Java多媒體編程

1、第四講、Java 多媒體編程應(yīng)用技術(shù)本講的知識要點：Graphics類、paint()格式及繪制的時機。Java中的文本、圖形、圖像繪制、聲音、動畫等編程技術(shù)。4.1 Java 中的圖形、文本、圖像繪制編程的相關(guān)知識4.1.1 有關(guān)的類及繪制函數(shù)：主要涉及java.awt包中的Graphics類；編程的基本方法是調(diào)用Graphics類中的相應(yīng)的繪制圖形、繪制文本、繪制圖像等函數(shù)以實現(xiàn)在圖形窗口下輸出圖形、文本、圖像等。4.1.2編程方法：先利用（在組件的paint()函數(shù)內(nèi)）或獲取（在組件的其它函數(shù)內(nèi)如事件響應(yīng)函數(shù)內(nèi)）java.awt包中的Graphics類對象（它代表當(dāng)前組件如窗口的繪圖環(huán)境

2、），然后調(diào)用Graphics類中相應(yīng)的繪制函數(shù)來實現(xiàn)輸出。4.1.3 繪制的時機： 組件外形發(fā)生變化時（如窗口的大小、位置、圖標(biāo)化等顯示區(qū)域更新時），AWT自動從高層直到葉結(jié)點組件相應(yīng)地調(diào)用各組件的paint()方法，但這可能有一個遲后感。 程序員也可直接調(diào)用某一個組件的repaint()（系統(tǒng)再調(diào)用update()以清除背景區(qū)域，系統(tǒng)再調(diào)用paint()實現(xiàn)輸出；如直接調(diào)用paint()將保留上次的屏幕輸出，故不直接調(diào)用paint()），以立即更新外觀（如在添加新的顯示內(nèi)容后）。要點F如果要求保留上次的輸出結(jié)果時可以調(diào)用paint()，而不要求保留上次的輸出結(jié)果只希望用戶能看到最新的輸出結(jié)果

3、時可以調(diào)用repaint()。 AWT響應(yīng)外部的事件時（如首先顯示于屏幕或需刷新時），AWT也會直接調(diào)用repaint()函數(shù)。4.1.4如何獲取Graphics類對象并繪制: 繪制之前，必須先獲取Graphics類對象，因為它包含有當(dāng)前組件的繪圖環(huán)境，從而實現(xiàn)在當(dāng)前組件（如圖形窗口）內(nèi)輸出。方法一：在paint()內(nèi)則可通過其形參（它代表當(dāng)前組件的繪圖環(huán)境），從而調(diào)用Graphics類中的相關(guān)的繪制成員函數(shù)。public void paint(Graphics g) g.drawString(Java Text,x,y)；方法二：先在組件類（如Applet或窗框Frame的其他成員函數(shù)）中調(diào)

4、用getGraphics()來獲取當(dāng)前組件的繪圖環(huán)境，再強制繪制輸出，從而可在paint()函數(shù)之外（如事件響應(yīng)函數(shù)內(nèi)）產(chǎn)生繪制動作。public void actionPerformed(ActionEvent e) Graphics g=getGraphics()；/獲取當(dāng)前組件的繪圖環(huán)境 g.drawString(Java Text,x,y)； /強制在當(dāng)前組件內(nèi)繪制輸出4.2 Java 中文本字串的編程輸出顯示4.2.1 文本控制臺方式下輸出文字串：System.out.print(“待輸出的文字串”);4.2.2 圖形窗口環(huán)境下輸出文字串：應(yīng)調(diào)用Graphics 類中相應(yīng)的輸出函數(shù)：

5、g.drawString(“待輸出的文字串”,x, y); /注意其中的X,Y是指定文本的左下角的坐標(biāo)位置4.2.3圖形、文字的顏色編程：可以利用Color類設(shè)置或獲取某一容器組件內(nèi)的圖形、文字的顏色。 編程方法：利用Color類創(chuàng)建出一Color類對象并設(shè)置顏色特征參數(shù)（r、g、b 三基色的分量）；調(diào)用Graphics類中的setColor()將用戶的顏色加入到系統(tǒng)中；再調(diào)用繪制函數(shù)輸出圖形、文字等。 實例：public void paint(Graphics g)Color myColor= new Color(red, green, blue);g.setColor(myColor);g

