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Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Java ist auch eine Sprache
2 Sprachbeschreibung
3 Klassen und Objekte
4 Der Umgang mit Zeichenketten
5 Eigene Klassen schreiben
6 Exceptions
7 Generics<T>
8 Äußere.innere Klassen
9 Besondere Klassen der Java SE
10 Architektur, Design und angewandte Objektorientierung
11 Die Klassenbibliothek
12 Bits und Bytes und Mathematisches
13 Datenstrukturen und Algorithmen
14 Threads und nebenläufige Programmierung
15 Raum und Zeit
16 Dateien, Verzeichnisse und Dateizugriffe
17 Datenströme
18 Die eXtensible Markup Language (XML)
19 Grafische Oberflächen mit Swing
20 Grafikprogrammierung
21 Netzwerkprogrammierung
22 Verteilte Programmierung mit RMI
23 JavaServer Pages und Servlets
24 Datenbankmanagement mit JDBC
25 Reflection und Annotationen
26 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
A Die Begleit-DVD
Stichwort
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Java ist auch eine Insel von Christian Ullenboom
Das umfassende Handbuch
Buch: Java ist auch eine Insel

Java ist auch eine Insel
geb., mit DVD
1482 S., 49,90 Euro
Rheinwerk Computing
ISBN 978-3-8362-1506-0
Pfeil 20 Grafikprogrammierung
  Pfeil 20.1 Grundlegendes zum Zeichnen
    Pfeil 20.1.1 Die paint()-Methode für das AWT-Frame
    Pfeil 20.1.2 Zeichnen von Inhalten auf ein JFrame
    Pfeil 20.1.3 Auffordern zum Neuzeichnen mit »repaint()«
    Pfeil 20.1.4 Java 2D-API
  Pfeil 20.2 Einfache Zeichenmethoden
    Pfeil 20.2.1 Linien
    Pfeil 20.2.2 Rechtecke
    Pfeil 20.2.3 Ovale und Kreisbögen
    Pfeil 20.2.4 Polygone und Polylines
  Pfeil 20.3 Zeichenketten schreiben und Fonts
    Pfeil 20.3.1 Zeichenfolgen schreiben
    Pfeil 20.3.2 Die Font-Klasse
    Pfeil 20.3.3 Einen neuen Font aus einem gegebenen Font ableiten
    Pfeil 20.3.4 Zeichensätze des Systems ermitteln *
    Pfeil 20.3.5 Neue TrueType-Fonts in Java nutzen
    Pfeil 20.3.6 Font-Metadaten durch FontMetrics *
  Pfeil 20.4 Geometrische Objekte
    Pfeil 20.4.1 Die Schnittstelle Shape
    Pfeil 20.4.2 Kreisförmiges
    Pfeil 20.4.3 Kurviges *
    Pfeil 20.4.4 Area und die konstruktive Flächengeometrie *
    Pfeil 20.4.5 Pfade *
    Pfeil 20.4.6 Punkt in einer Form, Schnitt von Linien, Abstand Punkt/Linie *
  Pfeil 20.5 Das Innere und Äußere einer Form
    Pfeil 20.5.1 Farben und die Paint-Schnittstelle
    Pfeil 20.5.2 Farben mit der Klasse »Color«
    Pfeil 20.5.3 Die Farben des Systems über SystemColor *
    Pfeil 20.5.4 Composite und Xor *
    Pfeil 20.5.5 Dicke und Art der Linien von Formen bestimmen über »Stroke« *
  Pfeil 20.6 Bilder
    Pfeil 20.6.1 Eine Übersicht über die Bilder-Bibliotheken
    Pfeil 20.6.2 Bilder mit »ImageIO« lesen
    Pfeil 20.6.3 Ein Bild zeichnen
    Pfeil 20.6.4 Programm-Icon/Fenster-Icon setzen
    Pfeil 20.6.5 Splash-Screen *
    Pfeil 20.6.6 Bilder im Speicher erzeugen *
    Pfeil 20.6.7 Pixel für Pixel auslesen und schreiben *
    Pfeil 20.6.8 Bilder skalieren *
    Pfeil 20.6.9 Schreiben mit ImageIO
    Pfeil 20.6.10 Asynchrones Laden mit getImage() und dem MediaTracker *
  Pfeil 20.7 Zum Weiterlesen

»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)

20 Grafikprogrammierung


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20.1 Grundlegendes zum Zeichnen  Zur 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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20.1.1 Die paint()-Methode für das AWT-Frame  Zur 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 20.1  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 20.1  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:

  • die Komponente, auf der gezeichnet wird (hier erst einmal das rohe Fenster)
  • Koordinaten des Bildbereichs und des Clipping-Bereichs. Die Zeichenoperationen außerhalb des Clipping-Bereichs werden nicht angezeigt. Daher wird ein Clipping-Bereich auch Beschnitt-Bereich genannt.
  • den aktuellen Zeichensatz (java.awt.Font) und die aktuelle Farbe (java.awt.Color)
  • die Pixeloperation (Xor [Zur Bewegung des Grafik-Cursors wird gern eine Xor-Operation eingesetzt. Obwohl dies absolut einfach erscheint, ist die Realisierungsidee patentiert. ] oder Paint)
  • die Translation – eine Verschiebung vom Nullpunkt

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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20.1.2 Zeichnen von Inhalten auf ein JFrame  Zur 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 20.2  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 20.3  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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20.1.3 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 millis 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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20.1.4 Java 2D-API  topZur 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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