chapter09多媒体与图形学程序设计-JavaP

1、第9章 多媒体与图形学程序设计JAVA授课教师：赵小敏授课教师：赵小敏Java 2005 赵小敏Chapter 8 - 1第9章 多媒体与图形学程序设计主要内容：一、声音播放一、声音播放二、二、图图像像显显示示三、三、图图形形处处理理四、四、动动画画处处理理 2005 赵小敏2一、声音播放1、加、加载载声音文件声音文件在在Applet中播放声音十分中播放声音十分简单简单，加，加载载声音文件，然后声音文件，然后调调用用play方法播放即可。方法播放即可。Java提供了两种播放声音的方式：提供了两种播放声音的方式：一种是通一种是通过过Applet类类的的play方法，一种是通方法，一种是通过过Au

2、dioClip接口中的方法来播放。接口中的方法来播放。Applet的的play方法可方法可以将声音文件的加以将声音文件的加载载与播放一并完成，其与播放一并完成，其调调用格式如下：用格式如下： void play(URL url) void play(URL url, String name) 2005 赵小敏3加加载载声音文件声音文件其中其中URL是一个网是一个网络络地址，网地址，网络络地址若包含声音文件地址若包含声音文件可采用第一种形式，否可采用第一种形式，否则则采用第二种形式，播放本地采用第二种形式，播放本地计计算机上的声音文件也可采用第二种形式。假算机上的声音文件也可采用第二种形式。假设

3、设有一个有一个MIDI声音文件声音文件trip.mid和和Applet放在同一个目放在同一个目录录下，下，采用如下采用如下调调用格式即可播放：用格式即可播放：play(getCodeBase( ),trip.mid);Applet的的getAudioClip方法可方法可创创建建这样这样的的对对象，象，该该方方法加法加载载指定网指定网络络地址的声音文件，并返回一个地址的声音文件，并返回一个AudioClip对对象，象，调调用格式如下：用格式如下： AudioClip getAudioClip(URL url) AudioClip getAudioClip(URL url, String name

4、) 2005 赵小敏4加加载载声音文件声音文件创创建建AudioClip对对象后，声音文件即被加象后，声音文件即被加载载，可，可调调用它用它的方法的方法处处理声音文件。如果理声音文件。如果该该方法没有找到指定的声音方法没有找到指定的声音文件，将返回文件，将返回null值值，此，此时时不能引用所不能引用所创创建的建的对对象。象。AudioClip只有只有3个方法：个方法： void play()播放一遍；播放一遍； void loop()连续连续播放；播放； void stop()停止播放。停止播放。 2005 赵小敏5在在Applet中播放声音中播放声音本地本地计计算机工作目算机工作目录录下有

5、下有4个声音文件，代表个声音文件，代表了了.au 、 、 .mid、 、 .wav种声音格式，加种声音格式，加载载并播并播放放这这些声音文件。些声音文件。结结果如下果如下图图所示所示: 2005 赵小敏6例1程序源码： J_Audio.javaimport java.applet.*;import java.awt.*;import java.awt.event.*;import javax.swing.*;public class J_Audio extends JApplet implements ActionListener, ItemListener private AudioClip

6、 m_soundFirst, m_soundSecond,m_soundThird, m_soundFourth, m_soundCurrent; private JButton m_buttonPlay, m_buttonLoop, m_buttonStop; private JComboBox m_comboChoose; public void init( ) / Build interfaces and set sounds Container container = getContentPane( ); container.setLayout( new FlowLayout( ) )

7、; 2005 赵小敏7 String choices = hi, bark,PINBALL,BATTVLOW ; m_comboChoose = new JComboBox( choices ); m_comboChoose.addItemListener( this ); container.add( m_comboChoose ); m_buttonPlay = new JButton( Play ); m_buttonPlay.addActionListener( this ); container.add( m_buttonPlay ); m_buttonLoop = new JBut