6、.drawString(“這是Java中的帶顏色的文字串”, 100,100) ;g.drawRect( 10,10,100 ,100) ;要點F了解顏色的變化規(guī)律。JDK Color類中預(yù)定義了13種常量顏色（如： Color.red、Color.green等）；對 Java的組件也可借助于setBackground()/setForeground()、getBackground()/getForeground()來改變或獲取組件的前景和背景色。4.2.4 圖形文字的字體編程：可以利用Font類設(shè)置或獲取某一容器組件內(nèi)的文字字體。4.2.4.1 編程方法：利用Font類創(chuàng)建出一Font類對象

7、并設(shè)置字體特性參數(shù)；調(diào)用Graphics類中的setFont()將用戶字體加入到系統(tǒng)中；再調(diào)用繪制函數(shù)輸出文字（也可以設(shè)置按鈕等基本控件的字體 OK.setFont()）。4.2.4.2 實例：public void paint(Graphics g)Font myFont= new Font(“Dialog”, Font.BOLD, 20);g.setFont(myFont);g.drawString(“這是Java中的Dialog字體的文字串”, 100,100) ;4.2.4.3 獲得當(dāng)前主機系統(tǒng)字體：編程GraphicsEnvironment環(huán)境類。GraphicsEnvironmen

8、t gEnvironment= GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment();String fontNames= gEnvironment .getAvailableFontFamilyNames();選學(xué)內(nèi)容$： 字體的尺寸FontMetrics。drawString()函數(shù)中的字符位置坐標(biāo)x、y含義（字符串的左下角）；獲知字符或字符串的寬度（stringWidth() 、charWidth()）。獲取文字字體的尺寸方法： FontMetrics fm=g.getFontMetrics();fm.getHeight();4.3 Java

9、中的圖形編程（1）Graphics 類中的圖形函數(shù)（參見類庫手冊）：可以將 java.awt.Graphics 支持的非特性方法劃分為三個常規(guī)類別之下：l 跟蹤形狀輪廓的繪制方法（點、線和面）： drawBytes()drawChars() drawImage()drawPolygon() drawPolyline()drawString() drawLine(int x1, int y1, int x2, int y2); /畫直線drawRect(int x, int y, int w, int h); /畫矩形drawRoundRect(int x, int y, int w, int

10、h, int w1, int h1); /畫圓角矩形;drawArc(int x,int y,int width, int height, int startAngle, int arcAngle); /畫圓弧線（圓弧角度逆時針為正）drawOval(int x,int y,int width, int height); /畫橢圓draw3DRect(int x, int y, int w, int h, boolean flag);/畫三維矩形（先設(shè)置作圖顏色為亮灰色g.setColor(Color.lightGray);然后再畫它）l 填充形狀輪廓的繪制方法：fill3DRect()fil

11、lArc()fillPolygon()fillRoundRect() fillRect(int x, int y, int w, int h); /畫填充矩形fillOval(int x,int y,int width, int height); /畫填充橢圓（填充的顏色由g.setColor()決定） l 其它雜項方法copyArea(int x, int y,int width, int height, int dx, int dy);clearRect(int x, int y,int width, int height);translate()實例 設(shè)計一個畫直方圖的Java Appl

12、et程序1import java.applet.*;2import java.awt.*;3public class LifeCycle extends Applet4 public void paint(Graphics g) 5 g.drawLine(20,200,300,200); /畫出X坐標(biāo)軸6 g.drawLine(20,200,20,20);/畫出Y坐標(biāo)軸7 g.drawLine(20,170,15,170); 8 g.drawLine(20,140,15,140); /畫出Y坐標(biāo)軸上的數(shù)據(jù)的各個刻度線，共5條9 g.drawLine(20,110,15,110);10 g.dr

13、awLine(20,80,15,80);11 g.drawLine(20,50,15,50);12 g.drawString(“Init()”,25,213); /在X坐標(biāo)軸上顯示出各個名稱的文字13 g.drawString(“Start()”,75,213);14 g.drawString(“Stop()”,125,213);15 g.drawString(“Destroy()”,175,213);16 g.drawString(“Paint()”,235,213);17 g.fillRect(25,200-InitCnt*30,40, InitCnt*30); /畫填充矩形作為直方條，但

14、放大30倍18 g.fillRect(75,200-StartCnt*30,40, StartCnt*30);19 g.fillRect(125,200-StopCnt*30,40, StopCnt*30);20 g.fillRect(175,200-DestroyCnt*30,40, DestroyCnt*30);21 g.fillRect(235,200-PaintCnt*30,40, PaintCnt*30);2223實例 設(shè)計一個自由筆（鉛筆）以產(chǎn)生手畫線的程序。public boolean mouseDrag(Event evt, int x, int y)Graphics g=ge

