10.2 Einfache Zeichenmethoden

Im Folgenden wollen wir Beispiele für Zeichenmethoden kennenlernen. Sie können Primitiven wie Linien auf zwei Arten zeichnen: einmal über eine spezielle Methode wie drawLine(), und dann lassen sich für diese Elemente auch Objekte aufbauen, die anschließend gezeichnet werden. Die Variante über Objekte ist Teil der 2D-API, die wir später vorstellen.

Nahezu alle Zeichenmethoden beginnen mit draw() oder fill(). Die Rückgaben sind immer void. Es ist nicht so, dass die Methoden durch einen Wahrheitswert mitteilen, ob ein tatsächlicher Zeichenbereich gefüllt werden konnte. Liegen die Koordinaten des zu zeichnenden Objekts nicht im Sichtfenster, geschieht einfach gar nichts. Die Zeichenmethode ist nicht in der Lage, dies dem Aufrufer in irgendeiner Form mitzuteilen.

10.2.1 Linien

Bei Linien müssen wir uns von der Vorstellung trennen, die uns die analytische Geometrie nahelegt. Laut Euklid ist dort eine Linie als kürzeste Verbindung zwischen zwei Punkten definiert. Da Linien eindimensional sind, besitzen sie eine Länge aus unendlich vielen Punkten, doch keine wirkliche Breite. Auf dem Bildschirm besteht eine Linie nur aus endlich vielen Punkten, und wenn eine Linie gezeichnet wird, werden Pixel gesetzt, die nahe an der wirklichen Linie sind. Die Punkte müssen passend in ein Raster gesetzt werden, und so kommt es vor, dass die Linie in Stücke zerbrochen wird. Dieses Problem gibt es bei allen grafischen Operationen, da von Fließkommawerten eine Abbildung auf Ganzzahlen, in unserem Fall absolute Koordinaten des Bildschirms, durchgeführt werden muss. Eine bessere Darstellung der Linien und Kurven ist durch Antialiasing zu erreichen. Dies ist eine Art Weichzeichnung mit nicht nur einer Farbe, sondern mit Abstufungen, sodass die Qualität auf dem Bildschirm wesentlich besser ist. Auch bei Zeichensätzen ist dadurch eine merkliche Verbesserung der Lesbarkeit auf dem Bildschirm zu erzielen.

Die Methode drawLine() wurde schon im ersten Beispiel vorgestellt.

abstract class java.awt.Graphics

• abstract void drawLine(int x1, int y1, int x2, int y2)
  Zeichnet eine Linie zwischen den Koordinaten (x1,y1) und (x2,y2) in der Vordergrundfarbe.

g.drawLine( x, y, x, y );

10.2.2 Rechtecke

Als Nächstes werfen wir einen Blick auf die Methoden, die uns Rechtecke zeichnen lassen. Die Rückgabe ist – wie auch bei den anderen Zeichenmethoden – immer void. Es ist nicht so, dass die Methoden durch einen Wahrheitswert mitteilen, ob ein tatsächlicher Zeichenbereich gefüllt werden konnte. Liegen die Koordinaten des zu zeichnenden Objekts nicht im Sichtfenster, geschieht einfach gar nichts. Die Zeichenmethode ist nicht in der Lage, dies dem Aufrufer in irgendeiner Form mitzuteilen.