8、ton( Loop ); m_buttonLoop.addActionListener( this ); container.add( m_buttonLoop ); m_buttonStop = new JButton( Stop ); m_buttonStop.addActionListener( this ); container.add( m_buttonStop ); / load sounds and set m_soundCurrent m_soundFirst = getAudioClip( getDocumentBase( ), hi.au ); m_soundSecond

9、= getAudioClip( getDocumentBase( ), bark.au ); m_soundThird = getAudioClip( getDocumentBase( ), PINBALL.MID ); m_soundFourth = getAudioClip( getDocumentBase( ), BATTVLOW.WAV ); m_soundCurrent = m_soundFirst; 2005 赵小敏8public void stop( ) / Stop playing sound m_soundCurrent.stop( ); public void itemSt

10、ateChanged( ItemEvent e ) m_soundCurrent.stop( ); switch(m_comboChoose.getSelectedIndex( ) case 0:m_soundCurrent=m_soundFirst;break; case 1:m_soundCurrent=m_soundSecond;break; case 2:m_soundCurrent=m_soundThird;break; case 3:m_soundCurrent=m_soundFourth;break; default:m_soundCurrent=m_soundFirst;bre

11、ak; public void actionPerformed(ActionEvent e) if ( e.getSource( ) = m_buttonPlay ) m_soundCurrent.play( ); else if ( e.getSource( ) = m_buttonLoop ) m_soundCurrent.loop( ); else if ( e.getSource( ) = m_buttonStop ) m_soundCurrent.stop( ); / End of method: actionPerformed 2005 赵小敏9 二、图像显示Java支持两种支持两

12、种图图像格式像格式JPEG和和GIF。 。JPEG称称为联为联合合图图像像专专家家组组（ （joint photographic experts group），），可用可用浏览浏览器打开。器打开。JPEG（ （或或JPG） ）图图像格式一般用来像格式一般用来显显示照片和具有示照片和具有连续连续色色调调的的图图像，它能保存像，它能保存图图像所有像所有颜颜色信息。色信息。JPEG是一种是一种压压缩缩的文件格式，在打开的文件格式，在打开时时自自动动解解压缩压缩。 。GIF称称为图为图像交像交换换格式（格式（graphic interchange format），），可用可用浏览浏览器打开。器打开。G

13、IF图图像是一种像是一种压缩压缩文件格式，由于它能最大限度地减少文件文件格式，由于它能最大限度地减少文件转换时间转换时间， ，所以在所以在HTML文件中常用于文件中常用于显显示插示插图图或或图标图标。 。GIF格式能有效减少文件大小，有利于在格式能有效减少文件大小，有利于在Internet上上使用，使用，Java支持支持这这种种图图像格式。像格式。 2005 赵小敏101、加加载图载图像像加加载图载图像一般放在初始化方法像一般放在初始化方法init中中进进行。程序中行。程序中的的getImage方法可加方法可加载载Java支持的支持的图图像文件，它像文件，它有两个参数，一个是有两个参数，一个是

14、图图像文件地址，一个是像文件地址，一个是图图像文像文件名称。由于件名称。由于Applet是面向网是面向网络络的，因此的，因此图图像文件像文件的存的存储储位置并不局限于本地位置并不局限于本地计计算机的磁算机的磁盘盘目目录录，大，大部分情况是直接部分情况是直接读读取取Web服服务务器上的器上的图图像文件。像文件。Java.applet.Applet的成的成员员getImage方法返回方法返回一个一个Image对对象，它的象，它的调调用格式用格式为为： ： Image getImage(URL url) Image getImage(URL url, String name) 2005 赵小敏112

15、、显显示示图图像像显显示示图图像需要像需要调调用用Graphics类类的方法的方法drawImage， ，它可以将它可以将Image对对象关象关联联的的图图像像显显示在示在Applet的指定位置。的指定位置。drawImage方法的方法的调调用用格式如下：格式如下： boolean drawImage(Image img, int x, int y, ImageObserver observer) boolean drawImage(Image img, int x, int y, Color bgcolor, ImageObserver observer) 2005 赵小敏122、显显示示图

