Lập trình đồ họa trên Java 2D và 3D
Phần 1..................................................................................................................................8
Lập trình đồ họa với Java 2D..............................................................................................8
Chương 1.........................................................................................................................9
Tổng quan về Java 2D API.............................................................................................9
1.1 Enhanced Graphics, Text, and imaging................................................................9
1.2 Rendering Model................................................................................................10
1.2.1 Coordinate Systems.....................................................................................10
1.2.1.1 User Space...........................................................................................10
1.2.1.2 Device Space.......................................................................................10
1.2.2 Transforms...................................................................................................11
1.2.3 Fonts.............................................................................................................11
1.2.4 Images..........................................................................................................12
1.2.5 Fills and Strokes..........................................................................................13
1.2.6 Composites..................................................................................................13
Backward Compatibility and Platform independence..............................................14
1.3.1 Backward Compatibility..............................................................................14
1.3.2 Platform independence................................................................................15
1.4 The Java 2D™ API Packages.............................................................................15
Chương 2:......................................................................................................................18
Rendering with Graphics2D.........................................................................................18
2.1 Các lớp và giao diện...........................................................................................18
2.2 Rendering Concepts............................................................................................19
2.2.1 Rendering Process.......................................................................................19
2.2.2 Controlling Rendering Quality....................................................................20
2.2.3 Stroke Attributes..........................................................................................21
2.2.4 Fill Attributes...............................................................................................22
Quá trình xử lý theo phiên................................................................................22
2.2.5 Clipping Paths..............................................................................................23
2.2.6 Transformations...........................................................................................23
2.2.6.1 Constructing an AffineTransform.......................................................24

3.2.1 Constructive Area Geometry.......................................................................44
3.2.2 Bounds and Hit Testing...............................................................................44
3.3 Combining Areas to Create New Shapes...........................................................48
Chương 4:......................................................................................................................51
Hiển thị Font và văn bản...............................................................................................51
4.1.Giao diện và lớp..................................................................................................51
4.2.Các khái niệm về Font........................................................................................52
4.3 Các khái niệm về Text Layout...........................................................................53
4.3.1 Vẽ chữ..........................................................................................................53
4.3.2 Ordering Text...............................................................................................55
4.3.3 Đo và định vị văn bản.................................................................................56
4.3.4 Hỗ trợ thao tác với văn bản.........................................................................56
4.3.4.1 Hiển thị dấu nhắc..................................................................................56
4.3.4.2 Di chuyển dấu nhắc.............................................................................57
4.3.4.3 Hit Testing...........................................................................................58
4.3.4.4 Đánh dấu vùng lựa chọn.....................................................................59
4.3.5 Thực thi việc hiển thị văn bản trong ứng dụng Java™ .............................59
Quản lý việc hiển thị văn bản...................................................................................60
4.4.1 Trình bày văn bản........................................................................................61
Hiển thị dấu nhắc kép...........................................................................................61
4.4.3 Di chuyển dấu nhắc.....................................................................................62
4.4.4 Hit Testing...................................................................................................62
4.4.5 Đánh dấu vùng lựa chọn..............................................................................62
4.4.6 Querying Layout Metrics............................................................................62
4.4.7 Vẽ văn bản trên nhiều dòng.........................................................................63
Chương 5.......................................................................................................................67
Tạo ảnh..............................................................................................................................67
5.1 Các giao diện và các lớp................................................................................67
5.1.1 Các giao diện imaging (imaging interfaces)..............................................67
5.1.2 Các lớp dữ liệu ảnh(image Data Classes)...................................................68

6.2.1 Không gian mầu..........................................................................................87
6.2.1 Biểu diễn màu.............................................................................................89
Chương 7 ......................................................................................................................91
In ấn...............................................................................................................................91
7.1 Các giao diện và các lớp.....................................................................................91
7.2.1 Supporting Printing......................................................................................92
7.2.1.1 Điều khiển in (Job Control)................................................................92
7.2.2 Page Painters................................................................................................93
7.2.3 Printable Jobs and Pageable Jobs................................................................94
7.2.4 Typical Life-Cycle of a PrinterJob......................................................................94
7.3 Printing with Printables......................................................................................96
7.3.2 Printing a File..............................................................................................97
7.4.1 Using a Pageable Job.................................................................................100
7.4.2 Using Multiple Page Painters....................................................................101
Phần 2..............................................................................................................................107
Lập trình đồ họa với Java 3D.........................................................................................107
CHƯƠNG 1................................................................................................................108
NHẬP MÔN LẬP TRÌNH TRÊN JAVA 3D............................................................108
1.1 Tổng quan về Java 3D API ™..........................................................................108
1.2 Các vấn đề cơ bản về Java 3D API™ .............................................................108
1.3 Xây dựng đồ thị khung cảnh............................................................................109
1.3.1 Thừa kế cấp cao từ Java 3D API ..............................................................112
1.4 Cách thức để viết một chương trình Java 3D.......................................................113
1.4.1 Công thức đơn giản để viết một chương trình Java 3D ...........................113
1.5 Một vài thuật ngữ trong Java 3D .....................................................................116
1.6 Ví dụ đơn giản: HelloJava3Da ........................................................................117
1.6.1 Các lớp của Java 3D Classes được sử dụng trong HelloJava3Da................120
Tạo nên hình lập phương có kích thước được định ra bởi các giá trị cho trước.......123
1.7 Quay hình lập phương.....................................................................................123
1.7.1 Sự kết hợp của các phép biến hình: HelloJava3Db..................................124