abstract class java.awt.Graphics

• void drawRect(int x, int y, int width, int height)
  Zeichnet ein Rechteck in der Vordergrundfarbe. Das Rechteck ist width + 1 Pixel breit und height + 1 Pixel hoch.
• void abstract fillRect(int x, int y, int width, int height)
  Zeichnet ein gefülltes Rechteck in der Vordergrundfarbe. Das Rechteck ist width Pixel breit und height Pixel hoch.
• void abstract drawRoundRect(int x, y, int width, height,
  int arcWidth, arcHeight)
  Zeichnet ein abgerundetes Rechteck in der Vordergrundfarbe. Das Rechteck ist width + 1 Pixel breit und height + 1 Pixel hoch. arcWidth gibt den horizontalen und arcHeight den vertikalen Durchmesser der Kreisbögen der Ränder an.
• void abstract fillRoundRect(int x, y, int width, height,
  int arcWidth, arcHeight)
  Zeichnet wie drawRoundRect(), nur gefüllt.
• void draw3DRect(int x, int y, int width, int height, boolean raised)
  Zeichnet ein dreidimensional angedeutetes Rechteck in der Vordergrundfarbe. Der Parameter raised gibt an, ob das Rechteck optisch erhöht oder vertieft wirken soll. Die Farben für den Effekt werden aus den Vordergrundfarben gewonnen.
• void fill3DRect(int x, int y, int width, int height, boolean raised)
  Zeichnet wie draw3Drect(), nur gefüllt.

Abbildung 10.2: Beispiel für drawRoundRect()

10.2.3 Ovale und Kreisbögen

Die Graphics-Klasse stellt vier Methoden zum Zeichnen von Ovalen und Kreisbögen bereit. Gefüllte und nicht gefüllte Ellipsen sind immer in ein Rechteck eingepasst.

abstract class java.awt.Graphics

• abstract drawOval(int x, int y, int width, int height)
  Zeichnet ein Oval in der Vordergrundfarbe, das die Maße eines Rechtecks hat. Das Oval hat eine Größe von width + 1 Pixel in der Breite und height + 1 Pixel in der Höhe.
• abstract fillOval(int x, int y, int width, int height)
  Zeichner wie drawOval(), nur gefüllt.
• abstract void drawArc(int x, int y, int w, int h, int startAngle, int arcAngle)
  Zeichnet einen Kreisbogen. Null Grad liegt in der 3-Uhr-Position. Bei einem Aufruf mit den Winkelargumenten 0, 270 wird ein Kreisbogen gezeichnet, bei dem 90 Grad im unteren rechten Bereich nicht gezeichnet sind.
• abstract void fillArc(int x, int y, int w, int h, int startAngle, int arcAngle)
  Zeichnet wie drawArc(), nur gefüllt.

Abbildung 10.3: Parameter bei drawOval(), Ellipsen sind in Rechtecke eingepasst

Abbildung 10.4: Parameter bei drawArc()

Bei der Methode drawOval() müssen wir immer daran denken, dass die Ellipse oder im Spezialfall der Kreis in ein Rechteck mit Startkoordinaten und mit Breite und Höhe gezeichnet wird. Dies ist nicht immer die natürliche Vorstellung von einer Ellipse beziehungsweise einem Kreis. Einen Kreis beziehungsweise eine Ellipse um den Mittelpunkt x, y mit den Radien rx und ry zeichnet:

g.drawOval( x – rx, y – ry, rx + rx, ry + ry );

10.2.4 Polygone und Polylines

Eine Polyline besteht aus einer Menge von Linien, die einen Linienzug beschreiben. Dieser Linienzug muss nicht geschlossen sein. Ist er es dennoch, sprechen wir von einem Polygon. In Java gibt es verschiedene Möglichkeiten, Polygone und Polylines zu zeichnen. Zunächst beispielsweise über ein Koordinatenfeld:

abstract class java.awt.Graphics

• abstract void drawPolyline(int[] xPoints, int[] yPoints, int nPoints)
  Zeichnet einen Linienzug durch die gegebenen Koordinaten in der Vordergrundfarbe. Die Figur ist nicht automatisch geschlossen, wenn nicht die Start- und Endkoordinaten gleich sind. Mit nPoint kontrollieren wir die Anzahl der gezeichneten Linien.
• abstract void drawPolygon(int[] xPoints, int[] yPoints, int nPoints)
  Zeichnet wie drawPolyline() einen Linienzug, schließt diesen aber immer gleich, indem die erste Koordinate mit der Koordinate nPoints verbunden wird.
• abstract void fillPolygon(int[] xPoints, int[] yPoints, int nPoints)
  Füllt das Polygon aus. Da eine Polyline offen ist, kann sie nicht gefüllt werden. Somit gibt es die Methode fillPolyline() nicht.