15、tGraphics() ; /在鼠標(biāo)的mouseDrag事件中畫出鼠標(biāo)的當(dāng)前位置的點g.setColor(Color.red) ;g.drawLine(x, y, x, y ) ;return true;實例自定義出一個按紐效果的圖形public void paint(Graphics g) g.setColor(Color.LIGHT_GRAY); g.fillRect(1,1,100-2,100-2); g.draw3DRect(0,0,100-1,100-1,true); g.setColor(this.getForeground(); g.drawRect(2,2,100-4,100-

16、4); 畫圓弧g.drawArc(10,40,70,70,0,90); /在原點為(10,40)，半徑為70，起始角度為0度，逆時針轉(zhuǎn)90度的圓弧g.fillArc(100,40,70,70,0,90); /在原點為(100,40)，半徑為70，起始角度為0度，逆時針轉(zhuǎn)90度的圓弧g.drawArc(10,100,70,80,0,-90); /在原點為(10,100),長軸為80,短軸為70，起始角度為0度，順時針轉(zhuǎn)90度的弧g.fillArc(100,100,70,80,0,-90); /在原點為(100,100),長軸為80,短軸為70，起始角度為0度，順時針轉(zhuǎn)90度的填充弧畫多邊形int

17、 xArr = 78,188,194,284,106,116,52 ;int yArr = 66,148,72,140,216,160,212 ;int numPoints=xArr.length;/獲得x,y坐標(biāo)對數(shù)組的長度g.drawPolygon( xArr, yArr, numPoints);4.4 Java Applet中聲音編程4.4.1 聲音文件的格式：Java2目前支持*.au（適用于Sun Solaris機）、*.wav（適用于PC機） 、*.aiff（適用于Macintosh機）、*.MIDI 格式。主要的聲音文件類型的說明如下：AU - (擴展名為AU或SND)適用于短的

18、聲音文件，為Solaris和下一代機器的通用文件格式，也是JAVA平臺的標(biāo)準(zhǔn)的音頻格式。AU類型文件使用的三種典型音頻格式為: 8位-law類型（通常采樣頻率為8kHz）, 8位線性類型，以及16位線性類型。WAV - (擴展名為WAV)由 Microsoft和 IBM共同開發(fā),對WAV的支持已經(jīng)被加進Windows 95并且被延伸到Windows 98. WAV文件能存儲各種格式包括-law,a-law和 PCM (線性)數(shù)據(jù)。他們幾乎能被所有支持聲音的Windows應(yīng)用程序播放。AIFF - (擴展名為AIF或IEF)音頻互換文件格式是為Macintosh計算機和Silicon Graph

19、ics (SGI)計算機所共用的標(biāo)準(zhǔn)音頻文件格式。AIFF和 AIFF-C幾乎是相同的,除了后者支持例如-law和 IMA ADPCM類型的壓縮。MIDI - (擴展名為MID)樂器數(shù)字接口MIDI是為音樂制造業(yè)所認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)，主要用于控制諸如合成器和聲卡之類的設(shè)備。4.4.2編程要點：先加載聲音文件；再播放它。4.4.3編程方法： 方法一：在Applet程序中直接調(diào)用play()函數(shù)。play(getDocumentBase(), “mySound .au”) ;但此方法的缺點是用戶無法控制它，因為加載聲音文件到內(nèi)存中后將馬上播放它。 方法二：AudioClip sound= getAudio

20、Clip( getDocumentBase(), “mySound . au”);sound.play(); /或 sound.stop(); 注意：此方法的優(yōu)點是聲音文件的加載與播放分開，從而可控。實例import java.applet.*;import java.awt.*;import java.awt.event.*;public class AudioClipDemo extends Applet implements ActionListenerButton PlayButton,LoopButton,StopButton;AudioClip sound;public void

21、init() /以下代碼為生成三個按鈕并添加ActionListener接口中的事件 PlayButton=new Button(開始播放);add(PlayButton);PlayButton.addActionListener(this); LoopButton=new Button(循環(huán)播放);add(LoopButton);LoopButton.addActionListener(this); StopButton=new Button(終止播放);add(StopButton);StopButton.addActionListener(this);sound= getAudioCli

22、p(getDocumentBase(), computer.au); /加載聲音文件public void actionPerformed(ActionEvent e)/用戶的鼠標(biāo)行為事件（單擊） /以下的代碼是識別用戶按下那個按鈕，并根據(jù)所按的按鈕不同相應(yīng)地進行操作if(e.getSource()=PlayButton)sound.play();/開始播放聲音else if(e.getSource()=StopButton)sound.stop();/終止播放聲音else if(e.getSource()=LoopButton)sound.loop();/循環(huán)播放聲音4.5 Java中圖像編

