基於java圖形學實踐記錄(The First Day)

 

Assignment ;因爲java的座標系和習慣的座標系不一樣（Ｙ軸正方向向下），所以要先建立自己的座標。

爲了達到這個目的，實現方法的思路大概是這樣：自己的座標系－＞視圖－＞java座標系（這三傢伙兩兩之間的轉換都是根據比例建立變換關係的）．

ＣＯＤＥ：

MyCanvas.java(我的畫布類)

My View:註釋都很詳細，大家應該能看明白．

哦，要注意的一點是：在視圖－＞java座標系中，Ｙ軸的變換有點特別．

一般屏幕座標系是直角左手系，y軸方向向下爲正，原點在屏幕的左上角．解釋窗口內圖形上任一點(x,y)變換到視口內成爲(sx,xy)，而(x,y)是相對用戶座標系(直角右手系)的。(sx,sy)是相對屏幕座標系(直角左手系)的，因此y軸方向相反。爲使窗口內圖形變換到視口上圖形其形狀一致，需將視口上圖形y軸方向變換成窗口內圖形y軸方向。這隻要將求得的視口內各點的sy整型座標均用sy2去減，即sy2-sy(整型)代替sy(整型)即可，經這樣的座標軸方向變換後得到的視口內圖形與窗口內圖形一致。

程序中使用的是:1-y.

 

 

//MyCanvas.java

import java.awt.*;
import java.awt.image.*;
public class MyCanvas extends Component...{
    //自定義座標系範圍
    protected double userMinX = -1;//X軸的最小值
    protected double userMaxX = 1;//x軸的最大值
    protected double userMinY = -1;//Y軸的最小值
    protected double userMaxY = -1;//Y軸的最小值
    
    //視圖範圍The range of view
    protected double[] viewMinX;//X軸的最小值
    protected double[] viewMaxX;//x軸的最大值
    protected double[] viewMinY;//Y軸的最小值
    protected double[] viewMaxY;//Y軸的最小值
    final static int DefaultViewportMax = 256;//缺省試圖數
    protected int viewportMax = DefaultViewportMax;//視圖數
    protected int viewportNum = 0;//當前視圖數
    protected int currentViewport = 0;//當前試圖的索引
    
    //窗口大小The size of window
    final static int DefaultWindowSize = 256;//缺省的窗口大小
    protected int windowWidth = DefaultWindowSize;//窗口寬度
    protected int windowHeight = DefaultWindowSize;//窗口高度
    
    //Graphic and its Component
    protected Graphics myGraphics;//Graphic類數據
    protected Component myComponent;//Component類數據
    protected Color currentFrontColor = Color.white;//當前顏色
    protected Color currentBackColor = Color.black;//當前背景色
    