2.4.4 TexCoord Classes......................................................................................147
2.5 Các lớp hình học...............................................................................................147
2.5.1 GeometryArray Class ...............................................................................148
2.5.2 Subclasses of GeometryArray ..................................................................152
2.5.3 Subclasses of GeometryStripArray...........................................................153
2.5.4 Subclasses of IndexedGeometryArray......................................................157
2.5.5 Axis.java is an Example of IndexedGeometryArray ...............................159
2.6 Appearance and Attributes...............................................................................159
2.6.1 Appearance NodeComponent...................................................................160
2.6.2 Sharing NodeComponent Objects ............................................................160
2.6.3 Attribute Classes .......................................................................................161
2.6.4 Example: Back Face Culling ....................................................................166
2.7 Bounds and Scope ............................................................................................171
2.7.1 Bounds Node Components .......................................................................171
2.7.2 BoundingLeafa Node ................................................................................174
2.7.3 Scope..........................................................................................................175
2.8 Hình học nâng cao............................................................................................176
2.8.1 Multiple Geometries in a Single Shape3D ...............................................176
2.8.2 GeometryArray .........................................................................................178
2.8.4 AlternateAppearance <new in 1.2> ..........................................................181
2.9 Clipping – Cắt xén............................................................................................183
2.9.1 View Defines a Frustum............................................................................183
2.9.2 Clip Node ..................................................................................................185
2.9.4 ModelClip Example ..................................................................................185
CHƯƠNG 3................................................................................................................188
TẠO NỘI DUNG........................................................................................................188
4
Lập trình đồ họa trên Java 2D và 3D
3.1 Nội dung chính.................................................................................................188
3.1.1 GeometryInfo.............................................................................................188

4.3.1 Điều kiện kích hoạt....................................................................................223
4.3.2 WakeupCriterion.......................................................................................223
4.3.3 Quy định lớp WakeupCriterion.................................................................224
4.3.4 Thành phần của WakeupCondition ..........................................................232
4.4 Lớp Behaviour tiện ích xử lý bàn phím...........................................................233
4.4.1 Một ví dụ đơn giản....................................................................................233
4.4.2 Lớp KeyNavigatorBehaviour và KeyNavigator.....................................234
4.5 Lớp tiện ích tương tác với chuột......................................................................235
4.5.1 Sử dụng lớp MouseBehaviour ..................................................................235
4.5.2 Mouse Behaviour Foundation...................................................................238
4.5.3 Các lớp MouseBehaviour .........................................................................238
4.5.4 Mouse Navigation.....................................................................................240
4.6 Picking Object...................................................................................................241
4.6.1 Using Picking Utility Classes....................................................................244
4.6.2 Các hàm API cơ bản trong các lớp Picking .............................................246
4.6.3 Các lớp picking..........................................................................................251
4.6.4 Các lớp Picking Behavior .........................................................................253
CHƯƠNG 5................................................................................................................254
5
Lập trình đồ họa trên Java 2D và 3D
Hoạt Hình....................................................................................................................254
Animation - Hoạt hình:...........................................................................................255
Đối tượng Interpolator và Alpha với hoạt ảnh dựa thời gian...............................256
Alpha.......................................................................................................................256
Sử dụng các đối tượng Interpolator và Alpha:......................................................258
Ví dụ sử dụng lớp Alpha và RotationInterpolator:................................................258
Alpha API:..............................................................................................................261
Các lớp hành vi Interpolator :.................................................................................263
Core Interpolator API:...........................................................................................270
Các lớp đối tượng nội suy đường:..........................................................................274

