Graphics2D类基本使用

Java语言在Graphics类提供绘制各种基本的几何图形的基础上,扩展Graphics类提供一个Graphics2D类,它拥用更强大的二维图形处理能力,提供、坐标转换、颜色管理以及文字布局等更精确的控制。

一、绘图属性

Graphics2D定义了几种方法，用于添加或改变图形的状态属性。可以通过设定和修改状态属性，指定画笔宽度和画笔的连接方式；设定平移、旋转、缩放或修剪变换图形；以及设定填充图形的颜色和图案等。图形状态属性用特定的对象存储。

1. stroke属性

stroke属性控制线条的宽度、笔形样式、线段连接方式或短划线图案。该属性的设置需要先创建BasicStroke对象，再调用setStroke()方法来设置。创建BasicStroke对象的方法有：

• BasicStroke(float w)：指定线条宽w。
• BasicStroke(float w,int cap, int join)：

cap是端点样：CAP_BUTT(无修饰)，CAP_ROUND(半圆形末端)，CAP_SQUARE(方形末端，默认值)。

Join定义两线段交汇处的连接方式：JOIN_BEVEL(无修饰),JOIN_MTTER(尖形末端，默认值),JOIN_ROUND(圆形末端)。

2. paint属性

paint属性控制填充效果。先调用以下方法确定填充效果，理用setPaint()方法设置。

• GradientPaint(float x1,float y1,Color c1,float x2,flaot y2,Color c2)：从(x1,y1)到(x2,y2)颜色从c1渐变到c2。其中：参数c1,c2决定这个渐变色是从颜色c1渐变到颜色c2。参数x1,y1,x2,y2决定了渐变的强弱，即要求从点(x1,y1)出发到达点(x2,y2)，颜色从c1变成c2。
• GradientPaint(float x1,float y1,Color c1,float x2,float y2,Color c2,Boolean cyclic)：如果希望渐变到终点又是起点的颜色，应将cyclic设置为true。

3. transform属性

transform 属性用来实现常用的图形平移、缩放和斜切等变换操作。首先创建AffineTransform对象，然后调用setTransform()方法设置transform属性。最后，用具有指定属性的Graphics2D对象绘制图形。创建AffineTransform对象的方法有：

• getRotateinstrance(double theta)：旋转theta弧度。
• getRotateInstance(double theta,dioble x,double y)：绕旋转中心(x,y)旋转。
• getScaleInstance(double sx,double sy)：x和y 方向分别按sx,sy比例变换。
• getTranslateInstance(double tx,double ty)：平移变换。
• getShearInstance(double shx,double shy)：斜切变换，shx和shy指定斜拉度。

也可以先创建一个没有transform属性的AffineTransform对象，然后用以下方法指定图形平移、旋转、缩放变换属性。

• transelate(double dx,double dy)：将图形在x轴方向平移dx像素。
• scale(double sx,double sy)：图形在x轴方向缩放sx倍，纵向缩放sy倍。
• rotate(double arc,double x, double y)：图形以点(x,y)为轴点，旋转arc弧度。

例如，创建AffineTransform对象：

AffineTransform trans = new AffineTransform(); 

为AffineTransform对象指定绕点旋转变换属性：

Trans.rotate(50.0*3./180.0,90,80); 

接着为Graphics2D 的对象g2d设置具有上述旋转变换功能的“画笔”：

Graphics2D g2d = (Graphics2D)g;g2d.setTranstorm(trans); 

最后，以图形对象为参数调用具有变换功能的Graphics2D 对象的draw()方法。例如，设已有一个二次曲线对象curve，以下代码实现用上述旋转功能的g2d对象绘制这条二次曲线：

g2d.draw(curve); 

4. clip属性

clip属性用于实现剪裁效果。设置剪裁属性可调用setClip()方法确定剪裁区的Shape。连续多个setClip()得到它们交集的剪裁区。

5. composit属性

composit属性设置图形重叠区域的效果。先用方法AlphaComposite.getInstance(int rule, float alpha)得到AlphaComposite对象，再通过setComposite()方法设置混合效果。Alpha值的范围为0.0f(完全透明)-0.1f(完全不透明)。

