Java图像技术

　　湖南长沙友谊集团计算机中心吴民

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笔者在这里将画线,画或填充多边形等理解为"图形"技术,将图片的变换,显示理解为"图像"技术.

相对而言,图形技术较简单,图像技术较复杂.下面笔者从实用的角度出发,讲解几个图像编程问题.首先,我们看下面这个程序.

import Java.applet.*;

import java.awt.*;

public class easy extends Applet

{

int i=1;

Image img;

public void init()

{

img=getImage(getCodeBase(),"mama.gif");

}

public void paint(Graphics g)

{

g.drawImage(img,0,0,this);

showStatus(String.valueOf(i++));

}

}

Html 文件如下:

<APPLET CODE="easy.class"WIDTH=300 HEIGHT=300></APPLET>

程序非常简单. 但你注重到没有,在浏览器的状态栏,显示出的数值并不一定是1: 你要显示的图片幅面越大,这个数值越大.这说明 paint() 方法被调用了不止一次.那么，是谁,在什么时候调用的?

事实上,每当有新的图片数据到达或生成时,Java小程序都会自动去调用paint()方法重绘屏幕.这个工作由ImageObserver接口的imageUpdate()方法实现.你可以超越这个imageUpdate()方法,自己重新编程.考虑到本地的机器从Web服务器上获取图片的速度一般比较慢,很多时候你必须要知道已经有多少图片数据已经被下载.下面给出一个示范程序,程序可以一边下载,一边显示,同时通知用户已经获得多少图片数据.

import java.awt.*;

import java.applet.*;

import java.awt.image.*;

public class image_download extends Applet

{

Image img;

int step=0;//step 用来表述已被下载的那部分图片的高度

int percent=0;//percent 用来表述已下载的图片的高度占图片总高度的百分比

public void init()

{

img=getImage(getCodeBase(),"mama.gif");

}

public void paint(Graphics g)

{

g.drawImage(img,0,0,this);

}

　

//下面我们超越本来的imageUpdate()方法.每当有新的图片数据到达(或产生)时此方法会被自动调用

public boolean imageUpdate(Image img_ob,int flags,int x,int y,int width,int height)

{

if(((flags & SOMEBITS)!=0) & (img_ob==img))//判定是否又有新的图像数据都被下载

{

step=step+height;//计算已被下载的图片的高度

percent=step*100/img.getHeight(this);//计算这个高度占图片高度的的百分比

showStatus(percent+"%");//在状态栏显示

repaint(x,y,width,height);//重绘屏幕.但只画新数据表达的部分.简单使用repaint()重绘

//整个屏幕会使画面闪烁

}

if((flags & ERROR)!=0)//假如下载出错

showStatus("image loading error");

if((flags & ALLBITS)!=0)//假如全部图片数据都已下载完

showStatus("Done");

return true;

}

}

HTML文件如下:

<APPLET CODE="image_download.class"WIDTH=300 HEIGHT=300></APPLET>

imageUpdate()参数说明如下:

img_ob: 被监视的图像.

flags: 被监视图像的状态.

ABORT: 图像生成被异常中断

ALLBITS: 全部图像都已生成

ERROR: 发生错误

FRAMEBITS: 完成一幅

HEIGHT: 本次生成的高度

SOMEBITS: 已将生成了一部分图像

WIDTH: 本次生成的宽度

x: x轴坐标

y: y轴坐标

width: 本次下载的图像的宽度

height: 本次下载的图像的高度

　

下面用两个例子说明怎样获取大幅图像的局部.第一个例子使用CropImageFilter类去获得图像的局部.你可以这样使用这种技术:

首先根据图像裁剪过滤器产生图像过滤器.

ImageFilter filter=new CropImageFilter (int x, int y, int width, int height).

x: 裁剪起始点 X 轴坐标

y: 裁剪起始点Y 轴坐标

width: 裁剪宽度

height: 裁剪高度

然后根据根据过滤器产生图像生产者. ImageProdUCer procuder=new FilteredImageSource(baseImage.getSource(),filter).

baseImage: 将要被裁剪的图片

然后根据图像生产者产生新的图像. Image img=createImage(procuder).

