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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Java ist auch eine Sprache
2 Sprachbeschreibung
3 Klassen und Objekte
4 Der Umgang mit Zeichenketten
5 Mathematisches
6 Eigene Klassen schreiben
7 Angewandte Objektorientierung
8 Exceptions
9 Die Funktionsbibliothek
10 Threads und nebenläufige Programmierung
11 Raum und Zeit
12 Datenstrukturen und Algorithmen
13 Dateien und Datenströme
14 Die eXtensible Markup Language (XML)
15 Grafische Oberflächen mit Swing
16 Grafikprogrammierung
17 Netzwerkprogrammierung
18 Verteilte Programmierung mit RMI und Web-Services
19 JavaServer Pages und Servlets
20 Applets
21 Midlets und die Java ME
22 Datenbankmanagement mit JDBC
23 Reflection und Annotationen
24 Logging und Monitoring
25 Sicherheitskonzepte
26 Java Native Interface (JNI)
27 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
A Die Begleit-DVD
Stichwort
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Java ist auch eine Insel von Christian Ullenboom Programmieren mit der Java Standard Edition Version 6
Java ist auch eine Insel 7., aktualisierte Auflage geb., mit DVD (November 2007) 1.492 S., 49,90 Euro Galileo Computing ISBN 978-3-8362-1146-8 |
| 16 Grafikprogrammierung
|  | 16.1 Grundlegendes zum Zeichnen
|  |  | 16.1.1 Die paint()-Methode für das AWT-Frame
|  |  | 16.1.2 Zeichen von Inhalten mit JFrame
|  |  | 16.1.3 Auffordern zum Neuzeichnen mit repaint()
|  |  | 16.1.4 Grundbegriffe: Koordinaten, Punkte, Pixel
|  |  | 16.1.5 Die ereignisorientierte Programmierung ändert Fensterinhalte
|  |  | 16.1.6 Java 2D-API
|  | 16.2 Einfache Zeichenfunktionen
|  |  | 16.2.1 Linien
|  |  | 16.2.2 Rechtecke
|  |  | 16.2.3 Ovale und Kreisbögen
|  |  | 16.2.4 Polygone und Polylines
|  | 16.3 Zeichenketten schreiben und Fonts
|  |  | 16.3.1 Zeichenfolgen schreiben
|  |  | 16.3.2 Die Font-Klasse
|  |  | 16.3.3 Einen neuen Font aus einem gegebenen Font ableiten
|  |  | 16.3.4 Zeichensätze des Systems ermitteln
|  |  | 16.3.5 Neue TrueType-Fonts in Java nutzen
|  |  | 16.3.6 Font-Metadaten durch FontMetrics
|  | 16.4 Geometrische Objekte
|  |  | 16.4.1 Die Schnittstelle Shape
|  |  | 16.4.2 Kreisförmiges
|  |  | 16.4.3 Kurviges
|  |  | 16.4.4 Area und die konstruktive Flächengeometrie
|  |  | 16.4.5 Pfade
|  |  | 16.4.6 Punkt in Form, Schnitt von Linien, Abstand Punkt/Linie und Weiteres
|  | 16.5 Das Innere und Äußere einer Form
|  |  | 16.5.1 Farben und die Paint-Schnittstelle
|  |  | 16.5.2 Farben mit der Klasse Color
|  |  | 16.5.3 Die Farben des Systems über SystemColor
|  |  | 16.5.4 Composite und Xor
|  |  | 16.5.5 Dicke und Art der Linien von Formen bestimmen über Stroke
|  | 16.6 Bilder
|  |  | 16.6.1 Eine Übersicht über die Bilder-Bibliotheken
|  |  | 16.6.2 Bilder mit ImageIO lesen
|  |  | 16.6.3 Ein Bild zeichnen
|  |  | 16.6.4 Programm-Icon/Fenster-Icon setzen
|  |  | 16.6.5 Splash-Screen
|  |  | 16.6.6 Bilder im Speicher erzeugen
|  |  | 16.6.7 Pixel für Pixel auslesen und schreiben
|  |  | 16.6.8 Bilder skalieren
|  |  | 16.6.9 Schreiben mit ImageIO
|  |  | 16.6.10 Asynchrones Laden mit getImage() und dem MediaTracker
|  |  | 16.6.11 Selbst definierte Cursor
|  |  | 16.6.12 VolatileImage
|  | 16.7 Weitere Eigenschaften von Graphics
|  |  | 16.7.1 Eine Kopie von Graphics erstellen
|  |  | 16.7.2 Koordinatensystem verschieben
|  |  | 16.7.3 Beschnitt (Clipping)
|  | 16.8 Zeichenhinweise durch RenderingHints