mức mà bây giờ hầu như tất cả các máy tính đều có khả năng đồ họa.Đồ họa
máy tính là một trong những lĩnh vực lí thú nhất và phát triển nhanh nhất của tin
học. Ngay từ khi xuất hiện, đồ họa máy tính đã có sức lôi cuốn mãnh liệt, cuốn
hút rất nhiều người ở nhiều lĩnh vực khác nhau như khoa học, nghệ thuật, kinh
doanh, quản lí, ... Tính hấp dẫn và đa dạng của đồ họa máy tính có thể được
minh họa rất trực quan thông qua việc khảo sát các ứng dụng của nó.
6
Lập trình đồ họa trên Java 2D và 3D
Ngày nay, đồ họa máy tính được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác
nhau như công nghiệp, thương mại, quản lí, giáo dục, giải trí, … Số lượng các
chương trình đồ họa ứng dụng thật khổng lồ và phát triển liên tục.Trong lĩnh vực
công nghiệp,CAD(computer-aided design) đã được sử dụng hầu hết trong việc
thiết kế các cao ốc, ô tô, máy bay, tàu thủy, tàu vũ trụ, máy tính,…Trong lĩnh
vực giải trí,nghệ thuật, đồ họa máy tính giúp ta tạo ra các chương trình trò
chơi,các kĩ xảo điện ảnh cho các nhà làm phim,hay ngay chính giao diện đồ họa
đã làm nâng cao khả năng giao tiếp giữa người và máy tính.
Để có thể làm được những ứng dụng đồ họa hữu ích cho cuộc sống,trước
hết chúng ta cần phải có một nền tảng vững chắc về lập trình đồ họa.Có rất nhiều
ngôn ngữ hỗ trợ lập trình đồ họa máy tính,mỗi ngôn ngữ được xây dưng trên
những thư viện đồ họa riêng,có những thế mạnh riêng.Và khi nói về lập trình đồ
họa,chúng ta không thể không nói đến ngôn ngữ Java,một ngôn ngữ rất mạnh
trong lĩnh vực này.Với mục đích nghiên cứu,tìm hiểu và mang đến cho những ai
muốn tìm hiều về lập trình đồ họa một tài liệu thiết thực,nhóm chúng em đã chọn
đề tài làm tutorial về lập trình đồ họa trên nền tảng ngôn ngữ lâp trình Java,dựa
trên các tài liệu training trên mạng của hãng Sun.Vì là lần đầu làm tài liệu tham
khảo nên chúng em không tránh khỏi sai sót.Chúng em mong thầy xem xét và
góp ý cho tài liệu này.Chúng em chân thành cảm ơn.
7
Lập trình đồ họa trên Java 2D và 3D
Phần 1

được cung cấp thông qua phần thực thi implementations của giao tiếp Paint và Stroke
interfaces, ví dụ BasicStroke, GradientPaint, TexturePaint,và Color.
AffineTransform định nghĩa các phép biến đổi trong toạ độ 2 chiều, gồm có phép
lấy tỉ lệ,phép chuyển đổi toạ độ ,phép quay và phép xén cắt.
Khung nhìn được định nghĩa bởi các phương thức giống nhau của lớp Shape mà
chúng được dùng để định nghĩa các khung nhìn chung,ví dụ như Rectangle2D và
GeneralPath.
Thành phần màu sắc được cung cấp bởi các phương thức của lớp Composite, ví dụ
AlphaComposite.
Một kiểu Font chữ thì được định nghĩa bởi các collection của Glyphs.
9
Lập trình đồ họa trên Java 2D và 3D
1.2 Rendering Model
Kiểu tô trát đồ họa đơn giản không có gì thay đổi khi thêm vào Java 2D™ APIs.
Để tô trát đồ họa thì phải thiết lập các thông số về đồ họa và gọi phương thức của đối
tượng Graphics.
Trong Java 2D API, lớp Graphics2D mở rộng lớp Graphics để hỗ trợ thêm nhiều
thuộc tính đồ họa và cung cấp thêm các phương thức cho quá trình tô trát.
The Java 2D API tự động cân chỉnh những sai khác trong các thiết bị tô trát và cung cấp
một kiểu tô trát thống nhất cho các dạng thiết bị khác nhau. Tại tầng ứng dụng,quá
trình tô trát là giống nhau cho dù thiết bị cuối đó là màn hình hay máy in.
Với Java 2 SDK, version 1.3 , Java 2D API còn hỗ trợp cho các môi trường đa màn
hình (multi-screen environments).
1.2.1 Coordinate Systems
Java 2D API bao hàm hai hệ tọa độ:
1. Không gian người sủ dụng là hệ tọa độ logic và độc lập với thiết bị. Các ứng
dụng thường sủ dụng hệ tọa độ này,tất cả các dạng hình học được tô trát bằng
Java 2D đều được xác định trong hệ tọa độ này.
2. Không gian thiết bị là hệ tọa độ phụ thuộc thiết bị,ứng với từng loại thiết bị cuối
mà có hệ tạo độ khác nhau.

