Galileo Computing :: Java 7 - Mehr als eine Insel - 10 Grafikprogrammierung
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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Neues in Java 7
2 Threads und nebenläufige Programmierung
3 Datenstrukturen und Algorithmen
4 Raum und Zeit
5 Dateien, Verzeichnisse und Dateizugriffe
6 Datenströme
7 Die eXtensible Markup Language (XML)
8 Dateiformate
9 Grafische Oberflächen mit Swing
10 Grafikprogrammierung
11 Netzwerkprogrammierung
12 Verteilte Programmierung mit RMI
13 RESTful und SOAP Web-Services
14 JavaServer Pages und Servlets
15 Applets
16 Datenbankmanagement mit JDBC
17 Technologien für die Infrastruktur
18 Reflection und Annotationen
19 Dynamische Übersetzung und Skriptsprachen
20 Logging und Monitoring
21 Java Native Interface (JNI)
22 Sicherheitskonzepte
23 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
Stichwort

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Java 7 - Mehr als eine Insel von Christian Ullenboom
Das Handbuch zu den Java SE-Bibliotheken
Buch: Java 7 - Mehr als eine Insel

Java 7 - Mehr als eine Insel
Galileo Computing
1433 S., 2012, geb.
49,90 Euro, ISBN 978-3-8362-1507-7
Pfeil 10 Grafikprogrammierung
Pfeil 10.1 Grundlegendes zum Zeichnen
Pfeil 10.1.1 Die paint()-Methode für das AWT-Frame
Pfeil 10.1.2 Zeichnen von Inhalten auf ein JFrame
Pfeil 10.1.3 Auffordern zum Neuzeichnen mit repaint()
Pfeil 10.1.4 Java 2D-API
Pfeil 10.2 Einfache Zeichenmethoden
Pfeil 10.2.1 Linien
Pfeil 10.2.2 Rechtecke
Pfeil 10.2.3 Ovale und Kreisbögen
Pfeil 10.2.4 Polygone und Polylines
Pfeil 10.3 Zeichenketten schreiben und Fonts
Pfeil 10.3.1 Zeichenfolgen schreiben
Pfeil 10.3.2 Die Font-Klasse
Pfeil 10.3.3 Einen neuen Font aus einem gegebenen Font ableiten
Pfeil 10.3.4 Zeichensätze des Systems ermitteln *
Pfeil 10.3.5 Neue TrueType-Fonts in Java nutzen
Pfeil 10.3.6 Font-Metadaten durch FontMetrics *
Pfeil 10.4 Geometrische Objekte
Pfeil 10.4.1 Die Schnittstelle Shape
Pfeil 10.4.2 Kreisförmiges
Pfeil 10.4.3 Kurviges *
Pfeil 10.4.4 Area und die konstruktive Flächengeometrie *
Pfeil 10.4.5 Pfade *
Pfeil 10.4.6 Punkt in einer Form, Schnitt von Linien, Abstand Punkt/Linie *
Pfeil 10.5 Das Innere und Äußere einer Form
Pfeil 10.5.1 Farben und die Paint-Schnittstelle
Pfeil 10.5.2 Farben mit der Klasse Color
Pfeil 10.5.3 Die Farben des Systems über SystemColor *
Pfeil 10.5.4 Composite und Xor *
Pfeil 10.5.5 Dicke und Art der Linien von Formen bestimmen über Stroke *
Pfeil 10.6 Bilder
Pfeil 10.6.1 Eine Übersicht über die Bilder-Bibliotheken
Pfeil 10.6.2 Bilder mit ImageIO lesen
Pfeil 10.6.3 Ein Bild zeichnen
Pfeil 10.6.4 Programm-Icon/Fenster-Icon setzen
Pfeil 10.6.5 Splash-Screen *
Pfeil 10.6.6 Bilder im Speicher erzeugen *
Pfeil 10.6.7 Pixel für Pixel auslesen und schreiben *
Pfeil 10.6.8 Bilder skalieren *
Pfeil 10.6.9 Schreiben mit ImageIO
Pfeil 10.6.10 Asynchrones Laden mit getImage() und dem MediaTracker *
Pfeil 10.7 Weitere Eigenschaften von Graphics *
Pfeil 10.7.1 Eine Kopie von Graphics erstellen
Pfeil 10.7.2 Koordinatensystem verschieben
Pfeil 10.7.3 Beschnitt (Clipping)
Pfeil 10.7.4 Zeichenhinweise durch RenderingHints
Pfeil 10.7.5 Transformationen mit einem AffineTransform-Objekt
Pfeil 10.8 Drucken *
Pfeil 10.8.1 Drucken der Inhalte
Pfeil 10.8.2 Bekannte Drucker
Pfeil 10.9 Benutzerinteraktionen automatisieren, Robot und Screenshots *
Pfeil 10.9.1 Der Roboter
Pfeil 10.9.2 Automatisch in die Tasten hauen
Pfeil 10.9.3 Automatisierte Mausoperationen
Pfeil 10.9.4 Methoden zur Zeitsteuerung
Pfeil 10.9.5 Bildschirmabzüge (Screenshots)
Pfeil 10.9.6 Funktionsweise und Beschränkungen
Pfeil 10.9.7 MouseInfo und PointerInfo
Pfeil 10.10 Zum Weiterlesen

