Java绘图: 使用 Graphics 类绘制线段、矩形、椭圆/圆弧/扇形、图片、文本

傷城~ 2021-09-22 05:28 1928阅读 0赞

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[Java Swing 图形界面开发（目录）][Java Swing]

# 1. Graphics 绘图画布 #

Graphics 类相当于一个画布，每个 Swing 组件都通过 Graphics 对象来绘制显示。绘图的原点位于组件的左上角，如下图所示:

![Graphics坐标][Graphics]

**`Graphics`类中常用的绘制相关方法：**

○ 参数 / 设置:

// 创建 Graphics 的副本
    Graphics create()
    // 回收 Graphics
    void dispose()
    
    // 设置画笔颜色
    void setColor(Color c)
    // 擦除某一区域（擦除后显示背景色）
    void clearRect(int x, int y, int width, int height)

1、线段 / 折线:

// 绘制一条线段（如果两点为同一点，则绘制点）
    void drawLine(int x1, int y1, int x2, int y2)
    // 根据给定的多个点坐标绘制折线
    void drawPolyline(int xPoints[], int yPoints[], int nPoints)

2、矩形 / 多边形:

// 绘制一个矩形（空心）
    void drawRect(int x, int y, int width, int height)
    // 填充一个矩形（实心）
    void fillRect(int x, int y, int width, int height)
    
    // 绘制一个圆角矩形
    void drawRoundRect(int x, int y, int width, int height, int arcWidth, int arcHeight)
    // 填充一个圆角矩形
    void fillRoundRect(int x, int y, int width, int height, int arcWidth, int arcHeight)
    
    // 绘制一个3D矩形
    void draw3DRect(int x, int y, int width, int height, boolean raised)
    // 填充一个3D矩形
    void fill3DRect(int x, int y, int width, int height, boolean raised)
    
    // 根据给定的多个点坐标绘制一个多边形（首尾相连）
    void drawPolygon(int xPoints[], int yPoints[], int nPoints)
    // 根据给定的多个点坐标填充一个多边形（首尾相连）
    void fillPolygon(int xPoints[], int yPoints[], int nPoints)

3、圆弧 / 扇形:

// 绘制一个圆弧（弧线）
    void drawArc(int x, int y, int width, int height, int startAngle, int arcAngle)
    // 填充一个圆弧（扇形）
    void fillArc(int x, int y, int width, int height, int startAngle, int arcAngle)

4、椭圆:

// 绘制一个椭圆
    void drawOval(int x, int y, int width, int height)
    // 填充一个椭圆
    void fillOval(int x, int y, int width, int height)

5、图片

/* * 先读取图片 */
    // 方法一: 通过 java.awt.Toolkit 工具类来读取本地、网络 或 内存中 的 图片（支持 GIF、JPEG 或 PNG）
    Image image = Toolkit.getDefaultToolkit().getImage(String filename);
    Image image = Toolkit.getDefaultToolkit().getImage(URL url);
    Image image = Toolkit.getDefaultToolkit().createImage(byte[] imageData);
    
    // 方法二: 通过 javax.imageio.ImageIO 工具类读取本地、网络 或 内存中 的 图片（BufferedImage 继承自 Image）
    BufferedImage bufImage = ImageIO.read(File input);
    BufferedImage bufImage = ImageIO.read(URL input);
    BufferedImage bufImage = ImageIO.read(InputStream input);
    
    /* * PS_01: 图片宽高: BufferedImage 可以通过 bufImage.getWidth() 和 bufImage.getHeight() 方法直接获取图片的宽高; * Image 获取宽高需要另外传入一个 ImageObserver 参数。 * * PS_02: 图片裁剪: BufferedImage 通过 bufImage.getSubimage(int x, int y, int w, int h) 方法可以截取图片的 * 任意一部分，返回一个新的 BufferedImage 实例。 * * PS_03: 图片缩放: Image 通过 image.getScaledInstance(int width, int height, int hints) 方法可以对图片进行 * 缩放，返回新的一个 Image 实例。 */
    