bất kì phép chuyển đổi nào giũa hai hệ tọa độchuyển .
Lớp GraphicsEnvironment mô tả tập các thiết bị mà đựợc chấp nhận bởi các ứng
dụng Java trong một môi trường cụ thể.Các thiết bị sử dụng cho quá trình tô trát gồm có
màn hình , má in và các bộ đệm ảnh.Lớp GraphicsEnvironment cũng bao gồm tập các
font phù hợp trong môi trường đó.
Lớp GraphicsDevice mô tả thiết bị tô trát như màn hình hoặc máy in.Mỗi cấu hình phù
hợp của thiết bị được biểu diễn bởi lớp GraphicsConfiguration. Ví dụ,một thiết bị
hiển thị SVGA có thể thực hiện trong một số chế độ màu như : 640x480x16 colors,
640x480x256 colors, and 800x600x256 colors.
Màn hình SVGA được biểu diễn bởi một đối tượng GraphicsDevice và ứng với
mỗi chế độ màu của màn hình SVGA sẽ được biểu diễn bởi một đối tượng
GraphicsConfiguration.Một đối tượng kiểu GraphicsEnvironment có thể bao gồm 1
hay nhiều đối tượng GraphicsDevices. Ngược lại ,mỗi đối tượng GraphicsDevice có
thể có 1 hay nhiều đối tượng kiểu GraphicsConfigurations.
1.2.2 Transforms
Java 2D API có một chế độ chuyển tọa độ thống nhất. Tất cả các phép chuyển tọa
độ,bao gồm các phép chuyển từ không gian người sử dụng đến không gian của thiết
bị,đều được biểu diễn bởi đối tượng kiểu AffineTransform .AffineTransform định
nghĩa các luật cho những thao tác trên các hệ tọa độ bằng các ma trận(các phép biến đổi
ảnh bằng các bộ lọc).
Cũng có thể thêm đối tượng AffineTransform cho các dạng đồ họa bằng các phép
xoay ,lấy tỉ lệ ,chuyển đổi hoặc cắt tọa độ cho một mặt hình học ,văn bản hay ảnh khi
chúng được tô trát.Các phép biến đổi được thêm vào này sẽ được ứng dụng cho các đối
tượng đồ họa được tô trát trong trường hợp đó phép bién đổi này được thực hiện khi
chuyển từ tọa độ không gian người sử dụng sang không gian của thiết bị.
1.2.3 Fonts
Một xâu thường được hiểu là tập các kí tự tao thành.Khi một xâu được vẽ, hình
dạng của nó sẽ được xác định bởi font mà chúng ta chọn.Tuy nhiên, hình dạng mà font
sử dụng để hiển thị lên màn hình xâu đó không phải lúc nào cũng giống với hình dáng
của mỗi kí tự riêng biệt. ví dụ sự kết hợp của 2 hay nhiều kí tự thường được thay thế

được gọi là một raster.
Thể hiện của một điểm ảnh có thể được định nghĩa một cách trực tiếp hoặc như là
một chỉ số trong bảng màu dành cho ảnh.
Trong ảnh màu đa màu (hơn 256 màu) các điểm ảnh thường trực tiếp biểu diễn
luôn màu sắc và các đặc trưng khác cho mỗi vùng hiển thị của ảnh. Những ảnh như vậy
sẽ có kích thước lớn hơn ảnh màu mà hiển thị bằng chỉ số(indexed-color images),
nhưng chúng nhìn sẽ thật hơn .
Trong ảnh màu hiển thị bằng chỉ số (indexed-color image), những màu sắc của ảnh
sẽ bị giới hạn bởi bảng màu , và thường số lượng màu trong bảng màu sẽ ít hơn sovới
ảnh thật. Tuy nhiên các ảnh khi được lưu như tập các chỉ số màu sẽ làm cho kích thước
ảnh nhỏ đi.Định dạng này thường được dùng cho những ảnh có 256 màu.
Ảnh trong Java 2D API có hai thành phần chính
• Dữ liệu ảnh thô(các điểm ảnh)
• Những thông tin cần thiết cho quá trình chuyển đổi các điểm ảnh
Các luật cho việc chuyển đổi các điểm ảnh được lưu bởi đối tượng ColorModel.
Đối với một điểm ảnh để hiển thị cần phải đi kèm với một kiểu màu sắc.
Một dải màu là một thành phần của không gian màu sắc dành cho ảnh.Ví dụ các
thành phần màu đỏ là các daỉ màu trong ảnh RGB . Một điểm ảnh trong ảnh dùng màu
trực tiếp có thể được hiểu như một tập .
Gói java.awt.image bao gồm một số phương thức ColorModel cho các biểu diễn
thành phần điểm ảnh.
Một đối tượng ColorSpace chứa các luật để sao cho tập các giá trị màu tương ứng
với một màu sắc nhất định .Các phương thức của ColorSpace trong java.awt.color sẽ
biẻu diễn các không gian màu sắc thông dụng, gồm có không gian màu RGB và gray
scale. Lưu ý rằng một không gian màu không phải là một tập các màu sắc mà tập này
định nghĩ các luật để có thể chuyển đổi các giá trị màu thành các màu tương ứng thông
dịch.
12
Lập trình đồ họa trên Java 2D và 3D
Việc chia không gian màu sắc thành các chế độ màu sẽ tạo nên sự linh hoạt hơn