二、Graphics2D类绘图

要用Graphics2D类的新方法画一个图形。先在重画方法paintComponent()或paint()中，把参数对象g强制转换成Graphics2D对象；然后，用上述图形类提供的静态方法Double()创建该图形的对象；最后，以图形对象为参数调用Graphics2D对象的draw()方法绘制这个图形。例如以下代码用Graphics2D的新方法绘制线段和圆角矩形：

package icu.xslblog; import org.junit.Test; import javax.imageio.IIOImage; import javax.imageio.ImageIO; import javax.imageio.ImageWriteParam; import javax.imageio.ImageWriter; import javax.imageio.stream.ImageOutputStream; import java.awt.*; import java.awt.geom.*; import java.awt.image.BufferedImage; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; import java.util.Iterator; / * @ClassName TestGraphics2D * @Description: TODO * @Author xsl * @Date 2020/11/2 14:26 */ public class Graphics2DTest { 
    @Test public void test1() throws IOException { 
    // 获取源图片输入流 FileInputStream imgFileStream = new FileInputStream("E:\\1.png"); // 用imageIO读取图片 Image image = ImageIO.read(imgFileStream); // 利用BufferedImage，将图片加载到内存中 int height = image.getHeight(null); int width = image.getWidth(null); BufferedImage bufImg = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB); // 获取图像对象，来对图片进行处理 Graphics2D g = bufImg.createGraphics(); //抗锯齿 RenderingHints rh = new RenderingHints(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON); rh.put(RenderingHints.KEY_COLOR_RENDERING, RenderingHints.VALUE_COLOR_RENDER_QUALITY); rh.put(RenderingHints.KEY_TEXT_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_TEXT_ANTIALIAS_LCD_HRGB); g.setRenderingHints(rh); // 画一条线 g.drawImage(image, 0, 0, width, height, null); Stroke s = new BasicStroke(10, BasicStroke.CAP_ROUND, BasicStroke.JOIN_MITER); g.setStroke(s); //新方法 Line2D line = new Line2D.Double(30.0,30.0,340.0,30.0); g.draw(line); //旧方法 //g.drawLine(30,50,300,300); //g.drawLine(300,300,120,0); //g.drawLine(120,0,30,50); // 为了保证原质量输出，用ImageWriter输出图片 Iterator writers = ImageIO.getImageWritersByFormatName("png"); ImageWriter writer = (ImageWriter) writers.next(); // 指定输出路径 File f = new File("E:\\test\\out.png"); ImageOutputStream outStream = ImageIO.createImageOutputStream(f); // 修改ImageWriteParam，原质量输出图片 ImageWriteParam imageWriteParam = writer.getDefaultWriteParam(); // 将BufferedImage转换为IIOImage,进而输出图片 IIOImage iioImage = new IIOImage(bufImg, null, null); // 输出 writer.setOutput(outStream); writer.write(null,iioImage,imageWriteParam); } } 

也可以先用java.awt.geom包提供的Shape对象，并用单精度Float坐标或双精度Double坐标创建Shape对象，然后再用draw()方法绘制。例如，以下代码先创建圆弧对象，然后绘制圆弧：

Shape arc = new Arc2D.Float(30,30,150,150,40,100,Arc2D.OPEN); g2d.draw(arc)//绘制前面创建的图形对象arc 

三、Graphics2D的几何图形类

1.线段

//声明并创建线段对象起点是(2，3)，终点是(200，300) Line2D line = new Line2D.Double(2,3,200,300); 

2.矩形

//声明并创建矩形对象，矩形的左上角是(20，30)，宽是300，高是40 Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(20,30,80,40); 

3.圆角矩形

//左上角是(20，30)，宽是130，高是100，圆角的长轴是18，短轴是15。 RoundRectangle2D rectRound = new RoundRectangle2D.Double(20,30,130,100,18,15); 

4.椭圆

//左上角 (20，30)，宽是100，高是50 Ellipse2D ellipse = new Ellipse2D.Double(20,30,100,50); 