    // 绘制一张图片（所有组件类实现了 ImageObserver 接口，即组件实例即为 ImageObserver）
    boolean drawImage(Image image, int x, int y, int width, int height, ImageObserver observer)

6、文本

// 设置字体（字体、样式、大小）
    void setFont(Font font)
    // 绘制一段文本，其中 (x, y) 坐标指的是文本序列的 左下角 的位置
    void drawString(String str, int x, int y)

# 2. Graphics2D #

在 Swing 组件的实际绘制中通常使用的是 Graphics 的一个子类 **`Graphics2D`**, 该类中提供了更为丰富的接口来绘制更为复杂的需求。

**`Graphics2D`类中的部分方法：**

1、参数 / 设置

// 设置背景（擦除后显示该背景）
    void setBackground(Color color)
    // 设置笔画的轮廓特性（如画笔宽度、实线、虚线等）
    void setStroke(Stroke s)

2、绘制结果的变换

// 平移
    void translate(int x, int y)
    // 旋转
    void rotate(double theta, double originX, double originY)
    // 缩放
    void scale(double sx, double sy)
    
    // 将图片经过指定变换后绘制显示
    boolean drawImage(Image image, AffineTransform xform, ImageObserver obs)

# 3. 自定义组件, 绘图演示 #

package com.xiets.drawdemo;
    
    import javax.swing.*;
    import java.awt.*;
    
    public class Main { 
    
        public static void main(String[] args) { 
            /* * 在 AWT 的事件队列线程中创建窗口和组件, 确保线程安全, * 即 组件创建、绘制、事件响应 需要处于同一线程。 */
            EventQueue.invokeLater(new Runnable() { 
                @Override
                public void run() { 
                    // 创建窗口对象
                    MyFrame frame = new MyFrame();
                    // 显示窗口
                    frame.setVisible(true);
                }
            });
        }
    
        /** * 窗口 */
        public static class MyFrame extends JFrame { 
    
            public static final String TITLE = "Java图形绘制";
    
            public static final int WIDTH = 250;
            public static final int HEIGHT = 300;
    
            public MyFrame() { 
                super();
                initFrame();
            }
    
            private void initFrame() { 
                // 设置 窗口标题 和 窗口大小
                setTitle(TITLE);
                setSize(WIDTH, HEIGHT);
    
                // 设置窗口关闭按钮的默认操作(点击关闭时退出进程)
                setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);
    
                // 把窗口位置设置到屏幕的中心
                setLocationRelativeTo(null);
    
                // 设置窗口的内容面板
                MyPanel panel = new MyPanel(this);
                setContentPane(panel);
            }
    
        }
    
        /** * 内容面板 */
        public static class MyPanel extends JPanel { 
    
            private MyFrame frame;
    
            public MyPanel(MyFrame frame) { 
                super();
                this.frame = frame;
            }
    
            /** * 绘制面板的内容: 创建 JPanel 后会调用一次该方法绘制内容, * 之后如果数据改变需要重新绘制, 可调用 updateUI() 方法触发 * 系统再次调用该方法绘制更新 JPanel 的内容。 */
            @Override
            protected void paintComponent(Graphics g) { 
                super.paintComponent(g);
    
                // 重新调用 Graphics 的绘制方法绘制时将自动擦除旧的内容
    
                /* 自行打开下面注释查看各绘制效果 */
    
                // 1. 线段 / 折线
                drawLine(g);
    
                // 2. 矩形 / 多边形
                // drawRect(g);
    
                // 3. 圆弧 / 扇形
                // drawArc(g);
    
                // 4. 椭圆
                // drawOval(g);
    
                // 5. 图片
                // drawImage(g);
    
