原文： https://zetcode.com/gfx/java2d/composition/

在 Java 2D 编程教程的这一部分中，我们定义了合成操作。

合成是将来自不同来源的视觉元素组合成单个图像。 它们被用来创建一种幻觉，即所有这些元素都是同一场景的一部分。 合成在电影行业中被广泛使用来创造人群，否则将是昂贵或不可能创造的整个新世界。 （wikipedia.org）

工作方式

有几种合成操作。 我们在下一个代码示例中展示其中的一些。 AlphaComposite类实现基本的 alpha 合成规则，用于组合源色和目标色，以实现图形和图像的混合和透明效果。

假设我们要在面板上绘制两个对象。 绘制的第一个对象称为目标，第二个称为源。 AlphaComposite类确定如何将这两个对象混合在一起。 如果我们有AlphaComposite.SRC_OVER规则，则将在两个对象重叠的位置绘制源对象的像素。

CompositionEx.java

  1. package com.zetcode;
  3. import java.awt.AlphaComposite;
  4. import java.awt.Color;
  5. import java.awt.EventQueue;
  6. import java.awt.Graphics;
  7. import java.awt.Graphics2D;
  8. import java.awt.image.BufferedImage;
  9. import javax.swing.JFrame;
  10. import javax.swing.JPanel;
  12. class Surface extends JPanel {
  14.     private final int rules[] = {
  15.         AlphaComposite.DST,
  16.         AlphaComposite.DST_ATOP,
  17.         AlphaComposite.DST_OUT,
  18.         AlphaComposite.SRC,
  19.         AlphaComposite.SRC_ATOP,
  20.         AlphaComposite.SRC_OUT
  21.     };    
  23.     private void doDrawing(Graphics g) {
  25.         Graphics2D g2d = (Graphics2D) g.create();
  27.         for (int x = 20, y = 20, i = 0; i < rules.length; x += 60, i++) {
  29.             AlphaComposite ac = AlphaComposite.getInstance(rules[i], 0.8f);
  31.             BufferedImage buffImg = new BufferedImage(60, 60,
  32.                     BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
  33.             Graphics2D gbi = buffImg.createGraphics();
  35.             gbi.setPaint(Color.blue);
  36.             gbi.fillRect(0, 0, 40, 40);
  37.             gbi.setComposite(ac);
  39.             gbi.setPaint(Color.green);
  40.             gbi.fillRect(5, 5, 40, 40);
  42.             g2d.drawImage(buffImg, x, y, null);
  43.             gbi.dispose();
  44.         }
  46.         g2d.dispose();
  47.     }
  49.     @Override
  50.     public void paintComponent(Graphics g) {
  52.         super.paintComponent(g);
  53.         doDrawing(g);
  54.     }
  55. }
  57. public class CompositionEx extends JFrame {
  59.     public CompositionEx() {
  61.         add(new Surface());
  63.         setTitle("Composition");
  64.         setSize(400, 120);
  65.         setLocationRelativeTo(null);
  66.         setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
  67.     }
  69.     public static void main(String[] args) {
  71.         EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
  72.             @Override
  73.             public void run() {
  75.                 CompositionEx ex = new CompositionEx();
  76.                 ex.setVisible(true);
  77.             }
  78.         });
  79.     }
  80. }

我们绘制两个矩形，并将它们与六个不同的合成操作合并。

  1. private final int rules[] = {
  2.     AlphaComposite.DST,
  3.     AlphaComposite.DST_ATOP,
  4.     AlphaComposite.DST_OUT,
  5.     AlphaComposite.SRC,
  6.     AlphaComposite.SRC_ATOP,
  7.     AlphaComposite.SRC_OUT
  8. };

在这里，我们有六个不同的合成规则。

  1. AlphaComposite ac = AlphaComposite.getInstance(rules[i], 0.8f);

在这里，我们得到AlphaComposite类。

  1. BufferedImage buffImg = new BufferedImage(60, 60,
  2.         BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);

我们使用缓冲图像执行合成操作。

  1. Graphics2D gbi = buffImg.createGraphics();

使用createGraphics()方法从缓冲的图像创建Graphics2D对象。

  1. gbi.setComposite(ac);

setComposite()方法为Graphics2D上下文设置组合。

  1. g2d.drawImage(buffImg, x, y, null);

使用drawImage()方法在面板上绘制缓冲图像。

  1. gbi.dispose();