23、程4.5.1 有關(guān)的包與類：在java.awt包、java.awt.image包、java.applet包中都有與圖像有關(guān)的類Image。要點F圖像編程的基本過程是：先加載圖像（將它轉(zhuǎn)化為Image類對象）；再跟蹤圖像的加載過程；最后顯示出圖像；圖像文件格式目前支持*.gif、*.jpeg、*.png等。4.5.2 加載圖像：在Applet及Application程序中載入圖像的方式。 Java Applet中加載圖像：直接調(diào)用Image myImage = getImage(URL address, imageFileName); Java Application中加載圖像：利用Toolki

24、t 類中的getImage（）。如：Image myImage =Toolkit .getDefaultToolkit(). getImage(imageFileName); 加載圖像。4.5.3 跟蹤圖像載入：通過對圖像進行跟蹤，可以在圖像完全加載完畢之后再顯示出圖像，因為AWT是異步在后臺完成圖像的加載，主進程繼續(xù)執(zhí)行程序；如果此時就顯示出圖像，將導(dǎo)致部分圖像顯示；特別是在網(wǎng)絡(luò)速度較慢時更應(yīng)該考慮它，故應(yīng)該跟蹤圖像的載入過程，一但發(fā)現(xiàn)圖像載入完畢，再顯示出圖像。 跟蹤圖像載入方式一：利用MediaTracker類來跟蹤圖像（適用于多幅圖象、動畫圖象的跟蹤）MediaTracker trac

25、ker =new MediaTracker(this);tracker.addImage(img,0);/將需要跟蹤的圖像加人到跟蹤器中并指示其編號trym_Graphics. drawString(“正在加載圖像，請等待?！? 50,50) ; /未加載完畢時顯示等待提示信息tracker.waitForAll();/等待圖象加載完畢catch (InterruptedException e)然后再顯示出圖象 跟蹤圖像載入方式二：利用ImageObserver接口來實時跟蹤圖像載入情況（適用于靜態(tài)單幅大圖象的跟蹤）：該方法的編程基本思路為（1）在本類中實現(xiàn)ImageObserver接口并重寫

26、imageUpdate()方法，在其中實時監(jiān)視圖像載入情況，如果圖像載入完畢將返回false表示不再需要跟蹤（if(info &ALLBITS)），而其他狀態(tài)下都返回true表示需要繼續(xù)跟蹤圖像的載入。（2）一旦圖像加載完畢，AWT會自動調(diào)用本類（組件類）的repaint()來顯示出圖像。import java.awt.*;import java.awt.image.*;import java.applet.*;public class ImageObserverTest extends Applet implements ImageObserver Image img; public voi

27、d init() img=getImage(getDocumentBase(),myGif.gif); /加載圖像 public void paint(Graphics g) /顯示出圖像并指定圖像觀察者對象為本Applet程序?qū)ο?g.drawImage(img, 0,0, this); public boolean imageUpdate(Image img, int infoflag, int x, int y, int width, int height) if(infoflag & ALLBITS)=0) /識別圖像是否加載完畢return true; /圖像未加載完畢時將返回tru

28、e，意味需要再跟蹤 else return false; /加載完畢后將返回false，意味不需要再跟蹤 4.5.4顯示出圖像：調(diào)用Graphics類中的drawImage(Image image , int x, int y , ImageObserver observer) 顯示出圖像，其中第四個參數(shù)可以為null（不跟蹤圖像載入時）或this（跟蹤圖像載入并且跟蹤者為本程序）。4.6 Java 中的動畫編程4.6.1 動畫編程的原理：畫出一系列的圖像幀，利用人眼的視覺暫停來造成運動的感覺。4.6.2 編程實現(xiàn)的手段：利用線程來達到循環(huán)顯示輸出，使動作不斷地重復(fù)產(chǎn)生。4.6.3 動畫的質(zhì)量

29、：除了圖片本身的好壞外，動畫中動作的平滑程度也是一大關(guān)鍵（每秒所播放的圖像數(shù)較多，動畫中動作的平滑程度則較高，一般應(yīng)該為1020幀/秒）；動畫的速度則可利用Java線程中的threadObj.sleep()來延遲以控制動畫的速度。4.6.4常見的動畫效果及實現(xiàn)原理： 運動效果：平動-通過在線程體循環(huán)中改變文字在顯示時（g.drawString()）x,y坐標(biāo)位置或g.drawImage()中的x,y坐標(biāo)位置來實現(xiàn)；規(guī)則運動-通過在線程體循環(huán)中將x, y之間滿足一定的數(shù)學(xué)規(guī)則或方程便可以達到。 變焦（由遠到近-文字由小到大；由近到遠-文字由大到小）：通過在線程體循環(huán)中不斷地改變文字的字體大小或圖

