2022年Java标准教程：JavaD绘图--使用图像 .pdf

Java标准教程： Java 2D绘图 -第 5 章 使用图像在概述一节中，图像使用宽度和高度描述，以像素为单位，有自己独立于绘图平面的坐标系。使用图像时有很多普通的任务。将图像外部的 GIF, PNG JPEG图像文件中加载到Java 2D 内部表示中。直接创建 Java 2D 图像听且绘制它。在绘制平面中绘制Java 2D 图像的内容。将 Java 2D 图像保存在外部的GIF, PNG, 或 JPEG图像文件中。本课教您基本的加载，展示和保存图像的方法。使用图像有两个类必须知道：java.awt.Image是超类，它以矩形像素数组的方式表示图像。java.awt.image.BufferedImage扩展了 Image 类，允许应用程序直接操作图像数据（例如，获取或设置像素的颜色）。应用程序可以直接创建这个类的实例。BufferedImage 类是 Java 2D 即时模式图像 API 的基础。它在内存中保存数据，同时提供了存储 ，解析和获取像素数据的方法 。因为 BufferedImage 是 Image的子类，它可以使用Graphics 和 Graphics2D 中接受 Image参数的方法渲染。BufferedImage 的本质是一个带有可访问数据缓存的Image。直接操作BufferedImage 会更高效。 BufferedImage 有图像数据的 ColorModel 和光栅。ColorModel 提供了图像像素数据的颜色解释。光栅执行以下功能：表示图像的矩形坐标。在内存中维护图像数据提供从单一图像数据缓冲区中创建多个子图像的机制。提供了访问图像内特定像素的方法。图像的基本操作在以下几节中介绍：读取/ 加载图像本节描述如何从外部图像文件中，使用图像I/O API将图像加载到 Java应用程序中。绘制图像本节介绍如何使用Graphics 和 Graphics2D 类中的 drawImage方法显示图像。创建并向图像中进行绘制本节介绍如何创建图像，并且如何将图像作为绘制平面。保存图像本节介绍如何将图像保存成合适的格式。1.1 读取加载图像当您想象数字图像时，想一下数码相机中使用的JPEG格式，和在 web页面中常用的 GIF 格式。所有使用这些图像的程序必须首先将外部格式转换成内部格式。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - Java 2D 支持将这些外部图像格式加载到BufferedImage 格式，使用javax.imageio包中的 I/O API 进行。Image I/O 对 GIF, PNG, JPEG, BMP, 和 WBMP直接支持。 Image I/O 同时允许程序员和管理员添加其他格式的支持。例如，支持 TIFF 和 JPEG 2000的插件就是单独提供的。要加载制定图像，需要如下代码：BufferedImage img = null; try img = ImageIO.read(new File(strawberry.jpg); catch (IOException e) Image I/O 将文件内容当做JPEG格式解析，同时将他们解码到Java 2D可以直接使用的 BufferedImage 中。LoadImageApp.java 展示了如何展示图像。如果代码在 applet 中运行，那么可以很容易的从applet 的 codebase 中得到图像。 try URL url = new URL(getCodeBase(), strawberry.jpg); img = ImageIO.read(url); catch (IOException e) 例子中的 getCodeBase方法返回包含 applet 的目录的 URL 。下面的例子展示了如何使用getCodeBase方法加载 strawberry.jpg文件。LoadImageApp.java 包含这个例子的完整代码，同时appet 需要strawberry.jpg图像文件。除了从文件或URL中读取之外， Image I/O 还可以从其他源中读取，例如InputStream 。ImageIO.read() 是大多数应用程序最常用的API ，但 javax.imageio.ImageIO包含了其他静态方法，提供更高级的Image I/O API 。这个类中的方法表示了从图像中获取信息同时控制图像解码的API 的一小部分。在保存图像一节将会介绍一些其他的Image I/O。更详细的信息请参考Image I/O 的指导。1.2 绘制图像您已经知道， Graphics.drawImage 方法在指定位置绘制图像：boolean Graphics.drawImage(Image img, int x, int y, ImageObserver observer); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - X, y 位置表示图像的左上角。Observer 参数放应用程序异步更新图像。Observer 参数不经常直接使用，并且对于BufferedImage 类来说是不需要的，所以通常是 null 。上面的方法只有在绘制整个图像时才有用，它按照1:1 的比例将图像的像素映射到用户空间坐标中。有时，应用程序需要绘制一部分图像（或子图像），或者是拉伸了图像 ，以覆盖绘图平面的一部分区域 ， 或者在绘制前进行转换或过滤 。drawImage() 方法的重载形式执行这些操作。例如，以下drawImage() 方法可以在特定的区域绘制特定的图像，同时进行拉伸以符合目标绘制平面的要求：boolean Graphics.drawImage(Image img, int dstx1, int dsty1, int dstx2, int dsty2, int srcx1, int srcy1, int srcx2, int srcy2, ImageObserver observer); Src 参数表示需要拷贝和绘制的区域。Dest 参数展示了需要由源数据覆盖的区域。 