Graphics2D渲染(Rendering with Graphics2D)

Graphics2D渲染
Rendering with Graphics2D

Graphics2D从java.awt.Graphics中继承而来，对提供的图形、文本和图像提供更高级的处理控制。Java 2D的渲染过程就是通过Graphics2D对象以其状态属性来控制的。

当图形对象渲染时，像线条样式和坐标状态等Grahics2D状态属性就被应用到这些图形对象上。这些和Graphics2D相联系的状态属性的集合构成了Graphics2D上下文(Graphics2D Context)。为了渲染文本、图形、图像等，你需要先创建一个Graphics2D上下文，然后调用Graphics2D的渲染方法像draw或者fill等来渲染。

2.1 接口和类
Interfaces and Classes

下面列出了和Graphics2D上下文协同工作的相关的类和接口，其中包括代表状态属性的类。大部分的类被包含在java.awt包中。

Interface                                         Description

Composite                                定义了绘制的区域上新的颜色与原有颜色之混合方式。它现有唯一实现
                                                 类为AlphaComposite.
CompositeContext                    定义了被包含的优化的混合操作的环境。编程人员用它来实现通用的混合规
                                                 则。
Paint                                         继承于：接口Transparency
                                                 为draw或fill操作定义颜色。其实现类有Color、GradientPaint、
                                                 Texturepaint。
PaintContext                             为描绘（paint）操作定义被包含的优化的环境。编程人员使用它实现通用
                                                 的描绘操作。
Stroke                                       产生一个被渲染图形的轮廓图形（描边）。其实现类有BasicStroke.

Class                                                Description

AffineTransform(java.awt.geom) 表示一个2D仿射转换，完成由一个2D坐标向另一个2D坐标的线性转换。
AlphaComposite                          实现接口：Composite
                                                    为图形、文本和图像实现基本的alpha混合规则。
BasicStroke                                 实现接口：Stroke
                                                    为图形的轮廓定义画笔样式。
Color                                           实现接口：Paint
                                                    为图形定义一种纯色。
GradientPaint                               实现接口：Paint
                                                     为图形定义一种线性颜色渐变的填充模式。这种填充模式由P1点的C1色
                                                   渐变为P2点的C2色。
Graphics2D                                  继承于：Graphics
                                                     2d渲染的基础类，从java.awt.Graphics类继承而来。
TexturePaint                                 实现接口：Paint
                                                     为图形定义一种有质地（texture）的或图像的填充。 这种质地或图像是
                                                    从BufferedImage中产生的。

2.2渲染理念
Rendering Concepts
为能使用Java 2D API渲染一个图形，你需要先创建一个Graphics2D上下文并把图形对象传递到Graphics2D的渲染方法中。       

你能够以下面的方式修改构成Graphics2D上下文的状态属性：
(1) 改变描边（stroke）的宽度；
(2) 改变描边结合点处；　　　                                      
(3) 设置剪辑路径，把渲染限制在限定的区域内；
(4) 对图形对象进行移动、旋转、缩放和切变等渲染；
(5) 定义填充图形的颜色及模式；
(6) 指定应该参与组合的图形的数量。

Graphics2D为增强和改变状态属性，在图形上下文中定义了几种方法。大多方法产生一个能代表特定属性的对象，像Paint和Stroke对象等。

Graphics2D上下文保留了对这些属性对象的引用(references)：它们并不是这些对象的克隆。如果你想修改Graphics2D上下文中某个属性对象，你需要调用恰当的Set方法来改变这些上下文。在渲染期间改变一个属性可能会引起难以预料和不稳定的行为。

2.2.1渲染过程
Rendering Process
当图形对象被渲染时，它的几何、图形和属性信息将会被组合起来重新计算。这些显示器上的像素值肯定会发生改变。
图形的渲染过程可分为四步：
(1) 如果图形被描边。Stroke属性将在Graphics2D上下文中产生一个包含描边路径的新的图形对象；
(2) 图形的路径图标通过Graphics2D上下文从用户空间向设备空间坐标转变；
(3) 使用clip属性，图形的路径将被剪辑；
(4) 剩下的图形——如果存在的话，会被Graphics2D上下文中的Paint和Composite等属性填充。

文本渲染和图形渲染类似，因为文本是作为单独的字形进行渲染而每个字形又是一个Shape对象。它们唯一不同在于Java 2D API必须决定使用什么字体(Font)进行渲染，并在渲染之前获得该字体的合适的字形。

图像的处理就略有不同了，转换和剪辑操作只在图像的限定范围内进行。颜色信息来自于图像自身，当图像像素在当前渲染界面上混合时，它的alpha通道将和当前的Composite属性结合起来使用。

2.2.2 控制渲染质量
Controlling Rendering Quality
Java 2D API让你自己决定图像对象是尽量的渲染还是尽可能高质量的渲染。你的选择被指定为示意(hint)，通过Graphics2D上下方的RenderingHints属性来指定。但并不是所有平台都支持修改渲染模式，所以指定的渲染示意并不能保证会被运用。

RenderingHints类支持以下的渲染示意类型：
(1) Alpha interpolation --可以被设置为default、quality或者speed；
(2) Antialiasing --可设置为default、on或off；
(3) Color Rendering --可设置为default、quality或speed；
(4) Dithering --可设置为default、disable或enable；
(5) Fractional Metrics --可设置为default、on或off；
(6) Interpolation --可设置为nearest-neighbor、bilinear或bicubic；
(7) Rendering --可设置为default、quality或speed；
(8) Text antiliasing --可设置为default、on或off。

通过调用setRenderingHints，你可以设置或更改Graphics2D中的RenderingHints属性。如果示意设置为默认，那么系统将按该平台上的默认方式来渲染。