = new Ellipse2D.Double(10,10, 300,300);
    // R = 150
    Shape righthalfCircle = new Ellipse2D.Double(10,10, 300,300);
    // R/2 = 75
    Shape innerCircle1 = new Ellipse2D.Double(85,10, 150,150);
    // R = 150
    Shape innerCircle2 = new Ellipse2D.Double(85,160, 150,150);
    Shape rectangel1 = new Rectangle2D.Double(160, 10, 150, 300);
    Shape rectangel2 = new Rectangle2D.Double(10, 10, 150, 300);  

    Area left = new Area(lefthalfCirle);
    Area right = new Area(righthalfCircle);  

    Area area11 = new Area(rectangel1);
    Area area22 = new Area(rectangel2);  

    left.subtract(area11);
    right.subtract(area22);  

    Area inner1 = new Area(innerCircle1);
    Area inner2 = new Area(innerCircle2);  

    left.add(inner1);
    right.add(inner2);

    // trick is here !!!
    right.subtract(inner1);  

    // create minor circle here!!!  // ++ 60, R = 150
    Shape minorWhiteCircle = new Ellipse2D.Double(150,70, 20,20);
    Shape innerBlackCircle = new Ellipse2D.Double(150,230, 20,20);  

    // draw two big frame shape here...
    g2.setPaint(Color.WHITE);
    g2.fill(left);
    g2.setPaint(Color.BLACK);
    g2.fill(right);  

    // draw minor circle here!!!
    g2.fill(minorWhiteCircle);
    g2.setPaint(Color.WHITE);
    g2.fill(innerBlackCircle);
}

运行源文件中第1章中的完整代码可以看到一个标准的太极图案。

书中所有完整的源代码均已打包上传至www.hzbook.com和github，下载后按章节索引即可找到相应的代码，强烈建议运行每个源代码实例，将源代码看成本书的一部分。