10 GrafikprogrammierungZur nächsten Überschrift

»Die größte Gefahr geht nicht von den Erfahrungen aus, die man machen muss, sondern von denen, die man nicht machen darf.«
– Hellmut Walters (1930–1985)


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10.1 Grundlegendes zum ZeichnenZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Ist das Fenster geöffnet, lässt sich etwas in dem Fenster zeichnen. Da sich die Wege zwischen AWT und Swing trennen, wollen wir mit dem AWT beginnen und dann alle weiteren Beispiele mit Swing bestreiten.


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10.1.1 Die paint()-Methode für das AWT-FrameZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Als einleitendes Beispiel soll uns genügen, einen Text zu platzieren. Dafür überschreiben wir die Methode paint() der Klasse Frame und setzen dort alles hinein, was gezeichnet werden soll, etwa Linien, Texte oder gefüllte Polygone. Der gewünschte Inhalt wird immer dann gezeichnet, wenn das Fenster neu aufgebaut wird oder wir von außen repaint() aufrufen, denn genau in diesem Fall wird das Grafiksystem paint() aufrufen und das Zeichnen anstoßen:

Listing 10.1: com/tutego/insel/ui/graphics/Bee.java

package com.tutego.insel.ui.graphics;

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

public class Bee extends Frame
{
private static final long serialVersionUID = –3800165321162121122L;

public Bee()
{
setSize( 500, 100 );

addWindowListener( new WindowAdapter() {
@Override
public void windowClosing ( WindowEvent e ) { System.exit( 0 ); }
} );
}

@Override
public void paint( Graphics g )
{
g.drawString( "\"Maja, wo bist du?\" (Mittermeier)", 120, 60 );
}

public static void main( String[] args )
{
new Bee().setVisible( true );
}
}

Abbildung

Abbildung 10.1: Ein Fenster mit gezeichnetem Inhalt

Der Grafikkontext Graphics

Das Grafiksystem ruft von unserem Programm die paint()-Methode auf und übergibt ein Objekt vom Typ Graphics – beziehungsweise Graphics2D, wie wir später sehen werden. Dieser Grafikkontext bietet verschiedene Methoden zum Setzen von Zeichenzuständen und zum Zeichnen selbst, etwa von Linien, Kreisen, Ovalen, Rechtecken, Zeichenfolgen oder Bildern. Dies funktioniert auch dann, wenn die Zeichenfläche nicht direkt sichtbar ist, wie bei Hintergrundgrafiken.

Das Graphics-Objekt führt Buch über mehrere Dinge:

Wir können nur in der paint()-Methode auf das Graphics-Objekt zugreifen. Diese wird immer dann aufgerufen, wenn die Komponente neu gezeichnet werden muss. Dies nutzen wir, um einen Text zu schreiben. Dem Bee-Beispiel ist zu entnehmen, dass die Methode drawString(String text, int x, int y) einen Text in den Zeichenbereich des Grafikkontexts schreibt. Im Folgenden werden wir noch weitere Methoden kennenlernen.

Hinweis

Etwas ungewöhnlich ist die Tatsache, dass der Nullpunkt nicht oben links in den sichtbaren Bereich fällt, sondern dass die Titelleiste den Nullpunkt überdeckt. Um an die Höhe der Titelleiste zu kommen und die Zeichenoperationen so zu verschieben, dass sie in den sichtbaren Bereich fallen, wird ein java.awt.Insets-Objekt benötigt. Ist f ein Frame-Objekt, liefert f.getInsets().top die Höhe der Titelleiste.


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10.1.2 Zeichnen von Inhalten auf ein JFrameZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Wenn Swing eine Komponente zeichnet, ruft es automatisch die Methode paint() auf. Um eine Grafik selbst in ein Fenster zu zeichnen, ließe sich von JFrame eine Unterklasse bilden und paint() überschreiben – das ist jedoch nicht der übliche Weg.

Stattdessen wählen wir einen anderen Ansatz, der sogar unter AWT eine gute Lösung ist. Wir bilden eine eigene Komponente, eine Unterklasse von JPanel (unter AWT Panel, was wir aber nicht mehr weiter verfolgen wollen), und setzen diese auf das Fenster. Wird das Fenster neu gezeichnet, gibt das Grafiksystem den Zeichenauftrag an die Kinder weiter, also an unser spezielles JPanel, und ruft die überschriebene paint()-Methode auf. Allerdings überschreiben eigene Unterklassen von Swing-Komponenten im Regelfall nicht paint(), sondern paintComponent(). Das liegt daran, dass Swing in paint() zum Beispiel noch Rahmen zeichnet und sich um eine Pufferung des Bildschirminhalts zur Optimierung kümmert. So ruft paint() die drei Methoden paintComponent(), paintBorder() und paintChildren() auf, und bei einer Neudarstellung kümmert sich ein RepaintManager um eine zügige Darstellung mithilfe der gepufferten Inhalte, was bei normalen Swing-Interaktionskomponenten wie Schaltflächen wichtig ist.