    //構造器
    public MyCanvas(Component a)...{
        myComponent = a;//設定MyCanvas類用的Component
        myGraphics = a.getGraphics();//設定MyCanvas用的Graphics
        windowWidth = a.getSize().width;//窗口寬度
        windowHeight = a.getSize().height;//窗口高度
        createViewport(DefaultViewportMax);//創建視圖
    }
    private void createViewport(int max)...{
      currentViewport = 0;//視圖索引的初始值設定
      viewportMax = max;//設定視圖數的最大值
      viewMinX = new double[viewportMax];//視圖X軸的最小值數組
      viewMaxX = new double[viewportMax];//視圖X軸的最大值數組
      viewMinY = new double[viewportMax];//視圖Y軸的最小值數組
      viewMaxY = new double[viewportMax];//視圖Y軸的最大值數組
      viewMinX[0] = viewMinY[0] = 0.0;//視圖的最小值爲0
      viewMaxX[0] = viewMaxY[0] = 1.0;//視圖的最大值爲1
      viewportNum = 1;//視圖的當前索引爲1
    }
    //自定義座標系的範圍的設定
    public void setMyWindow(double x1,double x2,double y1,double y2)...{
        userMinX = x1;//窗口的X軸的最小值設定
        userMaxX = x2;//窗口的X軸的最大值設定
        userMinY = y1;//窗口的Y軸的最小值設定
        userMaxY = y2;//窗口的Y軸的最大值設定
    }
    //視圖的設定
    public void setViewport(double x1,double x2,double y1,double y2)...{
        viewMinX[viewportNum] = x1;//視圖的X軸的最小值設定
        viewMaxX[viewportNum] = x2;//視圖的X軸的最大值設定
        viewMinY[viewportNum]    = y1;//視圖的Y軸的最小值設定
        viewMaxY[viewportNum] = y2;//視圖的Y軸的最大值設定
        currentViewport = viewportNum;//當前視圖索引的設定
        viewportNum++;//視圖數加1
    }
    /** *//****視圖的復位****/
    public void resetViewport()...{
      currentViewport = 0;//視圖索引返回到0
      viewMinX[0] = viewMinY[0] = 0.0;//視圖的最小值爲0
      viewMaxX[0] = viewMaxY[0] = 1.0;//視圖的最大值爲1
      viewportNum = 1;//視圖數爲1
    }
    /** *//****將視圖座標轉換到java AWT座標方法***/
    public int getIntX(double x)...{
        return (int)(windowWidth * x);
    }//窗口寬度加倍
    public int getIntY(double y)...{
        return (int)(windowHeight * (1 - y));
    }//窗口高度加倍
    /** *//*******將自定義座標轉換到視圖座標**********/
    public double viewX(double x)...{
       double s = (x - userMinX)/(userMaxX - userMinX);
       double t = viewMinX[currentViewport] + s *
                   (viewMaxX[currentViewport] - viewMinX[currentViewport]);
       return t;    
    }
    public double viewY(double y)...{
        double s = (y - userMinY)/(userMaxY - userMinY);
        double t = viewMinY[currentViewport] + s *
        (viewMaxY[currentViewport] - viewMinY[currentViewport]);
        return t;
    }
    /** *//*******將自定義座標轉換到java AWT座標********/
    public int getX(double x)...{
      double xx = viewX(x);//x轉換到視圖座標
      int ix = getIntX(xx);//視圖轉換到java座標
      return ix;    
    }
    public int getY(double y)...{
      double yy = viewY(y);//y轉換到視圖座標
      int iy = getIntY(yy);//視圖轉換到java座標
      return iy;    
    }
    /** *//******得到Dimension(維數)的方法**********/
    public int getDimensionX(double w)...{
        double x = viewMaxX[currentViewport] - viewMinX[currentViewport];
        x *= windowWidth * w / (userMaxX - userMinX);
        return((int)Math.abs(x));
    }
    public int getDimensionY(double h)...{
        double y = viewMaxY[currentViewport] - viewMinY[currentViewport];
        y *= windowHeight * h / (userMaxY - userMinY);
        return((int)Math.abs(y));
    }
    /** *//*****顏色設定方法******/
    public Color getColor()...{return currentFrontColor;}//當前的顏色檢索
    public void setColor(Color c)...{
        myGraphics.setColor(c);
        currentFrontColor = c;//當前顏色設定
    }
    public Color getForeground()...{return currentFrontColor;}//前面顏色檢索
    public void setForeground(Color c)...{//前面顏色設定
       myComponent.setForeground(c);
       currentFrontColor = c;    
    }
    public Color getBackground()...{return currentBackColor;}//背景顏色檢索
    public void setBackground(Color c)...{
       myComponent.setBackground(c);
       currentBackColor = c;//背景顏色設定    
    }
    /** *//*******************
    ***直線描畫方法
    ********************/
    public void drawLine(double x1,double y1,double x2,double y2)...{
        //轉換到java座標系值
        int ix1 = getX(x1);
        int iy1 = getY(y1);    
        int ix2 = getX(x2);
        int iy2 = getY(y2);
        myGraphics.drawLine(ix1,iy1,ix2,iy2);
    }
    /** *//*******************
    ***文字列的描畫
    ********************/
    public void drawString(String str,double x,double y)...{
      int ix = getX(x);//自定義座標軸到java座標軸
      int iy = getY(y);//自定義座標軸到java座標軸
      myGraphics.drawString(str,ix,iy);    
    }
    /** *//*******************
    ***多邊形的填充
    ********************/
    public void fillPolygon(double[] x,double[] y,int numPoints)...{
        int[] ix = new int[numPoints];
        int[] iy = new int[numPoints];
        for(int i=0;i<numPoints;i++)...{
          ix[i] = getX(x[i]);//自定義座標軸到java座標軸
          iy[i] = getY(y[i]);//自定義座標軸到java座標軸
        }
        myGraphics.fillPolygon(ix,iy,numPoints);
    }
}

 

MyCoordinate.java(測試類)

//<applet   code=MyCoordinate   width   =300   height   =300>   
  //</applet>


//MyCoordinate.java
import java.awt.*;
import java.applet.Applet;



public class MyCoordinate extends Applet...{
     
     MyCanvas m;//MyCanvas用數據
     final static int idealSizeX = 600;
     final static int idealSizeY = 350;
   public void init()...{m = new MyCanvas(this);}//生成myCanvas 對象    
   public void paint(Graphics g)...{
      m.setBackground(new Color(200,200,200));
      m.setColor(Color.black);
      m.setViewport(0.1,0.9,0.1,0.9);//設定視圖範圍座標[0,1]*[0,1]
      m.setMyWindow(-1,1,-1,1);//設定自定義座標系範圍
   
      
      //畫X軸
      double[] x1 = ...{0.95,1.0,0.95};//箭頭的座標值
      double[] y1 = ...{-0.05,0.0,0.05};//箭頭的座標值
      m.drawLine(-1,0,1,0);//畫X軸 
      m.fillPolygon(x1,y1,3);//填充箭頭
      m.drawString("x軸",0.8,-0.2);//標註"X軸"
      //畫y軸
      double[] x2 = ...{-0.05,0.05,0.0};//箭頭的座標值
      double[] y2 = ...{0.95,0.95,1.0};//箭頭的座標值
      m.drawLine(0,-1,0,1);//畫X軸 
      m.fillPolygon(x2,y2,3);//填充箭頭
      m.drawString("y軸",-0.2,0.9);//標註"X軸"
      
      
      
      m.resetViewport();
   }
}

ＲＵＮ：

 My View:能看到的在MyCoordinate.java的頂端有這麼一段＂//<applet   code=MyCoordinate   width   =300   height   =300>    //</applet>＂ 目的是在命令行中直接運行Applet.

　　而在編譯時也有點問題，用下圖的命令可得到比較好的解決。

運行命令：

 

運行結果：

閃……