16、图像像其中其中imgimg就是要显示的图像、就是要显示的图像、x x和和y y是图像显示位置（是图像显示位置（x x和和y y可取负值，表示一部分图像被移出了显示区）、可取负值，表示一部分图像被移出了显示区）、bgcolorbgcolor是图像显示区域的背景色、是图像显示区域的背景色、observerobserver是图像加是图像加载跟踪器，通常将该参数指定为载跟踪器，通常将该参数指定为thisthis，即由即由AppletApplet负负责跟踪图像的加载情况。责跟踪图像的加载情况。这两种方法都是将图像照原样显示，能不能对图像进这两种方法都是将图像照原样显示，能不能对图像进行缩放呢？使用下面两

17、种调用格式就可以对图像进行行缩放呢？使用下面两种调用格式就可以对图像进行缩放显示：缩放显示： boolean drawImage(Image img, int x, int y, int width, int height, ImageObserver observer) boolean drawImage(Image img, int x, int y, int w, int h, Color c, ImageObserver observer) 2005 赵小敏13例2：显示图像import java.awt.*;import javax.swing.*;public class J_Im

18、age extends JApplet Image m_image = new Image2; public void init( ) m_image0= getImage(getCodeBase( ), ts1.gif); m_image1= getImage(getCodeBase( ), ts2.gif); / End of method: init public void paint(Graphics g) g.drawImage(m_image0, 0, 0, 150, 150, this); g.drawImage(m_image1, 150, 0, 150, 150, this)

19、; g.drawImage(m_image0, 0, 150, 300, 150, this); / End of method: paint / End of class: J_Image 2005 赵小敏14运行结果 2005 赵小敏153、幻灯机效果、幻灯机效果如果如果Applet 仅仅仅仅是是显显示一幅示一幅图图像，没有什么特像，没有什么特别别的的意意义义，不如直接在，不如直接在HTML文件中文件中显显示示图图像。像。Applet应应该该做做HTML做不到的事情，例如像幻灯机那做不到的事情，例如像幻灯机那样连续显样连续显示示图图像。像。多幅多幅图图像的像的显显示，如下示，如下图图： ：

20、 2005 赵小敏16例例3：多幅：多幅图图像的像的显显示示import java.awt.*;import java.awt.event.*;import java.applet.*;public class ShowDoggy extends Applet int index; Image imgs=new Image14; public void init() addMouseListener(new MouseAdapter() public void mouseClicked(MouseEvent e) index=+index%6; repaint(); ); for (int i

21、=0; i14; i+) imgsi=getImage(getCodeBase(),doggy/T+i+.gif); public void paint(Graphics g) if (imgsindex!=null) g.drawImage(imgsindex,20,20,this); 2005 赵小敏17三、图形处理基本的图形类：基本的图形类：ColorColor类：包含控制颜色的方法和常量类：包含控制颜色的方法和常量FontFont类：包含控制字体的方法和常量类：包含控制字体的方法和常量PolygonPolygon类：包含创建多边形的方法类：包含创建多边形的方法GraphisGraphi

22、s类：包含了绘制字符串、线条、矩形及其它形状的方法类：包含了绘制字符串、线条、矩形及其它形状的方法RectangleRectangle类：用来绘制矩形类：用来绘制矩形java.awt.geom.CubicCurve2D.Double类：画抛物线java.awt.geom.Arc2D.Double 类：画圆弧java.awt.geom.Ellipse2D.Double 类：画椭圆 2005 赵小敏18图形环境和图形对象图形环境和图形对象在在javajava中，图形环境使得可以在屏幕上绘图，中，图形环境使得可以在屏幕上绘图，对各种图形的显示通过类Graphics和Graphics2D来完成。Gra

23、phicsGraphics对象包含了绘图方法，字体控制和颜色控制对象包含了绘图方法，字体控制和颜色控制等等ComponentComponent类的类的paintpaint方法以一个方法以一个GraphicsGraphics对象作为参对象作为参数，在数，在ComponentComponent执行执行paintpaint操作时，系统将操作时，系统将GraphicsGraphics对象传送给对象传送给paintpaint方法。方法。 public void paintpublic void paint（Graphics gGraphics g） 2005 赵小敏19颜色控制颜色控制Java APIJ