必须处理创建的图形对象。

合成 - 图1

图：组合

太阳和云

在下一个示例中，我们显示太阳来自云层后面。 我们将在此动画中使用合成技术。

SunAndCloudEx.java

  1. package com.zetcode;
  3. import java.awt.AlphaComposite;
  4. import java.awt.EventQueue;
  5. import java.awt.Graphics;
  6. import java.awt.Graphics2D;
  7. import java.awt.Image;
  8. import java.awt.event.ActionEvent;
  9. import java.awt.event.ActionListener;
  10. import java.awt.image.BufferedImage;
  11. import javax.swing.ImageIcon;
  12. import javax.swing.JFrame;
  13. import javax.swing.JPanel;
  14. import javax.swing.Timer;
  16. class Surface extends JPanel implements ActionListener {
  18.     private Image sun;
  19.     private Image cloud;
  20.     private Timer timer;
  21.     private float alpha = 1f;
  23.     private final int DELAY = 600;
  25.     public Surface() {
  27.         loadImages();
  28.         initTimer();
  29.     }
  31.     private void loadImages() {
  33.         sun = new ImageIcon("sun.png").getImage();
  34.         cloud = new ImageIcon("cloud.png").getImage();
  35.     }
  37.     private void initTimer() {
  39.         timer = new Timer(DELAY, this);
  40.         timer.start();
  41.     }
  43.     private void doDrawing(Graphics g) {
  45.         Graphics2D g2d = (Graphics2D) g.create();
  47.         BufferedImage buffImg = new BufferedImage(220, 140,
  48.                 BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
  49.         Graphics2D gbi = buffImg.createGraphics();
  51.         AlphaComposite ac = AlphaComposite.getInstance(
  52.                 AlphaComposite.SRC_OVER, alpha);
  54.         gbi.drawImage(sun, 40, 30, null);
  55.         gbi.setComposite(ac);
  56.         gbi.drawImage(cloud, 0, 0, null);
  58.         g2d.drawImage(buffImg, 20, 20, null);
  60.         gbi.dispose();
  61.         g2d.dispose();
  62.     }
  64.     @Override
  65.     public void paintComponent(Graphics g) {
  67.         super.paintComponent(g);
  68.         doDrawing(g);
  69.     }
  71.     private void step() {
  73.         alpha -= 0.1;
  75.         if (alpha <= 0) {
  77.             alpha = 0;
  78.             timer.stop();
  79.         }
  80.     }
  82.     @Override
  83.     public void actionPerformed(ActionEvent e) {
  85.         step();
  86.         repaint();
  87.     }
  88. }
  90. public class SunAndCloudEx extends JFrame {
  92.     public SunAndCloudEx() {
  94.         initUI();
  95.     }
  97.     private void initUI() {
  99.         add(new Surface());
  101.         setTitle("Sun and cloud");
  102.         setSize(300, 210);
  103.         setLocationRelativeTo(null);
  104.         setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
  105.     }
  107.     public static void main(String[] args) {
  109.         EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
  110.             @Override
  111.             public void run() {
  113.                 SunAndCloudEx ex = new SunAndCloudEx();
  114.                 ex.setVisible(true);
  115.             }
  116.         });
  117.     }
  118. }

太阳来自云层背后。 云终于消失了。

  1. private void loadImages() {
  3.     sun = new ImageIcon("sun.png").getImage();
  4.     cloud = new ImageIcon("cloud.png").getImage();
  5. }

我们从磁盘加载两个映像。

  1. private void initTimer() {
  3.     timer = new Timer(DELAY, this);
  4.     timer.start();
  5. }

在initTimer()方法内部，计时器被激活。

  1. AlphaComposite ac = AlphaComposite.getInstance(
  2.         AlphaComposite.SRC_OVER, alpha);

我们使用AlphaComposite.SRC_OVER规则-源与目标混合并覆盖空白像素。

  1. gbi.drawImage(sun, 40, 30, null);
  2. gbi.setComposite(ac);
  3. gbi.drawImage(cloud, 0, 0, null);
  5. g2d.drawImage(buffImg, 20, 20, null);