30、像的大小來實現(xiàn)。 淡入淡出：通過在線程體循環(huán)中不斷地改變文字的顏色并將顏色按某種規(guī)則變化來實現(xiàn)。4.6.5 動畫的圖像載入編程技巧：技巧一：為利用一個for()循環(huán)來將圖片全部載入，因而各個圖像文件名一般可采用數(shù)字編碼來命名它。技巧二：利用getImage()函數(shù)并用Image數(shù)組來存放各個Image對象。技巧三：在線程體內(nèi)將當(dāng)前動畫圖像幀數(shù)加一，然后調(diào)用repaint()方法輸出當(dāng)前圖像幀。技巧四：為使人眼能正確地區(qū)分出各個圖像幀，應(yīng)該休眠線程一段時間。4.6.6 動畫的載體：文字或圖像兩種形式實例 ：文字淡入淡出動畫的編程實現(xiàn)（以下只給出部分源程序，全部源程序請見TxtColor.java

31、文件）。（1）原理：利用new創(chuàng)建一個線程，用drawString()在屏幕指定位置顯示出文字，然后讓線程休眠一段時間，再改變文字顯示的位置或顏色，最后再顯示文字（其中包括邊界判斷、重設(shè)坐標(biāo)等）。引用程序中所需的各個包（2）編程技巧：可利用Graphics類中的clipRect()函數(shù)用于限定繪制范圍，從而減少清屏的區(qū)域以避免圖像閃爍。1import java.awt.*;2import java.applet.*;3public class TxtColor extends java.applet.Applet implements Runnable定義各個對象及變量并初始化它們4Threa

32、d textThread=null;5int Red, Green,Blue;必須從Applet類派生并實現(xiàn)Runnable方法6int stringX, stringY;7String Text1=大家好，How Are You !;8Dimension rectSize;Applet初始化（完成各個初始化任務(wù)）9 FontMetrics fm;10public void init()11Red=255;12Green=255;13Blue=255; /初始化各個顏色值14setFont(new Font(Helvetica,Font.BOLD,16); /生成一種字體并使用它15fm=ge

33、tFontMetrics(getFont(); /獲得該字體的尺寸參數(shù)16rectSize=size();/獲得Applet的當(dāng)前的尺寸參數(shù)（寬度和高度值）17rectSize.width=fm.stringWidth(Text1);/獲得字串在該字體時的寬度尺寸參數(shù)18resize(rectSize.width,rectSize.height); /重置Applet的寬和高度值）19stringY=rectSize.height; /定位起始位置20stringX=0;21setBackground(Color.white);/設(shè)置背景色2223public void start()24if

34、 (textThread=null)25textThread=new Thread(this,text); /實例化線程26textThread.start(); /啟動改線程線程體272829public void run() / 識別當(dāng)前線程是否正在運行30while (Thread.currentThread()=textThread)31repaint(); /更新Applet所在的區(qū)域32try /捕獲InterruptedException異常33textThread.sleep(150); /延遲3435catch(InterruptedException e)363738設(shè)置剪

35、切區(qū)3940public void update(Graphics g)41 /替換基類的update()以消除閃爍，不清除整個背景42g.clipRect(stringX,stringY-fm.getAscent(),rectSize.width,fm.getHeight()*3);43 g.clearRect(stringX,stringY-fm.getAscent(),rectSize.width,fm.getHeight()*3);清除剪切區(qū)重新繪畫剪切區(qū)44paint(g);4546 /必須重寫出paint()函數(shù)，因為在Applet初始顯示時將直接調(diào)用它47public void

36、paint(Graphics g)48if (stringY=0)/字符串Y坐標(biāo)是否為0（移到頂部？）49 stringY=rectSize.height; /重置字符串到最初的位置（底部）5051stringY-; /開始顏色變化52Color textColor=new Color(Red,Green,Blue); 53 /利用當(dāng)前顏色分量重組合成一種新顏色54g.setColor(textColor);/將文字改為該顏色顯示55g.drawString(Text,stringX,stringY); /在指定位置處重新顯示出該文字56if (stringY=255)58 Green=255;59 Red=255;改變顏色三分量值，遞增則形成變淡效果，遞減則形成變深效果60 Blue=255;61 62else63 Green=Green+3;64 Red=Red+3;65 Blue=Blue+3;66 6768else69if(Green=0)70 Green=0;71 Red=0;72 Blue=0