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Graphics的使用及五颜六色满天星的实现

2018年01月30日 ⁄ 综合 ⁄ 共 7816字 ⁄ 字号 小 中 大 ⁄ 评论关闭

上图实现的是每半秒钟出现一个任意边形的随机颜色渲染的星星。或许这一点意义都没有，纯粹是我闲着蛋疼。实现一个任意多半行即简单又复杂：

 private static Shape getStar(double x, double y,  
        double innerRadius, double outerRadius,int pointsCount) {  
    GeneralPath path = new GeneralPath();  
    double outerAngleIncrement = 2 * Math.PI / pointsCount;  
    double outerAngle = 0.0;  
    double innerAngle = outerAngleIncrement / 2.0;  
    x += outerRadius;  
    y += outerRadius;  
    float x1 = (float) (Math.cos(outerAngle) * outerRadius + x);  
    float y1 = (float) (Math.sin(outerAngle) * outerRadius + y);  
    float x2 = (float) (Math.cos(innerAngle) * innerRadius + x);  
    float y2 = (float) (Math.sin(innerAngle) * innerRadius + y);  
    path.moveTo(x1, y1);  
    path.lineTo(x2, y2);  
    outerAngle += outerAngleIncrement;  
    innerAngle += outerAngleIncrement;  
    for (int i = 1; i < pointsCount; i++) {  
        x1 = (float) (Math.cos(outerAngle) * outerRadius + x);  
        y1 = (float) (Math.sin(outerAngle) * outerRadius + y);  
        path.lineTo(x1, y1);  
        x2 = (float) (Math.cos(innerAngle) * innerRadius + x);  
        y2 = (float) (Math.sin(innerAngle) * innerRadius + y);  
        path.lineTo(x2, y2);  
        outerAngle += outerAngleIncrement;  
        innerAngle += outerAngleIncrement;  
    }  
    path.closePath();  
    return path;  
}

 

    用getStar(...)获得的只是一个Shape，没有颜色，没有形象，只是数学意义上的经过一定算法得到的多边形。如何把这个多边形显示出来并渲染成五颜六色呢，这就要了解了解Graphics了。

     一：Graphics

     Graphics可以说是Swing的灵魂。哦，这里说的Graphics是指Graphics和Graphics2D的统称。Graphics和Swing有关系吗，我用了那么多组件怎么没见过？那只说明你对Swing的了解只停留在表面，或者说现有的组件已满足了你的要求。但你翻遍Swing的所有组件找不到合适的时候怎么办呢，自己动手，丰衣足食。这时Graphics就派上用场了。你不防进各个组件的源码看看，到处都是Graphics的身影。看看源代码，你会发现，几乎所有的Swing组件都是通过Graphics绘制出来的。当然要做出美观绚丽的界面少不了各种各样的渲染。

 

     组件的渲染很简单：

  1. 获得一个Graphics（或Graphics2D）对象。
  2. 设置这个Graphics对象的属性。
  3. 用这个Graphics对象绘制图形基本元素。

     组件的千差万别也在于：

  1. 如果获取Graphics对象：是通过图像还是组件，或者给定一个。
  2. 在这个Graphics对象上设置哪些属性。
  3. 用这个Graphics对象执行什么制图操作。

     拥有点、面、线，就能把整个世界描绘出来。这个Graphics都有，再加上图形学中各种数学知识。还有什么做不出来呢。本例子用到的主要方法有：

  1. setPaint (Paint  paint)： 为
    Graphics2D 上下文设置 Paint 属性。
  2. fillRect (int x, int y, int width, int height)： 填充指定的矩形。
  3. setRenderingHint (RenderingHints.Key  hintKey,
    Object  hintValue)：     为呈现算法设置单个首选项的值。
  4. fill (Shape  s)： 使用
    Graphics2D 上下文的设置，填充 Shape 的内部区域。
  5. drawString (String  str, int x, int y)： 使用
    Graphics2D 上下文中的当前文本属性状态呈现指定的 String 的文本。