24、ava API提供提供ColorColor类定义颜色的方法和常量。类定义颜色的方法和常量。每种颜色都是由红、绿和篮三种颜色组成，称为每种颜色都是由红、绿和篮三种颜色组成，称为RGBRGB值。一个值。一个RGBRGB值由三个部分，是值由三个部分，是0 0255255的整数的整数或或0.01.00.01.0的浮点数。的浮点数。RGBRGB值越大，相应颜色的含值越大，相应颜色的含量越大。量越大。例例4 4：使用几种不同的颜色绘制填充矩形和字符串：使用几种不同的颜色绘制填充矩形和字符串 2005 赵小敏20字体控制字体控制Java APIJava API提供提供FontFont类定义字体的方法和常量。

25、类定义字体的方法和常量。FontFont类的构造函数有三个参数：字体名称、字体风格和类的构造函数有三个参数：字体名称、字体风格和字体大小。字体大小。字体名称可以是运行程序的系统所支持的任何一种字体，字体名称可以是运行程序的系统所支持的任何一种字体，如如JavaJava字体字体Monospaced,SansSerifMonospaced,SansSerif和和SerifSerif字体风格可以是字体风格可以是Font.PLAIN,Font.ITALICFont.PLAIN,Font.ITALIC和和Font.BOLD,Font.BOLD,字体风格可以组合使用，如字体风格可以组合使用，如Font.I

26、TALICFont.ITALICFont.BOLDFont.BOLD字体大小是以点来衡量的，一个点是字体大小是以点来衡量的，一个点是1/211/21英寸英寸注意：制定一个系统不存在的字体是一种逻辑错误。注意：制定一个系统不存在的字体是一种逻辑错误。 2005 赵小敏21例例5 5：显示：显示4 4种不同大小、不同字体的文本种不同大小、不同字体的文本 public void paint( Graphics g ) g.setFont( new Font( Serif, Font.BOLD, 12 ) ); g.drawString( Serif 12 point bold., 20, 50 );

27、 g.setFont( new Font( Monospaced, Font.ITALIC, 24 ) ); g.drawString( Monospaced 24 point italic., 20, 70 ); g.setFont( new Font( SansSerif, Font.PLAIN, 14 ) ); g.drawString( SansSerif 14 point plain., 20, 90 ); g.setColor( Color.red ); g.setFont( new Font( Serif, Font.BOLD + Font.ITALIC, 18 ) ); g.d

28、rawString( g.getFont().getName() + + g.getFont().getSize() + point bold italic., 20, 110 ); 2005 赵小敏22画线、矩形和椭圆画线、矩形和椭圆例6：线、矩形、3D矩形、圆角矩形和椭圆的绘制。public void paint( Graphics g ) g.setColor( Color.red ); g.drawLine( 5, 30, 350, 30 ); g.setColor( Color.blue ); g.drawRect( 5, 40, 90, 55 ); g.fillRect( 100,

29、 40, 90, 55 ); g.setColor( Color.cyan ); g.fillRoundRect( 195, 40, 90, 55, 50, 50 ); g.drawRoundRect( 290, 40, 90, 55, 20, 20 ); g.setColor( Color.yellow ); g.draw3DRect( 5, 100, 90, 55, true ); g.fill3DRect( 100, 100, 90, 55, false ); g.setColor( Color.magenta ); g.drawOval( 195, 100, 90, 55 ); g.f

30、illOval( 290, 100, 90, 55 );1. 2005 赵小敏23画圆弧弧形是椭圆的一部分，弧的角度以度来衡量。例7：演示drawArc和fillArc。 public void paint( Graphics g ) / start at 0 and sweep 360 degrees g.setColor( Color.yellow ); g.drawRect( 15, 35, 80, 80 ); g.setColor( Color.black ); g.drawArc( 15, 35, 80, 80, 0, 360 ); / start at 0 and sweep 11