dstx1, dsty1坐标定义了绘制的位置。通过以下公式计算目标区域的宽和高：(dstx2-dstx1), (dsty2-dsty1)。如果源区域和目标区域的大小不同，Java 2D API 将自动执行图像拉伸或收缩。以下代码将图片剪切成4 个部分，同时随机的将每个部分绘制到目标区域。这个 applet 的完整代码在 JumbledImageApplet.java中。这个例子使用以下代码绘制 duke_skateboard.jpg图片。它遍历四个子图像， 每次随机选择一个进行绘制。 /* divide the image bi into four rectangular areas and draw each * of these areas in to a different part of the image, so as to * jumble up the image. * cells is an array which has been populated with values * which redirect drawing of one subarea to another subarea. */ int cellWidth = bi.getWidth(null)/2; int cellHeight = bi.getHeight(null)/2; for (int x=0; x2; x+) int sx = x*cellWidth; for (int y=0; y2; y+) int sy = y*cellHeight; int cell = cellsx*2+y; int dx = (cell / 2) * cellWidth; int dy = (cell % 2) * cellHeight; g.drawImage(bi, dx, dy, dx+cellWidth, dy+cellHeight, sx, sy, sx+cellWidth, sy+cellHeight, null); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 1.2.1 过滤图像除了拷贝和拉伸图像外， Java 2D API 也可以过滤图像。过滤是在绘制或产生新图像的过程中 ，对原有图像的像素应用的一种算法。图像过滤器可以使用下面的方法进行使用：void Graphics2D.drawImage(BufferedImage img, BufferedImageOp op, int x, int y) BufferedImageOp 参数实现了过滤器 。以下 applet 表示一个在左上角绘制的文本。拖动滑块可以透过图像显示文本，也可以让图像变得透明。以下代码展示了过滤操作通过在BufferedImage 上使用 alpha channel 进行操作，同时使用 RescaleOp对象重新拉伸这个alpha channel 的过程。它同时指定了图像覆盖的度。 /* Create an ARGB BufferedImage */ BufferedImage img = ImageIO.read(imageSrc); int w = img.getWidth(null); int h = img.getHeight(null); BufferedImage bi = new BufferedImage(w, h, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB); Graphics g = bi.getGraphics(); g.drawImage(img, 0, 0, null); /* Create a rescale filter op that makes the image 50% opaque */ float scales = 1f, 1f, 1f, 0.5f ; float offsets = new float4; RescaleOp rop = new RescaleOp(scales, offsets, null); /* Draw the image, applying the filter */ g2d.drawImage(bi, rop, 0, 0); 完成的例子在 SeeThroughImageApplet.java中，包含了使用滑块从开始的50调整透明度的代码。这个例子需要duke_skateboard.jpg图像。RescaleOp对象只是多种过滤器之一。Java 2D API 有以下多种内建的过滤器：ConvolveOp：每个输出像素都围绕源图像中像素计算。可以用来让图像变得模糊或尖锐。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - AffineTransformOp ：这个过滤器通过在像素位置上进行转换，将源像素映射到目标的不同位置。LookupOp ：这个过滤器使用用用程序提供的查询表重新映射像素颜色。RescaleOp：这个过滤器在颜色上乘以一定参数。可以用来让图像加亮或变暗，增加或减少透明度等。下面的例子展示了上述的每种过滤器：这个 applet 的完整源代码在 ImageDrawingApplet.java，这个 applet 需要bld.jpg图片。使用下拉列表可以选择可以选择对图像进行拉伸或过滤操作。1.3 创建和绘制图像我们已经知道如何加载一个已经存在的图像，它在您的系统或网络的任何位置创建和保存。但是，你可能想要创建一个新的图像作为像素数据的缓冲区。这种情况下，您可以手动创建 BufferedImage 对象，使用以下三个构造函数 ：new BufferedImage(width, height, type)：使用预定义的图像类型之一创建 BufferedImage 。new BufferedImage(width, height, type, colorModel)：使用预定义的图像类型创建 BufferedImage ，可以是 TYPE_BYTE_BINARY 或TYPE_BYTE_INDEXED。