Die Polygon-Klasse *

Neben der Möglichkeit, die Linienzüge durch Koordinatenfelder zu beschreiben, gibt es in Java die Polygon-Klasse Polygon, die auch vom Typ Shape ist. Ein Polygon-Objekt verwaltet seine Koordinaten eigenständig, und von außen können wir Elemente hinzunehmen. Zunächst müssen wir jedoch ein Polygon-Objekt erzeugen. Dazu dienen zwei Konstruktoren:

class java.awt.Polygon
implements Shape, Serializable

• Polygon()
  Erzeugt ein Polygon-Objekt ohne Koordinaten.
• Polygon(int[] xpoints, int[] ypoints, int npoints)
  Erzeugt ein Polygon mit den angegebenen Koordinaten.

Nun können wir Punkte hinzufügen und Anfragen an das Polygon-Objekt stellen:

• void addPoint(int x, int y)
  Fügt ein Koordinatenpaar (x,y) hinzu und aktualisiert die Grenzen (engl. boundings).
• Rectangle getBounds()
  Gibt die Bounding-Box der Figur zurück. Diese beschreibt ein Rechteck, das das Objekt gerade umschließt. Ein Rectangle-Objekt besitzt die Variablen height (Höhe des Rechtecks), width (Breite des Rechtecks), x (x-Koordinate) und y (y-Koordinate des Rechtecks). Mit verschiedenen Methoden lassen sich Rechtecke zusammenfassen und schneiden.

Folgende Methoden aus Graphics zeichnen das Polygon:

abstract class java.awt.Graphics

• void drawPolygon(Polygon p)
  Zeichnet das Polygon in der Vordergrundfarbe.
• void fillPolygon(Polygon p)
  Zeichnet ein gefülltes Polygon.

n-Ecke zeichnen *

Bisher gibt es im Graphics-Paket keine Methode, um regelmäßige n-Ecken zu zeichnen. Eine solche Methode ist aber leicht und schnell programmiert: Wir teilen dazu einfach einen Kreis in n Teile auf und berechnen die x- und y-Koordinaten der Punkte auf dem Kreis. Diese Punkte fügen wir einem Polygon-Objekt mittels der addPoint()-Methode hinzu. Eine eigene statistische Methode drawVertex() übernimmt diese Polygon-Erstellung. Der letzte Parameter der Methode ist ein Wahrheitswert, der bestimmt, ob das n-Eck gefüllt werden soll oder nicht:

Listing 10.4: com/tutego/insel/ui/graphics/N_Vertex.java

package com.tutego.insel.ui.graphics;

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

public class N_Vertex extends JPanel
{
 @Override protected void paintComponent( Graphics g )
 {
  VertexDrawer.drawVertex( g, getWidth() / 2, getHeight() / 2, 50, 6, true );
  VertexDrawer.drawVertex( g, getWidth() / 2, getHeight() / 2, 60, 6, false );
 }

 public static void main( String[] args )
 {
  JFrame f = new JFrame();
  f.setDefaultCloseOperation( JFrame.EXIT_ON_CLOSE );
  f.add( new N_Vertex() );
  f.setSize( 200, 200 );
  f.setVisible( true );
 }
}

class VertexDrawer
{
public static void drawVertex( Graphics g, int x, int y,
                               int r, int n, boolean filled )
 {
  Polygon p = new Polygon();

  for ( int i = 0; i < n; i++ )
   p.addPoint( (int) (x + r * Math.cos( i * 2 * Math.PI / n )),
               (int) (y + r * Math.sin( i * 2 * Math.PI / n )) );

  if ( filled )
   g.fillPolygon( p );
  else
   g.drawPolygon( p );
 }
}

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