Tuy nhiên có một số vấn đề trong cách tiếp cận này:
• Sẽ thật khó trong trường hợp nếu màu Red và màu Blue được thêm vào hây
không được thêm vào.
• Việc kết hợp lôgíc sẽ không được hỗ trợ trong trường hợp cácmàu thuộc các
không gian màu khác nhau.
• Sự kết hợp sẽ không có ý nghĩa trong trường hợp màu được biểu diễn bằng các
gia trị màu thì khi đó sự kết hợp hai điểm ảnh là sự kết hợp của hai giá trị màu.
Java 2D API tránh các loĩi này bằng cách thực hiện các luật pha trộn alpha mà sẽ
đưa vào các thông tin về kiểu biểu diễn điểm ảnh mỗi khi thực hiện kết hợp màu. Một
đối tượng AlphaComposite bao gồm các kiểu về màu sắc của các màu sắc của nguồn
và đích.
13
Lập trình đồ họa trên Java 2D và 3D
Backward Compatibility and Platform independence
Như đã nói,Java 2D™ API có sự tương thích đối với phần mềm JDK 1.1 . Và Java
2D™ API là một kiến trúc chính vì vậy mà các ứng dụng của nó có tính độc lập về môi
trường
1.3.1 Backward Compatibility
Để tương thích với các tính năng đã tồn tại trong đồ họa JDK .Java 2D API tăng
cường thêm một số tính năng cho AWT bằng cách thêm các phương thức mới vào các
lớp đã tồn tại,mở rộng thêm các lớp đã tồn tại và đồng thời thêm các lớp mới và các
interface mới mà không ảnh hưởng tới các API hợp lệ.
Ví dụ,Có rất nhiều tính năng củaJava 2D API được bắt nguồn từ việc mở rộng các
thuộc tính về đồ họa trong Graphics2D. Để cung cấp các thuộc tính mở rộng về đồ
họa trong đó bao gồm cả yếu tố tương thích với các phần mềm đồ họa khác,
Graphics2D mở rộng các lớp Graphics trong JDK1.1.
• paint
• paintAll
• update
• print

bản trước.
1.3.2 Platform independence
Có khả năng pháp triển các ứng dụng độc lập với môi trường. Java 2D API không
đảm đương về không gian màu sắc hay là chế độ màu của thiết bị rendering và Java 2D
API có bất kì định dạng ảnh cụ thể nào.
Và chỉ độc lập về font khi các font đó đã được xây dựng sẵn(được cung cấp như là
một phần của phần mềm JDK ),hay là khi chúng được gởi tạo bằng lập trình. Java 2D
API không hỗ trợ các font xây dựng sẵn và các font được tạo nên nhờ chương trình tạo
font nhưng nó lại hỗ trợ việc định nghĩa các font thông qua tập các glyph của nó. Mỗi
glyph lại có thể được định nghĩa bởi Shape mà bao gồm các đoạn đường thẳng và các
đường cong. Có rất nhiều kiểu font với nhiều hình dang và kich thước được bắt nguồn
từ tập các glyph đơn lẻ.
1.4 The Java 2D™ API Packages
Các lớp Java 2D API được tổ chức trong các package sau:
• java.awt
• java.awt.geom
• java.awt.font
• java.awt.color
• java.awt.image
• java.awt.image.renderable
• java.awt.print
Package java.awt bao gồm các lớp Java 2D API đã đề cập ở trên và các interface
đã tồn tại trước đó và các interface fát triển thêm. (Rõ dàng là không phải tất cả các lớp
trong java.awt là các lớp của Java 2D )
Package java.awt.geom bao gồm các classe và interface có liên quan đến việc định
nghĩa các dạng hình học nguyên thủy:
15
Lập trình đồ họa trên Java 2D và 3D