Damit ist die Darstellung von Inhalten in einem JFrame einfach. Wir importieren drei Klassen, JPanel und JFrame aus javax.swing sowie Graphics aus java.awt. Dann bilden wir eine Unterklasse von JPanel und überschreiben paintComponent():

Listing 10.2: com/tutego/insel/ui/graphics/DrawFirstLine.java, Teil 1

package com.tutego.insel.ui.graphics;

import java.awt.Graphics;
import javax.swing.*;

class DrawPanel extends JPanel
{
@Override
protected void paintComponent( Graphics g )
{
super.paintComponent( g );
g.drawLine( 10, 10, 100, 50 );
}
}

Die Methode paintComponent() besitzt in der Oberklasse die Sichtbarkeit protected, was wir beibehalten sollten; die Methode wird nicht von uns von anderer Stelle aufgerufen, daher muss eine Unterklasse die Sichtbarkeit nicht zu public erweitern. Der Aufruf von super.paintComponent() ist immer dann angebracht, wenn die Oberklasse ihre Inhalte zeichnen soll. Bei vollständig eigenem Inhalt ist das nicht notwendig.

Der letzte Schritt ist ein Testprogramm, das ein Exemplar des spezialisierten JPanel bildet und auf den JFrame setzt:

Listing 10.3: com/tutego/insel/ui/graphics/DrawFirstLine.java, Teil 2

public class DrawFirstLine
{
public static void main( String[] args )
{
JFrame f = new JFrame();
f.setDefaultCloseOperation( JFrame.EXIT_ON_CLOSE );
f.setSize( 100, 100 );
f.add( new DrawPanel() );
f.setVisible( true );
}
}

Die Lösung mit dem JPanel muss nicht die Höhe der Titelleiste berücksichtigen; die Komponente JPanel, die auf das Fenster gesetzt wird, befindet sich korrekt unterhalb der Titelleiste, und die Zeichenfläche liegt nicht verdeckt unter der Titelleiste.


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10.1.3 Auffordern zum Neuzeichnen mit repaint()Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Die Methode repaint() kann von außen aufgerufen werden, um ein Neuzeichnen zu erzwingen. Wenn die Komponente wie unsere Unterklasse von JPanel eine Swing-Komponente ist, dann wird die paint()-Methode der Komponente aufgerufen. Im Fall einer AWT-Komponente, wie Frame, wird update() aufgerufen, das ja automatisch paint() aufruft.

abstract class java.awt.Component
implements ImageObserver, MenuContainer, Serializable
  • void repaint()
    Erbittet sofortiges Neuzeichnen der Komponente.
  • void repaint(long tm)
    Erbittet Neuzeichnen in tm Millisekunden.
  • void repaint(int x, int y, int width, int height)
    Erbittet Neuzeichnen der Komponente im angegebenen Bereich.
  • void repaint(long tm, int x, int y, int width, int height)
    Erbittet Neuzeichnen der Komponente nach tm Millisekunden im angegebenen Bereich.

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10.1.4 Java 2D-APIZur vorigen Überschrift

Seit dem JDK 1.2 – und das ist nun schon etwas her – hat sich beim Zeichnen einiges getan. So wird der paint()-Methode – und paintComponent() ebenso – nicht mehr nur ein Graphics-Objekt übergeben, sondern eine Unterklasse von Graphics, Graphics2D. Die Klasse wurde im Rahmen der Java 2D-API aus den Java Foundation Classes (JFC) eingeführt und bietet erweiterte Zeichenmöglichkeiten, die mit der Sprache PostScript vergleichbar sind. Als wichtige Ergänzung sind Transformationen auf beliebig geformten Objekten sowie Füllmustern und Kompositionen zu nennen. Die Zeichenoperationen sind optional weichgezeichnet.

Da die Java-Entwickler die Signatur der paintXXX()-Methoden nicht ändern wollten, blieb Graphics als Parametertyp stehen, und wir müssen es, um die erweiterte Funktionalität nutzen zu können, im Rumpf auf Graphics2D anpassen:

protected void paintComponent( Graphics g )
{
Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
...
}

Obwohl Graphics2D selbst im java.awt-Paket untergebracht ist, befinden sich viele der 2D-Klassen im Paket java.awt.geom.

Hinweis

Das Grafiksystem übergibt uns in der paintXXX()-Methode zwar immer ein Objekt vom Typ Graphics2D, aber wir werden in den Beispielprogrammen nur dann eine Typanpassung vornehmen, wenn wir wirklich die Erweiterungen von Graphics2D nutzen.



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