                // 6. 文本
                // drawString(g);
            }
    
            /** * 1. 线段 / 折线 */
            private void drawLine(Graphics g) { 
                frame.setTitle("1. 线段 / 折线");
    
                // 创建 Graphics 的副本, 需要改变 Graphics 的参数,
                // 这里必须使用副本, 避免影响到 Graphics 原有的设置
                Graphics2D g2d = (Graphics2D) g.create();
    
                // 抗锯齿
                g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
                // 设置画笔颜色
                g2d.setColor(Color.RED);
    
                // 1. 两点绘制线段: 点(20, 50), 点(200, 50)
                g2d.drawLine(50, 50, 200, 50);
    
                // 2. 多点绘制折线: 点(50, 100), 点(100, 130), 点(150, 70), 点(200, 100)
                int[] xPoints = new int[] {  50, 100, 150, 200 };
                int[] yPoints = new int[] {  100, 120, 80, 100 };
                int nPoints = 4;
                g2d.drawPolyline(xPoints, yPoints, nPoints);
    
                // 3. 两点绘制线段（设置线宽为5px）: 点(50, 150), 点(200, 150)
                BasicStroke bs1 = new BasicStroke(5);       // 笔画的轮廓（画笔宽度/线宽为5px）
                g2d.setStroke(bs1);
                g2d.drawLine(50, 150, 200, 150);
    
                // 4. 绘制虚线: 将虚线分为若干段（ 实线段 和 空白段 都认为是一段）, 实线段 和 空白段 交替绘制,
                // 绘制的每一段（包括 实线段 和 空白段）的 长度 从 dash 虚线模式数组中取值（从首
                // 元素开始循环取值）, 下面数组即表示每段长度分别为: 5px, 10px, 5px, 10px, ...
                float[] dash = new float[] {  5, 10 };
                BasicStroke bs2 = new BasicStroke(
                        1,                      // 画笔宽度/线宽
                        BasicStroke.CAP_SQUARE,
                        BasicStroke.JOIN_MITER,
                        10.0f,
                        dash,                   // 虚线模式数组
                        0.0f
                );
                g2d.setStroke(bs2);
                g2d.drawLine(50, 200, 200, 200);
    
                // 自己创建的副本用完要销毁掉
                g2d.dispose();
            }
    
            /** * 2. 矩形 / 多边形 */
            private void drawRect(Graphics g) { 
                frame.setTitle("2. 矩形 / 多边形");
                Graphics2D g2d = (Graphics2D) g.create();
    
                g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
                g2d.setColor(Color.GRAY);
    
                // 1. 绘制一个矩形: 起点(30, 20), 宽80, 高100
                g2d.drawRect(30, 20, 80, 100);
    
                // 2. 填充一个矩形
                g2d.fillRect(140, 20, 80, 100);
    
                // 3. 绘制一个圆角矩形: 起点(30, 150), 宽80, 高100, 圆角宽30, 圆角高30
                g2d.drawRoundRect(30, 150, 80, 100, 30, 30);
    
                // 4. 绘制一个多边形(收尾相连): 点(140, 150), 点(180, 250), 点(220, 200)
                int[] xPoints = new int[] {  140, 180, 220};
                int[] yPoints = new int[] {  150,  250, 200};
                int nPoints = 3;
                g2d.drawPolygon(xPoints, yPoints, nPoints);
    
                g2d.dispose();
            }
    
            /** * 3. 圆弧 / 扇形 */
            private void drawArc(Graphics g) { 
                frame.setTitle("3. 圆弧 / 扇形");
                Graphics2D g2d = (Graphics2D) g.create();
    
                g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
                g2d.setColor(Color.RED);
    
                // 1. 绘制一条圆弧: 椭圆的外切矩形 左上角坐标为(0, 0), 宽100, 高100,
                // 弧的开始角度为0度, 需要绘制的角度数为-90度,
                // 椭圆右边水平线为0度, 逆时针为正角度, 顺时针为负角度
                g2d.drawArc(0, 0, 100, 100, 0, -90);
    