Có nhiều dạng hình học nguyên thủy ứng với các phần implementation. Float và

trạng thái kết hợp với Graphics2D được tham chiếu tới như là Graphics2DContext.
Để tô trát văn bản ,hình và ảnh,cần thiết lập Graphics2D context và sau đó gọi một
trong các phương thức tô trát Graphics2D như draw hay fill.
2.1 Các lớp và giao diện.
Bảng cho sau đây sẽ liêt kê các giao diện và lớp trong việc kết hợp với ngữ cảnh
Graphics2D context,bao gồm các lớp biểu diễn các thuộc tính trạng thái. Hầu hết các
lớp này là một phần của package java.awt.
Các giao diện và mô tả chúng:
Giao diện Mô tả
Composite Định nghĩa các phương thức cho việc kết hợp một đối tượng vẽ
gốc với cùng đồ họa được đánh dấu. Được thực thi bởi phương
thức AlphaComposite.
CompositeContext Định nghĩa một môi trương tối ưu và độc lập cho việc thực hiện
các phép kết hợp .Việc thực hiện các luật kết hợp tùy chọn được
thực hiện bơit người lập trình.
Paint Mở rộng: Transparency
Định nghĩa các màu sắc cho việc tô hoặc vẽ. Được thực thi bởi đối
tượng Color,Gradient-Paint và TexturePaint.
PaintContext Định nghĩa một môi trương tối ưu và độc lập cho việc vẽ.Các thao
tác vẽ được tùy chọn bởi người lập trình.
Stroke Tạo ra một đối tượng Shape mà các đường viền của nó đựoc tạo
bóng.Được thực thi bởi phương thức BasicStroke.
Các lớp và mô tả sơ lược về chúng:
18
Lập trình đồ họa trên Java 2D và 3D
Lớp Mô tả
AffineTransform
(java.awt.geom)
Miêu tả một phép biến đổi 2D affine ,mà thực hiện việc ánh xạ
tuyến tính từ tọa độ 2D này đến tọa độ 2D khác.

tạo ra như thế nào.
Graphics2D định nghĩa một số phương thức để thêm và thay đổi các thuộc tính
trong ngữ cảnh đồ họa . Hầu hết những phương thức này là những đối tượng biểu diễn
các thuộc tính riêng biệt như đối tựơng Paint hay Stroke .
Ngữ cảnh Graphics2D cất giữ các tham chiếu tới các đối tương thuộc tính . Nếu biến
đổi một đối tượng thuộc tính mà là một phần của ngữ cảnh Graphics2D ,thì cần phải
gọi phương thức thiết lập phù hợp để khai báo ngữ cảnh.Thay đổi một đối tượng trong
quá trình thao tác render sẽ gây nên một số biểu hiện bất thương thường và không ổn
định .
2.2.1 Rendering Process
Khi một đối tượng đồ họa được render, thông tin về hình học ,ảnh và thuộc tính
được kết hợp để tính toán những giá trị điểm ảnh cần phải thay đổi trên màn hiển thị.
19
Lập trình đồ họa trên Java 2D và 3D
Quá trình render cho một đối tượng Shape có thể được chia thành 4 bước :
1. Nếu đối tượng Shape được taọ nét ,đối tượng Stroke quy vào ngữ cảnh
Graphics2D được sử dụng để tạo nên một đối tượng Shape mới bao quanh những
đường nét đó .
2. Tọa độ của đường thuộc đối tượng Shape được biến đổi từ không gian người sử
dụng sang không gian của thiết bị theo các thuộc tính biến đổi trong ngữ cảng đồ họa
Graphics2D .
3. Đường (path)của đối tượng Shape được cắt bỏ bằng cách sử dụng các thuộc tính
cắt trong ngữ cảnh Graphics2D.
4. Phần còn lại của đối tượng Shape được tô băng cách sử dụng thuộc tính của đối
tượng Paint và Composite thuộc tính trong ngữ cảnh của đối tượng Graphics2D.
Tạo bóng (Rendering) văn bản tương đương với việc tạo bóng các đối tượng thuộc
kiểu Shape, khi đó văn bản được tạo bóng với từng glyph và mỗi glyph là một đối
tượng thuộc kiểu Shape. Chỉ có điều khác là Java 2D API phải xác định đối tượng
Font nào sử dụng cho văn bản và lấy kiểu glyph tương ứng từ đối tượng Font trước
khi tạo bóng.