|  | 16.9 Transformationen mit einem AffineTransform-Objekt
|  | 16.10 Drucken
|  |  | 16.10.1 Drucken der Inhalte
|  |  | 16.10.2 Bekannte Drucker
|  | 16.11 Grafikverarbeitung ohne grafische Oberfläche
|  |  | 16.11.1 Xvfb-Server
|  |  | 16.11.2 Pure Java AWT Toolkit (PJA)
|  | 16.12 Zum Weiterlesen
## 16.2 Einfache Zeichenfunktionen Im Folgenden wollen wir Beispiele für Zeichenfunktionen kennen lernen. Sie können Primitiven wie Linien auf zwei Arten zeichnen: einmal über eine spezielle Funktion wie drawLine(), und dann lassen sich für diese Elemente Objekte aufbauen, die anschließend gezeichnet werden. Die Variante über Objekte ist Teil der 2D-API, die wir später vorstellen. ### 16.2.1 Linien Auch bei Linien müssen wir uns von der Vorstellung trennen, die uns die analytische Geometrie nahe legt. 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, gemacht 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, so dass die Qualität auf dem Bildschirm wesentlich besser ist. Auch bei Zeichensätzen ist dadurch eine gute Verbesserung der Lesbarkeit auf dem Bildschirm zu erzielen.
    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.
Beispiel Setze einen Punkt an die Stelle (x,y):
    g.drawLine( x, y, x, y );
### 16.2.2 Rechtecke Als Nächstes werfen wir einen Blick auf die Funktionen, die uns Rechtecke zeichnen lassen. Die Rückgabe ist immer void. Es ist nicht so, dass die Funktionen 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 Zeichenfunktion 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 ) Wie drawRoundRect(), nur gefüllt und width Pixel breit und height Pixel hoch. 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 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 ) Wie draw3Drect(), nur gefüllt.
Hinweis Die Breiten der Rechtecke bei den Methoden drawRect() und fillRect() unterscheiden sich. drawRect(0, 0, 10, 10) zeichnet ein 11 × 11 breites Rechteck und fillRect(0, 0, 10, 10) zeichnet ein 10 × 10 breites Rechteck.
### 16.2.3 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 Ausmaße 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 ) 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 ) Wie drawArc(), nur gefüllt. 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 );
### 16.2.4 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 Funktion 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 Funktionen lassen sich Rechtecke zusammenfassen und schneiden. Das erzeugte Polygon zeichnet folgende Methoden aus Graphics:
    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 Funktion, um regelmäßige n-Ecke zu zeichnen. Eine solche Funktion 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 Funktion drawNeck() übernimmt diese Polygon-Erstellung. Der letzte Parameter der Funktion ist ein Wahrheitswert, der bestimmt, ob das n-Eck gefüllt werden soll oder nicht. Nun kann mit zwei öffentlichen Funktionen ein nicht gefülltes beziehungsweise gefülltes n-Eck gezeichnet werden. Hier klicken, um das Bild zu vergrößern Listing 16.4 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
    {
      private static final Polygon p = new Polygon();

      public static synchronized void drawVertex( Graphics g, int x,
                                                 int y, int r, int n, boolean filled )
      {
        p.reset();

        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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