图像处理

开发高级的桌面应用程序，必须掌握一些图像处理与动画制作的技术，如在程序中显示统计图、销售趋势图、动态按钮等。本节将在 Java 绘图的基础上讲解图像处理技术。

放大与缩小

在19.5节讲解显示图片时，使用了 drawImage() 方法将图片以原始大小显示在窗体中，要想实现图片的放大与缩小，则需要使用它的重载方法。语法如下：

drawImage(Image img, int x, int y, int width, int height, ImageObserver observer)

该方法将 img 图片显示在 x、y 指定的位置上，并指定图片的宽度和高度属性。方法中涉及的参数说明如表19.5所示。

Figure 1. 表19.5 用于图像缩放的drawImage()方法的重载方法的参数说明

【例19.5】通过滑动条改变图片的大小（实例位置：资源包\TM\sl\19\5）

在窗体中显示原始大小的图片，然后通过一个滑动条改变图片的大小。

import java.awt.*;
import java.io.*;
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.*;
import javax.swing.event.*;

public class ImageZoom extends JFrame {
	Image img;
	private int imgWidth, imgHeight;
	private JSlider jSlider;

	public ImageZoom() {
		try {
			img = ImageIO.read(new File("src/img.jpg"));// 读取图片文件
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}

		CanvasPanel canvas = new CanvasPanel();
		jSlider = new JSlider();
		jSlider.setMaximum(1000);
		jSlider.setValue(100);
		jSlider.setMinimum(1);
		jSlider.addChangeListener(new ChangeListener() {
			public void stateChanged(ChangeEvent e) {
				canvas.repaint();
			}
		});

		JPanel center = new JPanel();
		center.setLayout(new BorderLayout());
		center.add(jSlider, BorderLayout.SOUTH);
		center.add(canvas, BorderLayout.CENTER);
		setContentPane(center);
		setBounds(100, 100, 800, 600); // 设置窗体大小和位置
		setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 设置窗体关闭模式
		setTitle("绘制图片");
	}

	class CanvasPanel extends JPanel {
		public void paint(Graphics g) {
			int newW = 0, newH = 0;
			imgWidth = img.getWidth(this); // 获取图片宽度
			imgHeight = img.getHeight(this); // 获取图片高度
			float value = jSlider.getValue();// 滑块组件的取值
			newW = (int) (imgWidth * value / 100);// 计算图片放大后的宽度
			newH = (int) (imgHeight * value / 100);// 计算图片放大后的高度
			g.drawImage(img, 0, 0, newW, newH, this);// 绘制指定大小的图片
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		new ImageZoom().setVisible(true);
	}
}

程序运行之后，拖动滑块可实现图像的缩小和放大，效果如图19.14所示。

Figure 2. 图19.14 图像的缩放效果

repaint() 方法会自动调用 paint() 方法，实现组件或画板的重画功能，类似于界面刷新。

图像翻转

图像的翻转需要使用 drawImage() 方法的另一个重载方法。语法如下：

drawImage(Image img, int dx1, int dy1, int dx2, int dy2, int sx1, int sy1, int sx2, int sy2, ImageObserver observer)

此方法总是用非缩放的图像来呈现缩放的矩形，并动态地执行所需的缩放。此操作不使用缓存的缩放图像。要执行图像从源到目标的缩放，需要将源矩形的第一个坐标映射到目标矩形的第一个坐标，源矩形的第二个坐标映射到目标矩形的第二个坐标，并按需要缩放和翻转子图像，以保持这些映射关系。方法中涉及的参数说明如表19.6所示。

Figure 3. 表19.6 用于图像翻转的drawImage()方法的重载方法的参数说明

【例19.6】翻转照片（实例位置：资源包\TM\sl\19\6）

在窗体界面中显示一张照片，照片底部添加 “水平翻转” 和 “垂直翻转” 两个按钮，单击这两个按钮会让照片发生翻转。

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.io.*;
import javax.swing.*;
import javax.imageio.ImageIO;

public class PartImage extends JFrame {
	private Image img;
	private int dx1, dy1, dx2, dy2;
	private int sx1, sy1, sx2, sy2;
	private int width = 300, height = 200;// 图片宽高
	private JButton vBtn = null;// 垂直翻转按钮
	private JButton hBtn = null;// 水平翻转按钮
	private CanvasPanel canvasPanel = null;

	public PartImage() {

		try {
			img = ImageIO.read(new File("src/cow.jpg"));// 读取图片文件
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		dx2 = sx2 = width; // 初始化图像大小
		dy2 = sy2 = height;

		vBtn = new JButton("垂直翻转");
		hBtn = new JButton("水平翻转");

		JPanel bottom = new JPanel();
		bottom.add(hBtn);
		bottom.add(vBtn);