    有了这些方法，把Shape画到面板上就轻而易举了：

@Override  
protected void paintComponent(Graphics g) {  
    Graphics2D g2d = (Graphics2D)g;  
    //天空背景   
    GradientPaint background = new GradientPaint(0f, 0f, Color.GRAY.darker(),  
            0f, (float)getHeight(), Color.GRAY.brighter());  
    g2d.setPaint(background);  
    g2d.fillRect(0, 0, getWidth(), 4*getHeight()/5);  
    //地面背景   
    background = new GradientPaint(0f, (float)4*getHeight()/5,  
            Color.BLACK,  
            0f, (float)getHeight(), Color.GRAY.darker());  
    g2d.setPaint(background);  
    g2d.fillRect(0, 4*getHeight()/5, getWidth(), getHeight()/5);  
    //开启抗锯齿   
    g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING,  
            RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);  
    //画所有的星星   
    for (Shape star : stars) {  
        Rectangle rect = star.getBounds();  
        Point2D center = new Point2D.Float(  
                rect.x + (float)rect.width / 2.0f,  
                rect.y + (float)rect.height / 2.0f);  
        float radius = (float)rect.width / 2.0f;  
        float[] dist = {0.1f, 0.9f};  
        //圆形辐射颜色渐变模式   
        RadialGradientPaint paint = new RadialGradientPaint(center, radius,  
                dist, colors[random.nextInt(colors.length)]);  
        g2d.setPaint(paint);  
        g2d.fill(star);  
    }  
    g2d.drawString(menInfo,10, 10);  
}

要充分看懂以上代码，下面这些介绍可能有点用；只是简单介绍，详细用法请查看javadoc：

     二：GeneralPath

     GeneralPath类表示根据直线、二次曲线和三次曲线构造的几何图形，其中可以指定一些规则。它是Shape接口的一个实现类。父类是Path2D，也是表示任意几何形状路径的简单而又灵活的形状。我们的多边形星星就是采用默认的非零旋绕规则生成的。用到的方法有：

  1. moveTo (float x, float y)： 通过移动到指定的坐标（以 float 精度指定），将一个点添加到路径中。
  2. lineTo (float x, float y)： 通过绘制一条从当前坐标到指定新坐标（以 float 精度指定）的直线，将一个点添加到路径中。
  3. closePath ()： 通过绘制一条向后延伸到最后一个 moveTo 的坐标的直线，封闭当前子路径。

     三：GradientPaint

     GradientPaint类提供了使用线性颜色渐变模式填充 Shape
的方法，分周期渐变和非周期渐变两种。我们定义的天空是从上到下由深灰到浅灰渐变，地面是从距底部五分一处到底部由黑到深灰渐变。它的构造方法：

    GradientPaint (float x1, float y1,
Color  color1, float x2, float y2, Color  color2)

    GradientPaint (float x1, float y1,
Color  color1, float x2, float y2, Color  color2, boolean cyclic)

    
 四：RadialGradientPaint

     RadialGradientPaint 类提供使用圆形辐射颜色渐变模式填充某一形状的方式。用户可以指定两种或多种渐变颜色，此绘制将在颜色与颜色之间提供一个插值。星星就是采用这种渐变方式进行渲染的。这是一种非常有趣的渐变方式，通过不同的参数，可以实现绚丽多彩的图形。详情请看javadoc。

 

     好了，暂时就到这吧，附上全部代码：

 