下面的程序使用上述技术裁剪图片.程序运行后,你用"拖拽"鼠标的方式(按住鼠标键并移动鼠标)在图片上选定一片区域,然后再在运行区上点击鼠标,刚才你选定的区域的图片将被复制到这个位置.要注重的是,程序并未对选择区域的起始点和终止点的相对位置作出判定,因此,你一定要使终止点在起始点的右下方.

import java.awt.*;

import java.applet.*;

import java.awt.image.*;

public class CropFilterImage extends Applet

{

Image baseImage,cropImage;//baseImage是原始图片,cropImage是根据选定区域产生的新图片

int sx,sy;//选定区域起始点坐标

int dx=0,dy=0;//要显示新图片的位置

int width,height;//选定区域的宽和高

boolean selected=false;//用来判定现在用户在干什么

public void init()

{

baseImage=getImage(getCodeBase(),"mama.gif");

cropImage=baseImage;

}

public void paint(Graphics g)

{

g.drawImage(baseImage,0,0,this);

g.drawImage(cropImage,dx,dy,this);

}

public boolean mouseDown(Event evt,int x,int y)

{

if(!selected)//假如用户开始选择

{

sx=x;//记下起始点

sy=y;

selected=true;

return true;

}

else//假如用户已经设定了选择区

{

dx=x;

dy=y;

cropImage=cropImage();//裁剪图像

repaint();//重画屏幕

selected=false;

}

return true;

}

public boolean mouseUp(Event evt,int x,int y)

{

if(selected)//用户松开鼠标健表示已确定选择区

{

width=Math.abs(x-sx);

height=Math.abs(y-sy);

getGraphics().drawRect(sx,sy,width,height);

}

return true;

}

public boolean mouseDrag(Event evt,int x,int y)

{

showStatus("from("+sx+","+sy+") to ("+x+","+y+")");

return true;

}

Image cropImage()

{

ImageFilter filter=new CropImageFilter(sx,sy,width,height);//根据图像裁剪过滤器产生过滤器

//下面根据过滤器产生图像生产者

ImageProducer producer=new FilteredImageSource(baseImage.getSource(),filter);

Image img=createImage(producer);//根据图像生产者产生新图像

return img;

}

}

HTML文件如下:

<APPLET CODE="CropFilterImage.class"WIDTH=600 HEIGHT=300></APPLET>

　

很多情况下上面的方法不实用.比如你想对图片作出某种变换,上面的方法就无能为力了.下面的程序给出更强大的算法:将图像数据取到数组中,再在数组中将需要的数据提取出来,依据这些数据再生成新的图像去显示.设想你有一个幅面大于窗口尺寸的图像要显示,你必须要让用户可以控制窗口的位置,通过移动窗口,浏览

整个图像.程序运行后,你可以用四个光标键移动窗口浏览全部图像.

程序中的要害技术有三个,第一个是PixelGrabber类用于获取图像数据.你可以这样使用:

首先生成一个PixelGrabber实例:

PixelGrabber pg=new PixelGrabber(Image img,int x,int y,int width,int height,int pix[ ],int offset,int scansize)

img: 被取数据的图像

x: 起始点 x 轴坐标

y: 起始点 y 轴坐标

width: 图像宽度

height: 图像高度

pix[ ]: 目标数组

offset: 目标数组的起始地址

scansize: 图像每行点数

然后使用grabPixels( ) 方法取数据:

try { pg.grabPixels( ) ; }

catch ( InterruptedException e) { }

第二个要害技术是使用媒体追踪器MediaTracker监视图像的生成情况.你可以这样使用:

首先生成一个媒体追踪器的实例:

MediaTracker mt=new MediaTracker(this);

　

然后向其中加入要追踪的图像:

mt.addImage(Image image,int ID)

image是你要追踪的图像, ID是你设定的一个表示这个图像的序号.