                // 2. 绘制一个圆: 圆的外切矩形 左上角坐标为(120, 20), 宽高为100
                g2d.drawArc(120, 20, 100, 100, 0, 360);
    
                g2d.setColor(Color.GRAY);
    
                // 3. 填充一个扇形
                g2d.fillArc(80, 150, 100, 100, 90, 270);
    
                g2d.dispose();
            }
    
            /** * 4. 椭圆 (实际上通过绘制360度的圆弧/扇形也能达到绘制圆/椭圆的效果) */
            private void drawOval(Graphics g) { 
                frame.setTitle("4. 椭圆");
                Graphics2D g2d = (Graphics2D) g.create();
    
                g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
                g2d.setColor(Color.RED);
    
                // 1. 绘制一个圆: 圆的外切矩形 左上角坐标为(0, 0), 宽高为100
                g2d.drawOval(0, 0, 100, 100);
    
                g2d.setColor(Color.GRAY);
    
                // 2. 填充一个椭圆
                g2d.fillOval(120, 100, 100, 150);
    
                g2d.dispose();
            }
    
            /** * 5. 图片 */
            private void drawImage(Graphics g) { 
                frame.setTitle("5. 图片");
                Graphics2D g2d = (Graphics2D) g.create();
    
                // 从本地读取一张图片
                String filepath = "demo.jpg";
                Image image = Toolkit.getDefaultToolkit().getImage(filepath);
    
                // 绘制图片（如果宽高传的不是图片原本的宽高, 则图片将会适当缩放绘制）
                g2d.drawImage(image, 50, 50, image.getWidth(this), image.getHeight(this), this);
    
                g2d.dispose();
            }
    
            /** * 6. 文本 */
            private void drawString(Graphics g) { 
                frame.setTitle("6. 文本");
                Graphics2D g2d = (Graphics2D) g.create();
    
                g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
    
                // 设置字体样式, null 表示使用默认字体, Font.PLAIN 为普通样式, 大小为 25px
                g2d.setFont(new Font(null, Font.PLAIN, 25));
    
                // 绘制文本, 其中坐标参数指的是文本绘制后的 左下角 的位置
                // 首次绘制需要初始化字体, 可能需要较耗时
                g2d.drawString("Hello World!", 20, 60);
                g2d.drawString("你好, 世界!", 20, 120);
    
                g2d.dispose();
            }
    
        }
    
    }

结果展示:

![result.png][]

# 4. 把组件上绘制的内容保存为图片 #

// import javax.imageio.ImageIO;
    // import java.awt.image.BufferedImage;
    
    // 获取到需要保存内容的组件（面板）
    JPanel panel = (JPanel) frame.getContentPane();
    
    // 创建一个与面板等宽高的缓存图片
    BufferedImage image = new BufferedImage(
            panel.getWidth(), 
            panel.getHeight(), 
            BufferedImage.TYPE_INT_ARGB
    );
    
    // 获取缓存图片的画布
    Graphics2D g2d = image.createGraphics();
    
    // 把面板的内容画到画布中
    panel.paint(g2d);
    
    try { 
        // 把缓存图片保存到本地文件
        ImageIO.write(image, "png", new File("panel.png"));
    } catch (Exception e) { 
        e.printStackTrace();
    }

扩展: [Java图片操作 — 图片的读取、绘制、缩放、裁剪、保存][Java_ _]

[https_blog.csdn.net_xietansheng_article_details_55669157]: https://blog.csdn.net/xietansheng/article/details/55669157
[Java Swing]: https://blog.csdn.net/xietansheng/article/details/72814492
[Graphics]: /images/20210920/f19d4061e5e242388fc1be964b9ecdd7.png
[result.png]: /images/20210920/bd779a2e96484d9cb9437c34d1ec81bf.png
[Java_ _]: https://blog.csdn.net/xietansheng/article/details/78453570