31、0 degrees g.setColor( Color.yellow ); g.drawRect( 100, 35, 80, 80 ); g.setColor( Color.black ); g.drawArc( 100, 35, 80, 80, 0, 110 ); / start at 0 and sweep -270 degrees g.setColor( Color.yellow ); g.drawRect( 185, 35, 80, 80 ); g.setColor( Color.black ); g.drawArc( 185, 35, 80, 80, 0, -270 ); / sta

32、rt at 0 and sweep 360 degrees g.fillArc( 15, 120, 80, 40, 0, 360 ); / start at 270 and sweep -90 degrees g.fillArc( 100, 120, 80, 40, 270, -90 ); / start at 0 and sweep -270 degrees g.fillArc( 185, 120, 80, 40, 0, -270 ); 2005 赵小敏24例例8 8：画多边形和折线：画多边形和折线 public void paint( Graphics g ) int xValues =

33、20, 40, 50, 30, 20, 15 ; int yValues = 50, 50, 60, 80, 80, 60 ; Polygon poly1 = new Polygon( xValues, yValues, 6 ); g.drawPolygon( poly1 ); int xValues2 = 70, 90, 100, 80, 70, 35, 60 ; int yValues2 = 100, 100, 110, 110, 130, 110, 90 ; g.drawPolyline( xValues2, yValues2, 7 ); int xValues3 = 120, 140,

34、 150, 190 ; int yValues3 = 40, 70, 80, 60 ; g.fillPolygon( xValues3, yValues3, 4 ); Polygon poly2 = new Polygon(); poly2.addPoint( 165, 135 ); poly2.addPoint( 175, 150 ); poly2.addPoint( 270, 200 ); poly2.addPoint( 200, 220 ); poly2.addPoint( 130, 180 ); g.fillPolygon( poly2 ); 2005 赵小敏25结果显示结果显示(70

35、,100)(90,100)(100,110)(80,110)(70,130)(65,110)(60,90) 2005 赵小敏26Java2D APIJava2D API提供绘制复杂图形的二维图形功能类，具体在以下包中：java.awt.*java.awt.image.*java.awt.color.*java.awt.font.*java.awt.geom.*java.awt.print.*java.awt.image.renderable 2005 赵小敏27Java2D图形java.awt.geom包中提供一些Java2D图形功能的类，包括Ellipse2D.Double, Rectang

36、le2D.Double, RoundRectangle2D.Double,Arc2D.Double和Line2D.Double等。例9：演示几种Java2D图形和绘制的特性例10：绘制五角星 2005 赵小敏28四、动画处理游游戏软戏软件的件的设计设计中，中，动动画向程序画向程序员员提出了挑提出了挑战战，但在，但在Java中中实现动实现动画画则则是十分是十分简单简单的事情。的事情。下面下面让让我我们们一起由浅入深地一起由浅入深地编编写几个写几个动动画程序画程序实实例，并例，并通通过对这过对这些些实实例的逐步改例的逐步改进进来探来探讨讨Java动动画技画技术术的关的关键键。 。 2005 赵小敏

37、291、 、动动画原理画原理计计算机算机动动画原理十分画原理十分简单简单，首先在屏幕上，首先在屏幕上显显示出示出第一第一帧帧画面，画面，过过一会儿把它擦掉，然后再一会儿把它擦掉，然后再显显示下一示下一帧帧画面，如此循画面，如此循环环往复。由于人眼存在着一个往复。由于人眼存在着一个视觉视觉差，所以感差，所以感觉觉好像画面中的物体在不断运好像画面中的物体在不断运动动。 。 2005 赵小敏30例11：宇宙飞船游太空宇宙飞船游太空import java.awt.*;import java.applet.*;public class MovingImg extends Applet Image sta

38、r, rocket; int x=0; public void init() star=getImage(getCodeBase(),starfield.gif); rocket=getImage(getCodeBase(),rocketship.gif); public void paint(Graphics g) g.drawImage(star,0,0,this); g.drawImage(rocket,x,15,this); try Thread.sleep(30); x+=5; if (x=400) x=0; Thread.sleep(600); catch (Interrupted