然后使用waitForID ( int ID ) 或 waitForAll( ) 等待图像全部生成

try { mt.waitForID(1);}

catch(InterruptedException e){ }

第三个要害技术是使用内存数据(数组)产生图像.你可以这样使用:

createImage(new MemoryImageSource(int width, int height, int pix[ ], int offset, int scanwidth)

width: 欲生成的图像的宽度

heidth: 欲生成的图像的高度

pix[ ]: 数据源

offset: 丛数组的哪里开始使用数据

scanwidth: 图像每行的象素数

程序如下:

import java.applet.*;

import java.awt.*;

import java.awt.image.*;

public class picture_window extends Applet

{

Image img_full,img_window;//img_full是原图像, img_window是从原图像中裁剪的要在窗口中显示的图像

int img_width,img_height;//原始图像的宽和高

int window_width=150,window_height=150;//窗口的宽和高

int window_x=30,window_y=30;//窗口的左上角坐标

int point_img_full,point_img_window;//原始图像数据数组的操作地址和窗口图像数据数组的操作地址

int img_full_data[];//原始图像数据数组.没有初始化是因为现在不知道原始图像的大小

int img_window_data[]=new int[window_width * window_height];//窗口图像数据数组

MediaTracker mt=new MediaTracker(this);//媒体追踪器

PixelGrabber img_full_grabber;//用来获取原始图像的数据

public void init()

{

img_window=createImage(window_width,window_height);//创建窗口图像

img_full=getImage(getCodeBase(),"mama.gif");

//下面要等待直到全部的原始图像数据都被正确载入.否则无法知道原始图像的大小

mt.addImage(img_full,1);//向媒体追踪其中加入要追踪的图像

try{mt.waitForID(1);} // 等待全部数据被正确载入

catch(InterruptedException e){ }

img_width=img_full.getWidth(this);//现在可以获取原始图像的正确信息了.取它的宽和高

img_height=img_full.getHeight(this);

img_full_data=new int[img_width * img_height];//初始化原始图像数据数组

img_full_grabber=new PixelGrabber(img_full,0,0,img_width,img_height,img_full_data,0,img_width);//预备获取图像数据

try{img_full_grabber.grabPixels();}//采集数据

catch(InterruptedException e){ }

get_img_window_data();//生成窗口图像

}

public void paint(Graphics g)

{

g.drawImage(img_window,0,0,this);

}

public void get_img_window_data()

{

point_img_full=window_y * img_width+window_x;//从这个位置开始获取原始图像数据

point_img_window=0;//从这个位置开始向窗口图像数据数组放数据

for(int i=0;i<window_height;i++)//逐行处理

{

for(int j=0;j<window_width;j++)//逐列处理

img_window_data[point_img_window++]=img_full_data[point_img_full++];//取和存

　

point_img_full=point_img_full+img_width-window_width;//开始处理下一行

}

img_window=createImage(new MemoryImageSource(window_width,window_height,img_window_data,0,window_width));//根据内存数据(数组)生成图像

//等待图像完全生成.否则一边生成一边绘制窗口图像会闪烁.

mt.addImage(img_window,1);

try{mt.waitForID(1);}

catch(InterruptedException e){}

}

//下面的键盘事件方法根据用户的按键重置窗口坐标,再生成图像,再显示

public boolean keyDown(Event e,int key)

{

switch(key)

{

case(Event.UP):

if(window_y>0)

window_y-=1;

break;

case(Event.DOWN):

if(window_y<(img_height-window_height))

window_y+=1;

break;

case(Event.RIGHT):

if(window_x<(img_width-window_width))

window_x+=1;

break;

case(Event.LEFT):

if(window_x>0)

window_x-=1;

break;

default:

break;

}

showStatus(String.valueOf(window_x)+" , "+String.valueOf(window_y));

get_img_window_data();

getGraphics().drawImage(img_window,0,0,this);

return true;

}

}

HTML文件如下:

<APPLET CODE="picture_window.class"WIDTH=150 HEIGHT=150></APPLET>

　

下面的程序对两个图像进行合成并显示来模拟图像的淡入淡出.程序运行后,每按一次向上键,前景图像就增强一点,每按一次向下键,前景图像就减弱一点.