Antialiasing là một kĩ thuật được sử dụng để tạo bóng các đối tượng với các cạnh
trơn hơn. Thay vì sử dụng các điểm ảnh gẩn giống với các đường chéo và đường cong
20
Lập trình đồ họa trên Java 2D và 3D
,tăng mật độ các điểm ảnh bao quanh tới các vùng được tạo bóng. Điều này làm cho
cách cạnh trơn hơn và trải rộng sự chuyển tiếp bật/tắt với các pixel đa điểm(multi
pixel) . Tuy nhiên kĩ thuật antialiasing đòi hỏi nhiều về tài nguyên máy tính và làm tăng
thời gian tạo bóng.
2.2.3 Stroke Attributes
Tạo nét một đối tượng thuộc kiểu Shape như đối tượng GeneralPath tương
đươnng với việc sử dụng một bút lôgíc theo các đoạn của đối tượng GeneralPath.
Thuộc tính của Graphics2DStroke định nghĩa các tính chất của nét bút vẽ.
Đối tượng BasicStroke được sử dụng để định nghĩa các thuộc tính đường nét cho
một ngữ cảnh của Graphics2D. BasicStroke đinh nghĩa các thuộc tính như độ rộng cuả
nét vẽ ,mẫu tô…
Để thiết lập hay thay đổi các thuộc tính Stroke trong ngữ cảnh của Graphics2D thì
gọi phương thức setStroke.
Như ví du,ảnh đầu tiên trong hình 2-3 sử dụng miter join-style,và hình thứ hai sử
dụng kiểu round join-style, a round endcap style, and a dashing pattern.
Các phương thức tạo bóng Graphics2D có sử dụng thuộc tính của Stroke để vẽ
như drawArc, drawLine, drawOval, drawPolygon, drawPolyline, drawRect, và
drawRoundRect.Khi một trong các phương thức được gọi thì các đường nét của đối
tượng Shape đã xác định sẽ được tậo bóng. Thuộc tính Stroke định nghĩa các tính
chất của đường thẳng và các thuộc tính của Paint định nghĩa màu sắc hay mẫu của nét
bút. Ví dụ phương thức draw(myRectangle) được gọi:
1. Thuộc tính của Stroke sẽ quy định cho đường nét của hình chữ nhật .
2. Các đường nét này sẽ được biến đổi thành một đối tượng kiểu Shape .
3. Đối tượng Paint is được áp dụngcác điểm ảnh thuộc miền giới hạn bởi đường bao
của đối tựơng Shape.
Quá trình xử lý này được minh hạo trong hình 2-4:

(block)các điểm ảnh. Quá trình xử lý theo phiên được thực hiện theo 2 bước:
1. Phương thức createContext của đối tượng paint được gọi để tạo một đối tượng
PaintContext. Đối tượng PaintContext này sẽ lưu thông tin ngữ cảnh về thao tác tạo
bóng hiện thời và những thông tin cần thiết để tạo ra các màu. Phương thức
createContext method is passed the bounding boxes of thegraphics object being filled in
user space and in device space,đối tượng ColorModel là nơi để tạo các màu sắc,và thực
hiện quá trình chuyển đổi để ánh xạ từ không gian người sử dụng vào không gian của
thiết bị. Đối tượng ColorModel xem như một chỉ dẫn không phải tất cả các đối tượng
Paint có thể hỗ trợ một đối tượng ColorModel bất kỳ.
2. Phương thức getColorModel được gọi để nhận giá trị của đối tượng
ColorModel cho màu vẽ từ đối tượng PaintContext.
Phương thức getRaster sau đó được gọi lặp lại nhiều lần để nhận giá trị của đối
tựợng Raster mà bao gồm dữ liệu màu thật cho mỗi phiên. Thông tin này passed to the
next stage in the rendering pipeline, mà vẽ các màu đã được tạo bằng cách sử dụng đối
tựợng Composite hiện thời .
2.2.5 Clipping Paths
Một khung nhìn sẽ xác định phần của đối tượng Shape hay Image cần được tạo
bóng . Khi một khung nhìn là một phần của ngữ cảnh của đối tượng Graphics2D, thì
chỉ những phần của đối tượng Shape hay image nằm trong khung nhìn đó mới được
tạo bóng.
Để thêm khung nhìn cho ngữ cảnh của Graphics2D thì goị phương thức setClip.
Bất kì đối tượng Shape cũng có thể được sử dụng để định nghĩa một khung nhìn.
Để thành đổi khung nhìn cần phải sử dụng phương thức setClip để xác định một
khung nhìn mới hay là gọi phương thức clip để thay đổi khung nhìn cho phần giao nhau
giữa khung nhìn cũ và một đối tượng Shape.
2.2.6 Transformations
Ngữ cảnh của đối tượng Graphics2D bao gồm một phép bién đổi mà được sử
dụng để biến đổi những đối tượng từ không gian người sử dụng vào không gian thiết bị
trong quá trình tạo bóng. Để thực hiện các phép biến đổi khác như phép quay hay lấy tỉ
lệ thì cần phải thêm các phép biến đổi khác vào ngữ cảnh của đối tượng.Các phép biến


