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：赵小敏浙江工业大学 软件学院Java程序设计第9章 多媒体与图形学程序设计主要内容：一、声音播放二、图像显示三、图形处置四、动画处置一、声音播放1、加载声音文件在Applet中播放声音非常简单，加载声音文件，然后调用play方法播放即可。Java提供了两种播放声音的方式：一种是经过Applet类的play方法，一种是经过AudioClip接口中的方法来播放。Applet的play方法可以将声音文件的加载与播放一并完成，其调用格式如下： void play(URL url) void play(URL url, String

2、name)加载声音文件其中URL是一个网络地址，网络地址假设包含声音文件可采用第一种方式，否那么采用第二种方式，播放本地计算机上的声音文件也可采用第二种方式。假设有一个MIDI声音文件trip.mid和Applet放在同一个目录下，采用如下调用格式即可播放：play(getCodeBase( ),trip.mid);Applet的getAudioClip方法可创建这样的对象，该方法加载指定网络地址的声音文件，并前往一个AudioClip对象，调用格式如下： AudioClip getAudioClip(URL url) AudioClip getAudioClip(URL url, Strin

3、g name)加载声音文件创建AudioClip对象后，声音文件即被加载，可调用它的方法处置声音文件。假设该方法没有找到指定的声音文件，将前往null值，此时不能援用所创建的对象。AudioClip只需3个方法： void play()播放一遍； void loop()延续播放； void stop()停顿播放。在Applet中播放声音本地计算机任务目录下有4个声音文件，代表了.au 、 .mid、 .wav种声音格式，加载并播放这些声音文件。结果如以下图所示:例1程序源码： J_Audio.javaimport java.applet.*;import java.awt.*;import j

4、ava.awt.event.*;import javax.swing.*;public class J_Audio extends JApplet implements ActionListener, ItemListener private AudioClip m_soundFirst, m_soundSecond,m_soundThird, m_soundFourth, m_soundCurrent; private JButton m_buttonPlay, m_buttonLoop, m_buttonStop; private JComboBox m_comboChoose; publ

5、ic void init( ) / Build interfaces and set sounds Container container = getContentPane( ); container.setLayout( new FlowLayout( ) ); String choices = hi, bark,PINBALL,BATTVLOW ; m_comboChoose = new JComboBox( choices ); m_comboChoose.addItemListener( this ); container.add( m_comboChoose ); m_buttonP

6、lay = new JButton( Play ); m_buttonPlay.addActionListener( this ); container.add( m_buttonPlay ); m_buttonLoop = new JButton( Loop ); m_buttonLoop.addActionListener( this ); container.add( m_buttonLoop ); m_buttonStop = new JButton( Stop ); m_buttonStop.addActionListener( this ); container.add( m_bu

7、ttonStop ); / load sounds and set m_soundCurrent m_soundFirst = getAudioClip( getDocumentBase( ), hi.au ); m_soundSecond = getAudioClip( getDocumentBase( ), bark.au ); m_soundThird = getAudioClip( getDocumentBase( ), PINBALL.MID ); m_soundFourth = getAudioClip( getDocumentBase( ), BATTVLOW.WAV ); m_

8、soundCurrent = m_soundFirst; public void stop( ) / Stop playing sound m_soundCurrent.stop( ); public void itemStateChanged( 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_sou

9、ndCurrent=m_soundThird;break; case 3:m_soundCurrent=m_soundFourth;break; default:m_soundCurrent=m_soundFirst;break; 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.ge

10、tSource( ) = m_buttonStop ) m_soundCurrent.stop( ); / End of method: actionPerformed 二、图像显示Java支持两种图像格式JPEG和GIF。JPEG称为结合图像专家组joint photographic experts group，可用阅读器翻开。JPEG或JPG图像格式普通用来显示照片和具有延续颜色的图像，它能保管图像一切颜色信息。JPEG是一种紧缩的文件格式，在翻开时自动解紧缩。GIF称为图像交换格式graphic interchange format，可用阅读器翻开。GIF图像是一种紧缩文件格式，由于它能

11、最大限制地减少文件转换时间，所以在HTML文件中常用于显示插图或图标。GIF格式能有效减少文件大小，有利于在Internet上运用，Java支持这种图像格式。1、加载图像加载图像普通放在初始化方法init中进展。程序中的getImage方法可加载Java支持的图像文件，它有两个参数，一个是图像文件地址，一个是图像文件称号。由于Applet是面向网络的，因此图像文件的存储位置并不局限于本地计算机的磁盘目录，大部分情况是直接读取Web效力器上的图像文件。Java.applet.Applet的成员getImage方法前往一个Image对象，它的调用格式为： Image getImage(URL ur