首先你要了解图像数据.

每个象素点的信息由一个整数表达.整数共32个二进制位,从左向右,分成四个部分,每部分都是8位.

第一部分: Alpha 信息.控制图像显示的强度.下面的程序就是通过调整这个数值控制图像的淡入淡出.

第二部分:红色数据.

第三部分:绿色数据.

第四部分:蓝色数据.

程序使用的方法是:先画背景图像,再在上面画带Alpha数据的前景图像,通过调整Alpha值使前景图像淡入淡出.

import java.applet.*;

import java.awt.*;

import java.awt.image.*;

public class alpha extends Applet

{

Image background, foreground;//背景图像和前景图像

Image foreground_new;//依据前景图像生成的带Alpha通道的新图像

MediaTracker mt;

int foreground_alpha=175;//前景图像的起始Alpha值

int foreground_data[];//用来生成新图像的内存数据

PixelGrabber pg;

int transparancy;//前景图像的全透明点的像素值.只要前景图像的某个点是这个值,它就全透明

public void init()

{

background=getImage(getCodeBase(),"mama.gif");

foreground=getImage(getCodeBase(),"baba.gif");

mt=new MediaTracker(this);

mt.addImage(background,1);

mt.addImage(foreground,2);

try{mt.waitForAll();} // 等待所有图片的数据都被正确载入

catch(InterruptedException e){ }

foreground_data=new int[foreground.getWidth(this) * foreground.getHeight(this)];//初始化

//下面把前景图片的数据载入数组

pg=new PixelGrabber(foreground,0,0,foreground.getWidth(this),foreground.getHeight(this),foreground_data,0,foreground.getWidth(this));

try{pg.grabPixels();}

catch(InterruptedException e){ }

for (int i=0;i<(foreground.getWidth(this) * foreground.getHeight(this));i++)

foreground_data[i]=foreground_data[i]&0x00ffffff;//把所有的象素的Alpha值置为0

//下面我把图像左上角的点的值作为透明值.假如图像中哪个点的值和左上角的点的值一样,

//这个点就全透明--背景100%出现.我用这个比较简单的办法把前景图像中我不想要的部分去掉

transparancy=foreground_data[0];

}

public void paint(Graphics g)

{

g.drawImage(background,0,0,this);

}

public boolean keyDown(Event e, int key)

{

if (key==Event.UP && foreground_alpha<255)//依据按键改变Alpha值

foreground_alpha++;

if (key==Event.DOWN && foreground_alpha>0)

foreground_alpha--;

showStatus(String.valueOf(foreground_alpha));//在状态栏显示Alpha值

for (int i=0;i<(foreground.getWidth(this) * foreground.getHeight(this));i++)//逐点处理

{

foreground_data[i]=foreground_data[i] & 0x00ffffff;//置此点为全透明

if (foreground_data[i]!=transparancy)//假如这个点的值和全透明点不同

foreground_data[i]=foreground_data[i] (foreground_alpha<<24);//给它Alpha值

}

foreground_new=createImage(new MemoryImageSource(foreground.getWidth(this),foreground.getHeight(this),foreground_data,0,foreground.getWidth(this)));//生成前景图象

mt.addImage(foreground_new,3);

try{mt.waitForID(3);}

catch(InterruptedException e2){ }

getGraphics().drawImage(background,0,0,this);//先画背景

getGraphics().drawImage(foreground_new,100,100,this);//再画前景

return true;

}

}

下面是HTML文件:

<APPLET CODE="alpha.class"WIDTH=300 HEIGHT=300></APPLET>