package com.monitor1394.star;  
import java.awt.Color;  
import java.awt.GradientPaint;  
import java.awt.Graphics;  
import java.awt.Graphics2D;  
import java.awt.RadialGradientPaint;  
import java.awt.Rectangle;  
import java.awt.RenderingHints;  
import java.awt.Shape;  
import java.awt.event.ActionEvent;  
import java.awt.event.ActionListener;  
import java.awt.geom.GeneralPath;  
import java.awt.geom.Point2D;  
import java.util.LinkedList;  
import java.util.List;  
import java.util.Random;  
import javax.swing.JComponent;  
import javax.swing.JFrame;  
import javax.swing.SwingUtilities;  
import javax.swing.Timer;  
import javax.swing.UIManager;  
/** 
 * 五颜六色满天星的实现 
 * 
 * @author  
 * Created on  
 */  
public class StarShine extends JComponent{  
    private List<Shape> stars=new LinkedList<Shape>();  
    private static Random random=new Random();  
    private static Color[][] colors={  
        {Color.WHITE, Color.BLACK},  
        {Color.WHITE, Color.BLUE},  
        {Color.ORANGE, Color.PINK},  
        {Color.ORANGE, Color.green}  
    };  
    private String menInfo="";  
    public StarShine(){  
        setBackground(Color.WHITE);  
        //每秒输出内存信息   
        new Timer(500, new ActionListener() {  
            public void actionPerformed(ActionEvent evt) {  
                //随机多边形   
                int centerX =random.nextInt(getWidth());  
                int centerY =random.nextInt(getHeight());  
                double innerSize = 1 + (25 * Math.random());  
                double outerSize = innerSize + 10 + (15 * Math.random());  
                int numPoints = (int)(8 * Math.random() + 5);  
               stars.add(getStar(centerX,centerY,innerSize,outerSize,numPoints));  
                //内存信息   
                long tm=Runtime.getRuntime().totalMemory();  
                long mm=Runtime.getRuntime().maxMemory();  
               long fm=Runtime.getRuntime().freeMemory();  
                long um=tm-fm;  
                menInfo=String.format("%d / %d MB  %d", um/(1024*1024),mm/(1024*1024),stars.size());  
                repaint();  
            }  
        }).start();  
    }  
    @Override  
    protected void paintComponent(Graphics g) {  
        Graphics2D g2d = (Graphics2D)g;  
        //天空背景   
        GradientPaint background = new GradientPaint(0f, 0f, Color.GRAY.darker(),  
                0f, (float)getHeight(), Color.GRAY.brighter());  
        g2d.setPaint(background);  
        g2d.fillRect(0, 0, getWidth(), 4*getHeight()/5);  
        //地面背景   
        background = new GradientPaint(0f, (float)4*getHeight()/5,  
                Color.BLACK,  
                0f, (float)getHeight(), Color.GRAY.darker());  
        g2d.setPaint(background);  
        g2d.fillRect(0, 4*getHeight()/5, getWidth(), getHeight()/5);  
        //开启抗锯齿   
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING,  
                RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);  
        //画所有的星星   
        for (Shape star : stars) {  
            Rectangle rect = star.getBounds();  
            Point2D center = new Point2D.Float(  
                    rect.x + (float)rect.width / 2.0f,  
                    rect.y + (float)rect.height / 2.0f);  
            float radius = (float)rect.width / 2.0f;  
            float[] dist = {0.1f, 0.9f};  
            //圆形辐射颜色渐变模式   
            RadialGradientPaint paint = new RadialGradientPaint(center, radius,  
                    dist, colors[random.nextInt(colors.length)]);  
            g2d.setPaint(paint);  
            g2d.fill(star);  
        }  
        g2d.drawString(menInfo,10, 10);  
    }  
    /** 
     * 获得一个随机边的多边形 
     * @param x 中心点X 
     * @param y 中心点Y 
     * @param innerRadius 内圆半径 
     * @param outerRadius 外圆半径 
     * @param pointsCount 角数 
     * @return 一个多边形 
     */  
    private static Shape getStar(double x, double y,  
            double innerRadius, double outerRadius,int pointsCount) {  
        GeneralPath path = new GeneralPath();  
        double outerAngleIncrement = 2 * Math.PI / pointsCount;  
        double outerAngle = 0.0;  
        double innerAngle = outerAngleIncrement / 2.0;  
        x += outerRadius;  
        y += outerRadius;  
        float x1 = (float) (Math.cos(outerAngle) * outerRadius + x);  
        float y1 = (float) (Math.sin(outerAngle) * outerRadius + y);  
        float x2 = (float) (Math.cos(innerAngle) * innerRadius + x);  
        float y2 = (float) (Math.sin(innerAngle) * innerRadius + y);  
        path.moveTo(x1, y1);  
        path.lineTo(x2, y2);  
        outerAngle += outerAngleIncrement;  
        innerAngle += outerAngleIncrement;  
        for (int i = 1; i < pointsCount; i++) {  
            x1 = (float) (Math.cos(outerAngle) * outerRadius + x);  
            y1 = (float) (Math.sin(outerAngle) * outerRadius + y);  
            path.lineTo(x1, y1);  
            x2 = (float) (Math.cos(innerAngle) * innerRadius + x);  
            y2 = (float) (Math.sin(innerAngle) * innerRadius + y);  
            path.lineTo(x2, y2);  
            outerAngle += outerAngleIncrement;  
            innerAngle += outerAngleIncrement;  
        }  
        path.closePath();  
        return path;  
    }  
    /** 创建界面 */  
    private static void createAndShowGUI() {  
        final JFrame f = new JFrame("Star Shine");  
        f.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);  
        f.setSize(800, 500);  
        f.add(new StarShine());  
        f.setVisible(true);  
        f.setLocationRelativeTo(f.getOwner());  
    }  
    public static void main(String args[]) {  
        SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {  
            public void run() {  
                try {  
                    UIManager.setLookAndFeel(UIManager.getSystemLookAndFeelClassName());  
                } catch (Exception ex) {  
                }  
                createAndShowGUI();  
            }  
        });  
    }  
}

    后注：星星的生成算法是参考《Filthy Rich Clients》一书中的DrawShape例子，这里只不过是一个读书笔记罢了。

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