12、l) Image getImage(URL url, String name)2、显示图像显示图像需求调用Graphics类的方法drawImage，它可以将Image对象关联的图像显示在Applet的指定位置。drawImage方法的调用格式如下： boolean drawImage(Image img, int x, int y, ImageObserver observer) boolean drawImage(Image img, int x, int y, Color bgcolor, ImageObserver observer)2、显示图像其中img就是要显示的图像、x和y是图像

13、显示位置x和y可取负值，表示一部分图像被移出了显示区、bgcolor是图像显示区域的背风光、observer是图像加载跟踪器，通常将该参数指定为this，即由Applet担任跟踪图像的加载情况。这两种方法都是将图像照原样显示，能不能对图像进展缩放呢？运用下面两种调用格式就可以对图像进展缩放显示： 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, Colo

14、r c, ImageObserver observer)例2：显示图像import java.awt.*;import javax.swing.*;public class J_Image 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)

15、 g.drawImage(m_image0, 0, 0, 150, 150, this); g.drawImage(m_image1, 150, 0, 150, 150, this); g.drawImage(m_image0, 0, 150, 300, 150, this); / End of method: paint / End of class: J_Image运转结果3、幻灯机效果假设Applet 仅仅是显示一幅图像，没有什么特别的意义，不如直接在HTML文件中显示图像。Applet应该做HTML做不到的事情，例如像幻灯机那样延续显示图像。多幅图像的显示，如以下图：例3：多幅图像的显

16、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=0; i14; i+) imgsi=getImage(g

17、etCodeBase(),doggy/T+i+.gif); public void paint(Graphics g) if (imgsindex!=null) g.drawImage(imgsindex,20,20,this); 三、图形处置根本的图形类：Color类：包含控制颜色的方法和常量Font类：包含控制字体的方法和常量Polygon类：包含创建多边形的方法Graphis类：包含了绘制字符串、线条、矩形及其它外形的方法Rectangle类：用来绘制矩形java.awt.geom.CubicCurve2D.Double类：画抛物线java.awt.geom.Arc2D.Double 类

18、：画圆弧java.awt.geom.Ellipse2D.Double 类：画椭圆图形环境和图形对象在java中，图形环境使得可以在屏幕上绘图，对各种图形的显示经过类Graphics和Graphics2D来完成。Graphics对象包含了绘图方法，字体控制和颜色控制等Component类的paint方法以一个Graphics对象作为参数，在Component执行paint操作时，系统将Graphics对象传送给paint方法。 public void paintGraphics g颜色控制Java API提供Color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RGB值。一

19、个RGB值由三个部分，是0255的整数或0.01.0的浮点数。RGB值越大，相应颜色的含量越大。例4：运用几种不同的颜色绘制填充矩形和字符串字体控制Java API提供Font类定义字体的方法和常量。Font类的构造函数有三个参数：字体称号、字体风格和字体大小。字体称号可以是运转程序的系统所支持的任何一种字体，如Java字体Monospaced,SansSerif和Serif字体风格可以是Font.PLAIN,Font.ITALIC和Font.BOLD,字体风格可以组合运用，如Font.ITALICFont.BOLD字体大小是以点来衡量的，一个点是1/21英寸留意：制定一个系统不存在的字体是一

20、种逻辑错误。例5：显示4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 ); g.setFont( new Font( Monospaced, Font.ITALIC, 24 ) ); g.drawString( Monospaced 24 point italic., 20, 70 ); g.setFont( new Font( SansSerif, Font.PLAIN

21、, 14 ) ); g.drawString( SansSerif 14 point plain., 20, 90 ); g.setColor( Color.red ); g.setFont( new Font( Serif, Font.BOLD + Font.ITALIC, 18 ) ); g.drawString( g.getFont().getName() + + g.getFont().getSize() + point bold italic., 20, 110 ); 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( Graphic

22、s g ) g.setColor( Color.red ); g.drawLine( 5, 30, 350, 30 ); g.setColor( Color.blue ); g.drawRect( 5, 40, 90, 55 ); g.fillRect( 100, 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.draw3DRec