		Container c = getContentPane();
		c.add(bottom, BorderLayout.SOUTH);
		canvasPanel = new CanvasPanel();
		c.add(canvasPanel, BorderLayout.CENTER);

		addListener();

		setBounds(100, 100, 300, 260); // 设置窗体大小和位置
		setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 设置窗体关闭模式
		setTitle("图片翻转"); // 设置窗体标题
	}

	private void addListener() {
		vBtn.addActionListener(new ActionListener() {
			public void actionPerformed(ActionEvent e) {
				sy1 = Math.abs(sy1 - height);// 纵坐标互换
				sy2 = Math.abs(sy2 - height);
				canvasPanel.repaint();
			}
		});
		hBtn.addActionListener(new ActionListener() {
			public void actionPerformed(ActionEvent e) {
				sx1 = Math.abs(sx1 - width);// 横坐标互换
				sx2 = Math.abs(sx2 - width);
				canvasPanel.repaint();
			}
		});
	}

	class CanvasPanel extends JPanel {
		public void paint(Graphics g) {
			g.drawImage(img, dx1, dy1, dx2, dy2, sx1, sy1, sx2, sy2, this);// 绘制指定大小的图片
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		new PartImage().setVisible(true);
	}
}

程序运行结果如图19.15所示。

Figure 4. 图19.15 源图、水平翻转和垂直翻转的效果

图像旋转

图像旋转需要调用 Graphics2D 类的 rotate() 方法，该方法将根据指定的弧度旋转图像。语法如下：

rotate(double theta)

其中，theta 是指旋转的弧度。

rotate() 方法只接收旋转的弧度作为参数，可以使用 Math 类的 toRadians() 方法将角度转换为弧度。toRadians() 方法接收角度值作为参数，返回值是转换完毕的弧度值。

【例19.7】让照片围绕左上角点旋转（实例位置：资源包\TM\sl\19\7）

在主窗体中绘制 3 个旋转后的图像，每个图像的旋转角度为 5°。

import java.awt.*;
import java.io.*;
import javax.swing.*;
import javax.imageio.ImageIO;

public class RotateImage extends JFrame {
	private Image img;

	public RotateImage() {
		try {
			img = ImageIO.read(new File("src/cow.jpg"));// 读取图片文件
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		setBounds(100, 100, 400, 350); // 设置窗体大小和位置
		add(new CanvasPanel());
		setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 设置窗体关闭模式
		setTitle("图片旋转"); // 设置窗体标题
	}

	class CanvasPanel extends JPanel { // 画板
		public void paint(Graphics g) {
			Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
			g2.rotate(Math.toRadians(5));// 旋转5度
			g2.drawImage(img, 70, 10, 300, 200, this);
			g2.rotate(Math.toRadians(5));
			g2.drawImage(img, 70, 10, 300, 200, this);
			g2.rotate(Math.toRadians(5));
			g2.drawImage(img, 70, 10, 300, 200, this);
		}
	}

	public static void main(String[] args) { // 主方法
		new RotateImage().setVisible(true);
	}
}

运行结果如图19.16所示。

Figure 5. 图19.16 图像旋转效果

图像倾斜

可以使用 Graphics2D 类提供的 shear() 方法来设置绘图的倾斜方向，从而使图像实现倾斜的效果。语法如下：

shear(double shx, double shy)

shx：水平方向的倾斜量。
shy：垂直方向的倾斜量。

【例19.8】让照片变成向左倾斜的平行四边形形状（实例位置：资源包\TM\sl\19\8）

在窗体上绘制图像，并使用 shear() 方法使图像在水平方向上实现倾斜效果。

import java.awt.*;
import java.io.*;
import javax.swing.*;
import javax.imageio.ImageIO;

public class TiltImage extends JFrame {
	private Image img;

	public TiltImage() {
		try {
			img = ImageIO.read(new File("src/cow.jpg"));// 读取图片文件
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		setBounds(100, 100, 400, 300); // 设置窗体大小和位置
		add(new CanvasPanel());
		setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 设置窗体关闭模式
		setTitle("图片倾斜"); // 设置窗体标题
	}

	class CanvasPanel extends JPanel {
		public void paint(Graphics g) {
			Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
			g2.shear(0.3, 0);// 倾斜30%
			g2.drawImage(img, 0, 0, 300, 200, this);
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		new TiltImage().setVisible(true);
	}
}

运行结果如图19.17所示。

Figure 6. 图19.17 水平倾斜的图片效果

编程训练（答案位置：资源包\TM\sl\19\编程训练）

【训练9】使用按钮缩放图片将放大、缩小设置成两个按钮，然后单击按钮放大或缩小图像，效果如图19.18所示。

【训练10】自定义缩放在文本框中输入宽度和高度的缩放比例（数值是能被10整除的整数），以对窗体上显示的图片进行缩放，运行效果如图19.19所示。

Figure 7. 图19.18 通过按钮放大或缩小图像

Figure 8. 图19.19 根据文本框中输入的宽度和高度的缩放比例缩放图像