39、Exception e) repaint(); 2005 赵小敏31程序分析（1）这这是一个很是一个很简单简单的的动动画，在画，在Applet中有一个充当太空的中有一个充当太空的背景背景图图，一艘宇宙，一艘宇宙飞飞船在太空船在太空图图上不断从左上不断从左边边移移动动到右到右边边。 。程序中程序中创创建了两个建了两个Image对对象象star和和rocket， ，在在init方方法中分法中分别别加加载载了两个了两个图图像文件和像文件和这这两个两个对对象关象关联联起来。起来。添加了添加了变变量量x用来指定用来指定飞飞船的画出位置，船的画出位置，x初始化初始化为为10。 。在在paint方法中，注意

40、到太空方法中，注意到太空总总是画在指定位置（是画在指定位置（0, 0），），而而飞飞船船则则画在位置（画在位置（x, 15），），其中其中x的的值值是不断是不断变变化的。化的。 2005 赵小敏32程序分析（2）真正使真正使飞飞船船实现动实现动画效果是在画效果是在try.catch块块中。中。paint方法的最后一条方法的最后一条语语句是句是调调用用repaint方法。方法。repaint方方法的功能是重画法的功能是重画图图像，它先像，它先调调用用update方法将方法将显显示区清空，示区清空，再再调调用用paint方法画出方法画出图图像。像。这这就形成了一个循就形成了一个循环环， ，pain

41、t调调用了用了repaint， ，而而repaint又又调调用了用了paint， ，使使飞飞船不船不间间断地断地来回移来回移动动。 。运行运行这这个个Applet时时，画面有，画面有闪烁现闪烁现象。一般来象。一般来说说，画面越大，画面越大，update以背景色清除以背景色清除显显示区所占用的示区所占用的时间时间就越就越长长，不可避，不可避免地会免地会产产生生闪烁闪烁。 。为为了达到平滑而又没有了达到平滑而又没有闪烁闪烁的的动动画效果，画效果，就就应该应该考考虑虑采取一些采取一些补补救措施。救措施。覆盖覆盖update方法可以降低方法可以降低闪烁闪烁，但不能消除它。能有效消，但不能消除它。能有效

42、消除除闪烁闪烁的方法是采用的方法是采用图图形双形双缓缓冲技冲技术术（ （graphics double buffering）。）。 2005 赵小敏332、图形双缓冲技术、图形双缓冲技术import java.awt.*;import java.applet.*;public class MovingImg extends Applet Image star, rocket, buffer; Graphics gContext; int x=10; public void init() star=getImage(getCodeBase(),starfield.gif); rocket=get

43、Image(getCodeBase(),rocketship.gif); buffer=createImage(getWidth(),getHeight(); gContext=buffer.getGraphics(); public void paint(Graphics g) gContext.drawImage(star,0,0,this); gContext.drawImage(rocket,x,15,this); g.drawImage(buffer,0,0,this); try Thread.sleep(10); x+=2; if (x=400) x=10; Thread.slee

44、p(1000); catch (InterruptedException e) repaint(); public void update(Graphics g) paint(g); 例例12：改进后的宇宙飞船游太空：改进后的宇宙飞船游太空 2005 赵小敏343、用用线线程程实现动实现动画画例例12用用图图形双形双缓缓冲改善了冲改善了图图像像闪烁问题闪烁问题，但仍存在一，但仍存在一些其他些其他问题问题。例如用。例如用户户离开网离开网页页后，嵌入的后，嵌入的Applet会会继继续续运行，占用运行，占用CPU时间时间。下面的例。下面的例13出于网出于网络实络实用的目用的目的，采用独立的，采用独立线线程程实现动实现动画。画。 2005 赵小敏35import java.awt.*;import java.applet.*;public class Running extends Applet implements Runnable Image img=new Image14; Image buffer; Graphics gContext; Thread animate; int index=0; public void init() buffer=createIma