5.弧线

Arc2D arc1 = new Arc2D.Double(8,30,85,60,5,90,Arc2D.OPEN); //外接矩形的左上角(10，30)，宽85，高60，起始角是5度，终止角是90度 Arc2D arc2 = new Arc2D.Double(20,65,90,70,0,180,Arc2D.CHORD); Arc2D arc3 = new Arc2D.Double(40,110,50,90,0,270,Arc2D.PIE); 

参数Arc2D.OPEN、Arc2D.CHORD、Arc2D.PIE分别表示圆弧是开弧、弓弧和饼弧。

6.二次曲线

二次曲线用二阶多项式表示：

y(x)=ax2+bx+c 

一条二次曲线需要三个点确定：始点、控制点和终点。

QuadCurve2D curve1 = new QuadCurver2D.Double(20,10,90,65,55,115); QuadCurve2D curve2 = new QuadCurver2D.Double(20,10,15,63,55,115); QuadCurve2D curve3 = new QuadCurver2D.Double(20,10,54,64,55,115); 

方法Double()中的6个参数分别是二次曲线的始点、控制点和终点。以上3条二次曲线的开始点和终点分别相同。

7.三次曲线

三次曲线用三阶多项式表示：

y(x)=ax3+bx2+cx+d 

一条三次曲线需要四个点确定：始点、两个控制点和终点。

 CubicCurve2D curve1 = new CubicCurve2D.Double(12,30,50,75,15,15,115,93); CubicCurve2D curve2 = new CubicCurve2D.Double(12,30,15,70,20,25,35,94); CubicCurve2D curve3 = new CubicCurve2D.Double(12,30,50,75,20,95,95,95); 

方法Double()中的8个参数分别是三次曲线的始点、两个控制点和终点。

一般的方程曲线的绘制过程用一个循环控制。通过循环产生自变量的值，按照方程计算出函数值，再作必要的坐标转换：原点定位的平移变换，图像缩小或放大的缩放变换，得到曲线的图像点，并绘制这个点。以绘制以下曲线方程为例：

y(x)=sin(x)+cos(x), 

绘制的部分代码可以写成如下：

double x0,y0,x1,y1,x2,y2,scale; x0=100;y0=80; scale =20.0; for(x1=-3.d;x1<=2*3.d;x1+=0.01d){ 
    y1=Math.sin(x1)+Math.cos(x1); //(x2,y2)是图像点 x2=x0+x1*scale;y2=y0+y1*scale; //画一个圆点作为图像点 g.fillOval((int)x2,(int)y2,1,1); } 

四、实际应用场景

由于业务需要需在背景图上

1. 动态写上研报标题和作者并达到自动换行
2. 将微信小程序二维码合成在背景图上

效果如下图

代码如下为方便将此编写成工具类:

import java.awt.Color; import java.awt.Font; import java.awt.Graphics2D; import java.awt.RenderingHints; import java.awt.image.BufferedImage; import java.io.File; import java.io.InputStream; import javax.imageio.ImageIO; / * 
Title: CompositePicture
 * 
Description: 图片合并
 */ public class CompositePicture { 
    / * * @param path 加载背景图片的地址 * @param documentId 我的研报的标识 用于合成新图的名称 这个大家可根据自己的需要是否传参都可 * @param inputStream 微信小程序二维码的 输入流 不知如何生成微信小程序的可以 上微信开发者api上看 或者网上找资源即可 * @param title 研报标题 就是要在背景图上展示的文字 大家根据自己的需求可替换成用户名或者别的 * @param authorNameAndDate 研报作者 也是要在背景图上展示的文字 大家根据自己的需求可替换成用户名或者别的 * @param fontSize 字体的大小 * @return */ public static String compositePicture(String path,Long documentId,InputStream inputStream, String title, String authorNameAndDate, int fontSize) { 
    String originalFilename = documentId+".png"; try { 
    // 加载背景图片 BufferedImage imageLocal = ImageIO.read(new File(path + "share_background.png")); int srcImgWidth = imageLocal.getWidth(null); int srcImgHeight = imageLocal.getHeight(null); // 加载微信小程序二维码并转换为BufferedImage BufferedImage imageCode = ImageIO.read(inputStream); // 以背景图片为模板 Graphics2D g = imageLocal.createGraphics(); // 消除文字锯齿 g.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_TEXT_ANTIALIASING,RenderingHints.VALUE_TEXT_ANTIALIAS_ON); // 在模板上添加用户二维码(地址,左边距,上边距,图片宽度,图片高度,未知) g.drawImage(imageCode, 367, imageLocal.getHeight() - 170, 150, 150, null); Font font1 = new Font("微软雅黑", Font.BOLD, fontSize);// 添加字体的属性设置 g.setFont(font1); Color color1 = new Color(100,0,0); g.setColor(color1); String waterMarkContent = title; // 截取研报标题 如: 科技：MWC：5G和边缘计算设备设计生产思路更加明确 展示为 科技： g.drawString(waterMarkContent.substring(0,waterMarkContent.indexOf("：")+1),20,200); // 截取研报标题 如: 科技：MWC：5G和边缘计算设备设计生产思路更加明确 展示为 MWC：5G和边缘计算设备设计生产思路更加明确 waterMarkContent=waterMarkContent.substring(waterMarkContent.indexOf("：")+1); // 获取水印文字总长度 int fontlen = getWatermarkLength(waterMarkContent, g); int line = fontlen / srcImgWidth;// 文字长度相对于图片宽度应该有多少行 // 文字叠加,自动换行叠加 int tempX = 20; int tempY = 260; int tempCharLen = 0;// 单字符长度 int tempLineLen = 0;// 单行字符总长度临时计算 System.out.println("水印文字总长度:" + fontlen + ",图片宽度:" + srcImgWidth + ",图片高度:" + srcImgHeight+ ",字符个数:" + waterMarkContent.length()+ ",文字行数:" + line+",x初始坐标:" + tempX+",y初始坐标:" + tempY); StringBuffer sb = new StringBuffer(); for (int i = 0; i < waterMarkContent.length(); i++) { 
    char tempChar = waterMarkContent.charAt(i); tempCharLen = getCharLen(tempChar, g);//获取标题长度 if ((tempLineLen) >= srcImgWidth) { 
    g.drawString(sb.toString(), tempX, tempY);// 长度已经满一行,进行文字叠加 sb.delete(0, sb.length());// 清空内容,重新追加 tempY += fontSize+10;// 长度已经满一行,Y的位置加10字符高度 tempLineLen =0; } sb.append(tempChar);// 追加字符 tempLineLen += tempCharLen; } g.drawString(sb.toString(), tempX, tempY);// 最后叠加余下的文字 Font font2 = new Font("微软雅黑", Font.PLAIN, 23);// 添加字体的属性设置 g.setFont(font2); Color color2 = new Color(255,255,255); g.setColor(color2); g.drawString(authorNameAndDate,20, imageLocal.getHeight() - 220); g.dispose(); // 完成模板修改 g.dispose(); // 判断新文件的地址路径是否存在，如果不存在就创建一个 File outputfile = new File(path+originalFilename); if (!outputfile.getParentFile().exists()) { 
    outputfile.getParentFile().mkdirs(); } // 生成新的合成过的用户二维码并写入新图片 ImageIO.write(imageLocal, "png", outputfile); } catch (Exception e) { 
    e.printStackTrace(); } return originalFilename; } / * * @param c 需要写在背景图上的字符串 * @param g Graphics2D java 合成图片 写字的处理对象 * @return */ public static int getCharLen(char c, Graphics2D g) { 
    return g.getFontMetrics(g.getFont()).charWidth(c)+3; } / * 获取水印文字总长度 * * @paramwaterMarkContent水印的文字 * @paramg * @return水印文字总长度 */ public static int getWatermarkLength(String waterMarkContent, Graphics2D g) { 
    return g.getFontMetrics(g.getFont()).charsWidth(waterMarkContent.toCharArray(), 0, waterMarkContent.length()); } }