Java 中的多个 2D 图形绘制函数答案

【问题标题】：Multiple 2D Graphics Drawing Functions in JavaJava 中的多个 2D 图形绘制函数
【发布时间】：2014-08-30 04:55:58
【问题描述】：

我正在处理的程序包括一个名为GameForm 的类，它扩展了JFrame。此表单将包含一张地图（只是一系列矩形）以及地图上的某些对象。

但是，我无法使用单个 paintComponent(Graphics g) 函数绘制所有这些对象，因为并非游戏中的所有对象都必须始终同时绘制。例如，drawMap() 函数只会在表单第一次加载时调用，而所有其他绘图函数将在每次转动后调用。

但是，根据我的阅读（如果我错了，请纠正我），类中只允许一个paintComponent函数，其他函数不能使用它的Graphics2D对象。

对于如何实现这一点有什么想法吗？

【问题讨论】：

您可以将Graphics2D 对象传递给其他方法。
你可以看看this question，如果你向下滚动，有三种不同的缓冲策略，将核心图形分层绘制到屏幕缓冲区，地图，这是相当静态的，接下来是环境，并在此基础上产生影响。这有点粗略，但你应该明白。

标签： java swing graphics2d

【解决方案1】：

刚接触 Swing / GUI 编程的人经常将JFrames 想象成一个绘图表面或纸张。但是，您将不得不习惯事实并非如此。

首先，GUI 程序具有某种 EDT（事件调度线程）。该线程是所有 GUI 操作发生的地方。更新 GUI 和响应用户输入发生在这里。这是必要的，因为用户交互和对 GUI 的编程更改需要很好地同步。

回到主题，JFrame 基本上只是一个在系统中注册为“绘图表面”的矩形。您被要求绘制它，而不是仅仅在它上面作画。

这就是 paintComponent(Graphics) 的好处。显然，你不想一直画画。它就像这样工作：

用户打开你的窗口
系统告诉您的应用：“嘿，您想要这个表面，请绘制它”
paintComponent() 的图形用于重新绘制框架（快速）
在用户进行下一次输入之前，您的应用程序将保持非活动状态

如果你想为你的框架设置动画，你必须像这样工作：

告诉系统：“嘿，我想重新粉刷我的表面”（调用repaint()）
系统调用 paintComponent() 然后你重新绘制你的东西
下一个呼叫必须延迟
重新开始，绘制下一张图片

请注意，延迟很重要，因为所有这些都发生在神圣的 EDT 上。 EDT 处理所有事情并需要“呼吸”，以便用户可以在您制作动画时做一些事情。

总而言之，你学到的是：

将绘制所需的所有状态保存在变量中。
当paintComponent() 被调用时，在表面上绘制
如果要制作动画，请致电repaint() -> 将调用paintComponent()
永远不要阻止 EDT

最后要考虑的事情：不要使用JFrame 直接对其进行绘画。
而不是这样，将JPanel 添加到框架并覆盖其paintComponent() 方法。

【讨论】：

所有这些只是其实际工作原理的简化版本。显然，您应该在某些时候使用 runLater，但这对于初学者来说实在是太多了。 “等待”只是意味着应该延迟下一个操作，而不是使用 sleep()。我将进行编辑以澄清这一点。
我假设图像绘制得很快，我什至没有谈论实际的双缓冲，我只是在谈论将您的状态数据转换为 g.paintXXX 调用。
感谢您的改进，现在它在我的书中是一个有效的 +1 答案......不过，我并不只是挑剔 - 只是当我还是一名 Java 新手时，我就是这样做的（repaint()，EDT 调用 paintComponent()，然后生成/准备和绘制 gfx，然后等待/延迟） - 它工作非常糟糕 - 撕裂、滞后、荒谬的低性能（10 FPS几乎没有十几个动画对象等）。这正是为什么我指出这是一个马马虎虎的想法，即使对于初学者也是如此。无论如何，使用专用的后台缓冲区进行绘图并交换缓冲区是 Swing 在幕后所做的......
@vaxquis 10fps，真的，我有几个示例运行大约 25fps 的动画，超过 4500 个基于组件的对象同时移动和 10,000 个动画绘制对象，example
@MadProgrammer 就像我说的那样，Java 5 是一个全新的解决方案的时候了——信不信由你，但我想你的示例运行速度比在 Athlon 3200+ 上使用 Java 5 和没有独立的 GPU 卡。此外，我更喜欢能够以 ~100FPS（+/-，与通过垂直同步的屏幕刷新匹配）绘制 10M+ 完全纹理和光照四边形，而不是能够以 25 FPS 绘制 10k 精灵......

【解决方案2】：

一般来说，您希望实现的目标可以通过多种方式完成。它与所谓的 sprites (http://en.wikipedia.org/wiki/Sprite_%28computer_graphics%29) 和图像缓冲 (http://en.wikipedia.org/wiki/Multiple_buffering) 密切相关。最简单的方法是：

a) 在JPanel 的paintComponent() 中添加到您的JFrame，通过处理所有输入数据/用户事件/机器状态来生成结果图像，

b) 您可以准备和存储 overlay 为例如BufferedImage，根据需要对其进行更新，然后在一次调用期间将其绘制在您的 JFrame 上 - JFrame 的状态将仅在绘制事件时更新（paint()、paintComponents() 等，因此您必须通过以下方式强制失效如果地图在没有直接 JFrame 交互的情况下发生更改（调整窗口大小，用其他框架覆盖窗口等），例如通过调用 repaint() 等，请处理。

c) 您可以通过调用getGraphics() (http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/javax/swing/JFrame.html#getGraphics%28%29) 获取绘图上下文，然后在需要时使用返回的对象（可能转换为Graphics2D）作为您的画布。请注意，就效率而言，这实际上是最差的解决方案。

它们不是唯一可能的——我曾经使用 OpenGL/JOGL 来满足我的大部分 2D 渲染需求，因为它可以在 3D 图形的所有收益的同时实现疯狂的渲染速度 [插值、缩放、旋转、alpha 混合、透视、几何变形、着色等]，只需最少的功能开销。

另外，请注意通常建议使用专用画布组件（例如 JPanel）而不是全局 JFrame - 它与所谓的轻量级组件与重量级组件的差异以及其他OOP/Swing/AWT/EDT 问题；它还允许隐藏地图并通过一个简单的 JPanel#setVisible(false) 调用将 JFrame 重用于其他内容。

请参阅java what is heavier: Canvas or paintComponent()? 了解更多信息。

【讨论】：

你永远不应该调用 getGraphics，这不是自定义绘制的方式。它可以返回 null 并且只是最后一个绘制周期的快照。当绘制系统尝试在引擎自己的绘制周期之间更新屏幕时，这种方法可能会导致闪烁
JFrame 没有paintComponent 方法
@MadProgrammer a) getGraphics 是一个弱解决方案，我从来没有声称其他；尽管如此，它仅在组件不可显示时才返回null，因此它可以用于不时绘制单帧更改。我已经相应地更新了答案，b）paintComponents，是的...... IFTFY，就我在 Swing 的经验而言（我很久以前搬到了 NEWT [jogamp.org/jogl/doc/NEWT-Overview.html]... )