图像被渲染到BufferedImage中，随后被复制到屏幕上。 setComposite()指定在渲染过程中如何将新像素与图形设备上的现有像素合并。

合成 - 图2

图：太阳和云

聚光灯

聚光灯是只照亮很小区域的强光束，特别用于将注意力集中在舞台表演者身上。

SpotlightEx.java

  1. package com.zetcode;
  3. import java.awt.AlphaComposite;
  4. import java.awt.Color;
  5. import java.awt.EventQueue;
  6. import java.awt.Graphics;
  7. import java.awt.Graphics2D;
  8. import java.awt.Image;
  9. import java.awt.event.MouseAdapter;
  10. import java.awt.event.MouseEvent;
  11. import java.awt.image.BufferedImage;
  12. import javax.swing.ImageIcon;
  13. import javax.swing.JFrame;
  14. import javax.swing.JPanel;
  16. class Surface extends JPanel {
  18.     private final int RADIUS = 50;
  19.     private Image image;
  20.     private int iw;
  21.     private int ih;
  22.     private int x;
  23.     private int y;
  24.     private boolean mouseIn;
  26.     public Surface() {
  28.         initUI();
  29.     }
  31.     private void initUI() {
  33.         loadImage();
  35.         iw = image.getWidth(null);
  36.         ih = image.getHeight(null);
  38.         addMouseMotionListener(new MyMouseAdapter());
  39.         addMouseListener(new MyMouseAdapter());
  40.     }
  42.     private void loadImage() {
  44.         image = new ImageIcon("penguin.png").getImage();
  45.     }
  47.     @Override
  48.     protected void paintComponent(Graphics g) {
  50.         super.paintComponent(g);
  51.         doDrawing(g);
  52.     }
  54.     private void doDrawing(Graphics g) {
  56.         Graphics2D g2d = (Graphics2D) g.create();
  58.         int midX = (getWidth() - iw) / 2;
  59.         int midY = (getHeight() - ih) / 2;
  61.         BufferedImage bi = new BufferedImage(getWidth(),
  62.                 getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
  63.         Graphics2D bigr = bi.createGraphics();
  65.         if (mouseIn) {
  66.             bigr.setPaint(Color.white);
  67.             bigr.fillOval(x - RADIUS, y - RADIUS, RADIUS * 2,
  68.                     RADIUS * 2);
  69.             bigr.setComposite(AlphaComposite.SrcAtop);
  70.             bigr.drawImage(image, midX, midY, iw, ih, this);
  71.         }
  73.         bigr.setComposite(AlphaComposite.SrcOver.derive(0.1f));
  74.         bigr.drawImage(image, midX, midY, iw, ih, this);
  75.         bigr.dispose();
  77.         g2d.drawImage(bi, 0, 0, getWidth(), getHeight(), this);
  79.         g2d.dispose();
  80.     }
  82.     private class MyMouseAdapter extends MouseAdapter {
  84.         @Override
  85.         public void mouseExited(MouseEvent e) {
  86.             mouseIn = false;
  87.             repaint();
  88.         }
  90.         @Override
  91.         public void mouseEntered(MouseEvent e) {
  92.             mouseIn = true;
  93.         }
  95.         @Override
  96.         public void mouseMoved(MouseEvent e) {
  98.             x = e.getX();
  99.             y = e.getY();
  101.             repaint();
  102.         }
  103.     }
  104. }
  106. public class SpotlightEx extends JFrame {
  108.     public SpotlightEx() {
  110.         initUI();
  111.     }
  113.     private void initUI() {
  115.         add(new Surface());
  117.         setSize(350, 300);
  118.         setTitle("Spotlight");
  119.         setLocationRelativeTo(null);
  120.         setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
  121.     }
  123.     public static void main(String[] args) {
  125.         EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
  127.             @Override
  128.             public void run() {
  129.                 SpotlightEx ex = new SpotlightEx();
  130.                 ex.setVisible(true);
  131.             }
  132.         });
  133.     }
  134. }

使用构图规则和 Alpha 透明度值创建聚光灯效果。 还必须注意，我们的图像具有透明背景。

  1. BufferedImage bi = new BufferedImage(getWidth(),
  2.         getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);

创建了BufferedImage。 它的大小等于面板的大小。 我们的 PNG 文件具有透明背景； 因此，我们使用BufferedImage.TYPE_INT_ARGB图像类型。

  1. if (mouseIn) {
  2.     bigr.fillOval(x - RADIUS, y - RADIUS, RADIUS * 2,
  3.             RADIUS * 2);
  4.     bigr.setComposite(AlphaComposite.SrcAtop);
  5.     bigr.drawImage(image, midX, midY, iw, ih, this);
  6. }

如果鼠标在面板区域中，则AlphaComposite.SrcAtop规则用于在鼠标指针周围绘制一个完全不透明的圆圈。

  1. bigr.setComposite(AlphaComposite.SrcOver.derive(0.1f));
  2. bigr.drawImage(image, midX, midY, iw, ih, this);

这两行描绘了图像的其余部分。 AlphaComposite.SrcOver规则用于创建高度透明的图像，并将其与背景混合。

  1. g2d.drawImage(bi, 0, 0, getWidth(), getHeight(), this);

在最后一步中，缓冲的图像将在面板的整个区域上绘制。

合成 - 图3

图：聚光灯

在 Java 2D 教程的这一部分中，我们讨论了图像合成。