new BufferedImage(colorModel, raster, premultiplied, properties)：使用指定的 ColorModel 和 Raster 创建新的BufferedImage 。同时，我们也可以使用Component类的方法。这些方法可以分析给定Component的显示分辨率，或GraphicsConfiguration，同时创建合适类型的图像。Component.createImage(width, height) GraphicsConfiguration.createCompatibleImage(width, height) GraphicsConfiguration.createCompatibleImage(width, height, transparency) GraphicsConfiguration返回 BufferedImage 类型的对象，但Component返回 Image 类型的对象 ，如果您需要一个BufferedImage 对象，这样可以执行在代码中 instanceof然后转换成 BufferedImage 。在以前的章节中已经提到，我们不止是在屏幕中渲染图像。图像自己可以被当做绘制平面 。您可以使用 BufferedImage 类的 createGraphics()干下面的事：. BufferedImage off_Image = new BufferedImage(100, 50, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB); Graphics2D g2 = off_Image.createGraphics(); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 另一个屏幕外的图像时自动的双缓存。这种特性可以在后台缓冲器中绘制图像，然后拷贝到屏幕中，而不是直接绘制在屏幕中，以避免动画闪烁。Java 2D 也允许离线图像的硬件加速，这可以为从这些图像进行渲染和拷贝提供更好的性能。您可以使用Image类的下列方法完成这项功能：getCapabilities方法决定图像是否已经被加速。setAccelerationPriority方法让您指定为图像使用的加速方式。getAccelerationPriority方法得到图像的加速重要性。1.4 读/ 写图像本节以 javax.imageio包的说明开始，它可以从外部图像格式的文件中家在图像，并转换成 Java 2D 内部的 BufferedImage 格式。然后说明如何使用Graphics.drawImage()方法绘制图像，同时增加可选的过滤器。最后的部分是将 BufferedImage 对象保存为外部图像格式。这可以是最初由Image I/O 类从外部图像文件中加载的，同时可以使用Java 2D API 修改，或者可以是由 Java 2D 创建的。Image I/O 类提供了保存多种文件格式的简单方法，如下所示：static boolean ImageIO.write(RenderedImage im, String formatName, File output) throws IOException 注意： BufferedImage 类实现了 RenderedImage接口。formatName参数选择要保存 BufferedImage 的格式，如下：try BufferedImage bi = getMyImage(); / retrieve image File outputfile = new File(saved.png); ImageIO.write(bi, png, outputfile); catch (IOException e) . ImageIO.write方法调用了实现写PNG 文件的代码。名词“插件”用来表示Image I/O 是可扩展的，同时可以支持多种格式。通常可以使用以下标准图像格式：JPEG, PNG, GIF, BMP 和 WBMP 。每种图像格式都有自己的优缺点：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 优点缺点GIF 支持动画和透明像素只支持 256 色，不支持半透明效果PNG 比 GIF 和 JPG有更低的色彩丢失率，支持半透明不支持动画JPG 对于照片图像处理很好会因为压缩丢失精度，不应该作为文本，快照以及其他需要精确保存原来图形的应用程序对于大多数应用程序来说，使用这些标准插件之一已经足够了。他们的优点是立即可用。 Image I/O 类提供了支持其他可用的格式的插件式方法。如果你对一些文件格式感兴趣，并且需要在系统中读取或保存他们，您必须使用ImageIO类的 getReaderFormatNames和 getWriterFormatNames 方法。这些方法返回当前JRE中支持的所有格式列表。String writerNames = ImageIO.getWriterFormatNames(); 返回值将包含所有已经安装的插件，同时他们都可以作为选择图像writer的格式名。下面的代码展示了整个图像编辑/ 修改程序的建议版本，它使用ImageDrawingApplet.java示例程序的修订版，如下：首先使用 Image I/O 加载图像。用户从下拉列表中选择过滤器，然后绘制更新后的图像。用户从下拉列表中选择保存格式。然后文件选择器显示出来，同时用户选择在哪保存图像。修改后的图像现在可以被其他桌面应用程序查看。完整的代码在 SaveImage.java 中。本课您已经学习了Image I/O 的基本信息，它为写图像提供了扩展的支持，以及支持使用 ImageWriter 插件最终控制编码过程。 ImageIO 可以写多种图像，图像元数据，决定质量和大小的关系。更详细的信息请参考Java Image I/O API Guide. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -