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Java中的Graphics2D類別基本使用教學課程

作者：Eve Cole 更新時間：2025-01-27 03:00:02

Java語言在Graphics類提供繪製各種基本的幾何圖形的基礎上,擴展Graphics類提供一個Graphics2D類,它擁用更強大的二維圖形處理能力,提供、坐標轉換、顏色管理以及文字佈局等更精確的控制。
繪圖屬性

Graphics2D定義了幾種方法，用於新增或改變圖形的狀態屬性。可以透過設定和修改狀態屬性，指定畫筆寬度和畫筆的連接方式；設定平移、旋轉、縮放或修剪變換圖形；以及設定填滿圖形的顏色和圖案等。圖形狀態屬性用特定的物件儲存。

1. stroke屬性
stroke屬性控制線條的寬度、筆形樣式、線段連接方式或短劃線圖案。此屬性的設定需要先建立BasicStroke對象，再呼叫setStroke()方法來設定。創建BasicStroke物件的方法有：
BasicStroke(float w)：指定線條寬w。
BasicStroke(float w,int cap, int join)：
cap是端點樣：CAP_BUTT(無修飾)，CAP_ROUND(半圓形末端)，CAP_SQUARE(方形末端，預設值)。
Join定義兩線段交會處的連接方式：JOIN_BEVEL(無修飾),JOIN_MTTER(尖形末端，預設值),JOIN_ROUND(圓形末端)。

2. paint屬性
paint屬性控制填充效果。先呼叫以下方法確定填滿效果，理用setPaint()方法設定。
GradientPaint(float x1,float y1,Color c1,float x2,flaot y2,Color c2)：從(x1,y1)到(x2,y2)顏色從c1漸變到c2。其中：參數c1,c2決定這個漸層色是從顏色c1漸層到顏色c2。參數x1,y1,x2,y2決定了漸變的強弱，即要求從點(x1,y1)出發到達點(x2,y2)，顏色從c1變成c2。
GradientPaint(float x1,float y1,Color c1,float x2,float y2,Color c2,Boolean cyclic)：如果希望漸層到終點又是起點的顏色，應將cyclic設為true。

3. transform屬性
transform 屬性用來實作常用的圖形平移、縮放和斜切等變換操作。先建立AffineTransform對象，然後呼叫setTransform()方法設定transform屬性。最後，用具有指定屬性的Graphics2D物件繪製圖形。建立AffineTransform物件的方法有：

  • getRotateinstrance(double theta)：旋轉theta弧度。
  • getRotateInstance(double theta,dioble x,double y)：繞旋轉中心(x,y)旋轉。
  • getScaleInstance(double sx,double sy)：x和y 方向分別以sx,sy比例變換。
  • getTranslateInstance(double tx,double ty)：平移變換。
  • getShearInstance(double shx,double shy)：斜切變換，shx和shy指定斜拉度。

也可以先建立一個沒有transform屬性的AffineTransform對象，再用以下方法指定圖形平移、旋轉、縮放變換屬性。

  • transelate(double dx,double dy)：將圖形在x軸方向平移dx像素。
  • scale(double sx,double sy)：圖形在x軸方向縮放sx倍，縱向縮放sy倍。
  • rotate(double arc,double x, double y)：圖形以點(x,y)為軸點，旋轉arc弧度。

例如，建立AffineTransform物件：

 AffineTransform trans = new AffineTransform();


為AffineTransform物件指定繞點旋轉變換屬性：

 Trans.rotate(50.0*3.1415927/180.0,90,80);


接著為Graphics2D 的物件g2d設定具有上述旋轉變換功能的「畫筆」：

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


最後，以圖形物件為參數呼叫具有變換功能的Graphics2D 物件的draw()方法。例如，設已有一個二次曲線物件curve，以下程式碼實作用上述旋轉功能的g2d物件繪製這條二次曲線：

 g2d.draw(curve);

4. clip屬性
clip屬性用於實現剪裁效果。設定剪裁屬性可呼叫setClip()方法決定剪裁區的Shape。連續多個setClip()得到它們交集的剪裁區。

5. composit屬性
composit屬性設定圖形重疊區域的效果。先用方法AlphaComposite.getInstance(int rule, float alpha)得到AlphaComposite對象，再透過setComposite()方法設定混合效果。 Alpha值的範圍為0.0f(完全透明)-0.1f(完全不透明)。
Graphics2D類別的繪圖方法

Graphics2D類別仍保留Graphics類別的繪圖方法，同時增加了許多新方法。新方法將幾何圖形(線段、圓等)作為一個物件來繪製。在java.awt.geom套件中聲明的一系列類，分別用於創建各種身體圖形物件。主要有：
Line2D線段類，RoundRectangle2D圓角矩形類，Ellipse2D橢圓類，Arc2D圓弧類，QuadCurve2D二次曲線類，CubicCurve2D三次曲線類。

要用Graphics2D類別的新方法畫一個圖形。先在重畫方法paintComponent()或paint()中，把參數物件g強制轉換成Graphics2D物件；然後，用上述圖形類別提供的靜態方法Double()建立該圖形的物件；最後，以圖形物件為參數呼叫Graphics2D物件的draw()方法繪製這個圖形。例如以下程式碼用Graphics2D的新方法繪製線段和圓角矩形：

 Graphics2D g2d = (Graphics2D)g;//將物件g類型從Graphics轉換成Graphics2D Line2D line = new Line2D.Double(30.0,30.0,340.0,30.0); g2d.drawangle2D rRectangle2D rRect = new RoundRectangle2D.Double(13.0,30.0,100.0,70.0,40.0,20.0); g2d.draw(rRect);

也可以先用java.awt.geom套件提供的Shape對象，用單精度Float座標或雙精度Double座標建立Shape對象，然後再用draw()方法繪製。例如，以下程式碼先建立圓弧對象，然後繪製圓弧：

 Shape arc = new Arc2D.Float(30,30,150,150,40,100,Arc2D.OPEN); g2d.draw(arc)//繪製前面所建立的圖形物件arc


Graphics2D的幾何圖形類

線段

Line2D line = new Line2D.Double(2,3,200,300);//宣告並建立線段物件//起點是(2，3)，終點是(200，300)


長方形

Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(20,30,80,40);//宣告並建立矩形對象，矩形的左上角是(20，30)，寬是300，高是40


圓角矩形

RoundRectangle2D rectRound = new RoundRectangle2D.Double(20,30,130,100,18,15); //左上角是(20，30)，寬是130，高是100，圓角的長軸是18，短軸是15。

橢圓

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


圓弧

Arc2D arc1 = new Arc2D.Double(8,30,85,60,5,90,Arc2D.OPEN); //外接矩形的左上角(10，30)，寬85，高60，起始角是5度，終止角是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);


參數Arc2D.OPEN、Arc2D.CHORD、Arc2D.PIE分別表示圓弧是開弧、弓弧和餅弧。
二次曲線二次曲線以二階多項式表示：

 y(x)=ax2+bx+c


一條二次曲線需要三個點來確定：始點、控制點和終點。

 QuadCurve2D curve1 = new QuadCurver2D.Double(20,10,90,65,55,115); QuadCurve2D curve2 = new QuadCurver2D.Double(20,10,15,63,55,1152); QuadCurver2D.Double(20,10,54,64,55,115);

方法Double()中的6個參數分別是二次曲線的始點、控制點、終點。以上3條二次曲線的開始點和終點分別相同。
三次曲線三次曲線以三階多項式表示：

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


一條三次曲線需要四個點來確定：始點、兩個控制點和終點。

 CubicCurve2D curve1 = new CubicCurve2D.Double(12,30,50,75,15,15,115,93); CubicCurve2D curve2 = new CubicCurve2D.Double(12,30,15,70,20,970,50,900,009); = new CubicCurve2D.Double(12,30,50,75,20,95,95,95);


方法Double()中的8個參數分別是三次曲線的始點、兩個控制點、終點。

一般的方程式曲線的繪製過程用一個循環控制。透過循環產生自變數的值，依照方程式計算出函數值，再作必要的座標轉換：原點定位的平移變換，影像縮小或放大的縮放變換，得到曲線的影像點，並繪製這個點。以繪製以下曲線方程式為例：

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


繪製的部分程式碼可以寫成如下：

 double x0,y0,x1,y1,x2,y2,scale;x0=100;y0=80;scale =20.0;for(x1=-3.1415926d;x1<=2*3.1415926d;x1+=0.01d){ y =Math.sin(x1)+Math.cos(x1); x2=x0+x1*scale;y2=y0+y1*scale;//(x2,y2)是圖像點g.fillOval((int)x2,(int)y2,1,1);//畫一個圓點作為影像點}
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