23、t( 5, 100, 90, 55, true ); g.fill3DRect( 100, 100, 90, 55, false ); g.setColor( Color.magenta ); g.drawOval( 195, 100, 90, 55 ); g.fillOval( 290, 100, 90, 55 ); 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 );

24、 g.drawRect( 15, 35, 80, 80 ); g.setColor( Color.black ); g.drawArc( 15, 35, 80, 80, 0, 360 ); / start at 0 and sweep 110 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

25、( Color.yellow ); g.drawRect( 185, 35, 80, 80 ); g.setColor( Color.black ); g.drawArc( 185, 35, 80, 80, 0, -270 ); / start 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 degree

26、s g.fillArc( 185, 120, 80, 40, 0, -270 ); 例8：画多边形和折线 public void paint( Graphics g ) int xValues = 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 = 1

27、00, 100, 110, 110, 130, 110, 90 ; g.drawPolyline( xValues2, yValues2, 7 ); int xValues3 = 120, 140, 150, 190 ; int yValues3 = 40, 70, 80, 60 ; g.fillPolygon( xValues3, yValues3, 4 ); Polygon poly2 = new Polygon(); poly2.addPoint( 165, ); poly2.addPoint( 175, 150 ); poly2.addPoint( 270, 200 ); poly2.

28、addPoint( 200, 220 ); poly2.addPoint( 130, 180 ); g.fillPolygon( poly2 ); 结果显示(70,100)(90,100)(100,110)(80,110)(70,130)(65,110)(60,90)Java2D APIJava2D API提供绘制复杂图形的二维图形功能类，详细在以下包中：java.awt.*java.awt.image.*java.awt.color.*java.awt.font.*java.awt.geom.*java.awt.print.*java.awt.image.renderableJava2D图形

29、java.awt.geom包中提供一些Java2D图形功能的类，包括Ellipse2D.Double, Rectangle2D.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：绘制五角星四、动画处置游戏软件的设计中，动画向程序员提出了挑战，但在Java中实现动画那么是非常简单的事情。下面让我们一同由浅入深地编写几个动画程序实例，并经过对这些实例的逐渐改良来讨论Java动画技术的关键。1、动画原理计算机动画原理非常简单，首先在屏幕上显示出第一帧画面，过一会儿把它擦掉，然后再显

30、示下一帧画面，如此循环往复。由于人眼存在着一个视觉差，所以觉得好似画面中的物体在不断运动。例11：宇宙飞船游太空import java.awt.*;import java.applet.*;public class MovingImg extends Applet Image star, rocket; int x=0; public void init() star=getImage(getCodeBase(),starfield.gif); rocket=getImage(getCodeBase(),rocketship.gif); public void paint(Graphics g

31、) 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 (InterruptedException e) repaint(); 程序分析1这是一个很简单的动画，在Applet中有一个充任太空的背景图，一艘宇宙飞船在太空图上不断从左边挪动到右边。程序中创建了两个Image对象star和rocket，在init方法中分别加载了两个图像文件和这两个对象关联起来。添加了变量x用来指定飞船的画出位置，x

32、初始化为10。在paint方法中，留意到太空总是画在指定位置0, 0，而飞船那么画在位置x, 15，其中x的值是不断变化的。程序分析2真正使飞船实现动画效果是在try.catch块中。paint方法的最后一条语句是调用repaint方法。repaint方法的功能是重画图像，它先调用update方法将显示区清空，再调用paint方法画出图像。这就构成了一个循环，paint调用了repaint，而repaint又调用了paint，使飞船不延续地来回挪动。运转这个Applet时，画面有闪烁景象。普通来说，画面越大，update以背风光去除显示区所占用的时间就越长，不可防止地会产生闪烁。为了到达平滑而

33、又没有闪烁的动画效果，就应该思索采取一些补救措施。覆盖update方法可以降低闪烁，但不能消除它。能有效消除闪烁的方法是采用图形双缓冲技术graphics double buffering。2、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);

34、 rocket=getImage(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;

35、Thread.sleep(1000); catch (InterruptedException e) repaint(); public void update(Graphics g) paint(g); 例12：改良后的宇宙飞船游太空3、用线程实现动画例12用图形双缓冲改善了图像闪烁问题，但仍存在一些其他问题。例如用户分开网页后，嵌入的Applet会继续运转，占用CPU时间。下面的例13出于网络适用的目的，采用独立线程实现动画。import java.awt.*;import java.applet.*;public class Running extends Applet implements Runnable Image img=new Ima