aT

=

g2d.getTransform();
g2d.transform(...);
g2d.draw(...);
g2d.setTransform(aT);
Graphics2D cũng cung câp một phiên bản về drawimage mà trong đó đối tượng
AffineTransform
Được xem như một tham số . Điều này cho phép áp dụng một phép biến đổi cho
đối tượng ảnh khi nó được vẽ mà không cần chỉnh sửa đường ống cuả phép biến đổi.
Ảnh này được được vẽ như khi kết nối phép biến đôit này với phép biến đôit hiện tại
trong ngữ cảnh của Graphics2D
Các phép biến đổi quan hệ(Affine Transforms)
Java 2D API cung cấp một lớp biến đổi là AffineTransform. AffineTransforms
được sử dụng để biến đổi văn bản ,hình và các ảnh khi chúng được tạo bóng.
Cũng có thể ứng dụng các phép biến đổi cho đối tượng Font để tạo ra các dẫn xuất
font mới(new font derivations).
Một phép biến đổi đồng nhất (affine transformation) thực hiện một phép biến đổi tuyến
tính trên tập đồ hạo cơ bản. Nó luôn biến các đường thẳng thành các đường thẳng và
các đường thẳng song song thành các đường thẳng song song,tuy nhiên khoảng cách
giữa các điểm và các góc của các đường thẳng không song song có thể thay đổi.
Các phép biến đổi có thể kết hợp để tạo ra đường ống các phép biến đổi một cách
hiệu quả nhằm áp dụng cho một đối tượng nào đó. Sự kết hợp này xem như là sự móc
nối. Khi một phép biến đổi được kết nối với một phép biến đổi đang tồn tại như với
AffineTransform.concatenate, thì phép biến đổi cuối cùng được xác định là phép biến
đổi đầu tiên được áp dụng . Một phép biến đổi cũng có thể được móc nối trước với một
phép biến đổi đang tồn tại . Trong trường hợp này thì phép biến đổi cuối cùng sẽ được

Có hai interface tạo các kiểu kết hợp cơ bản trong Java 2D là : Composite và
CompositeContext.
Để xác định các kiểu kết hợp sẽ được sử dụng thì cần phải thêm vào một đối tượng
AlphaComposite cho ngữ cảnh của đối tượng Graphics2D bằng cách gọi phương
thức setComposite. AlphaComposite,và một triển khai(implementation) của interface
Composite , có hỗ trợ một số kiểu kết hợp khác nhau . Mỗi đối tượng của lớp này là
một luật kết hợp để mô tả sự pha trộn một màu mới với màu đang tồn tại..
Một trong những luật kết hợp trong lớp AlphaComposite là SRC_OVER, luật này chỉ
ra màu mới (màu nguồn) sẽ được pha trộn với màu đang tồn tại (màu đích ) như thế
nào.
2.2.7.1 Managing Transparency
Giá trị alpha của một màu là giá trị đo đọ trong suôt của màu đó ,nó chỉ ra (theo
phần trăm) bao nhiêu phần trăm màu trước khi tô được hiển thị ra khi các màu chồng
lên nhau. Các màu tối (co giá tri alpha=1.0) thì các màu tô đè lên chúng sẽ không được
hiển thị, trong khi đó các màu trong suốt (có giá trị alpha=0.0) cho phép các màu tô đè
lên nó được hiển thị.
Khi văn bản và hình được tạo bóng thì giá trị alpha sẽ bắt nguồn từ thuộc tính của
đối tượng Paint trong ngữ cảnh của đối tượng Graphics2D . Khi các hình và văn bản
được làm trơn thì giá trị alpha từ thuộc tính Paint (trong ngữ cảnh của Graphics2D)
được kết hợp với thông tin về các điểm ảnh bị che từ “rasterized path”. Các ảnh lưu
thông tin về giá trị alpha của chính nó .
Khi tạo một đối tượng AlphaComposite , có thể xác định được giá trị alpha được
thêm vào . Khi thêm đối tượng AlphaComposite này tới ngữ cảnh của Graphics2D
25