Java语言在Graphics类提供绘制各种基本的几何图形的基础上,扩展Graphics类提供一个Graphics2D类,它拥用更强大的二维图形处理能力,提供、坐标转换、颜色管理以及文字布局等更精确的控制。

一、绘图属性

Graphics2D定义了几种方法，用于添加或改变图形的状态属性。可以通过设定和修改状态属性，指定画笔宽度和画笔的连接方式；设定平移、旋转、缩放或修剪变换图形；以及设定填充图形的颜色和图案等。图形状态属性用特定的对象存储。

1. stroke属性

stroke属性控制线条的宽度、笔形样式、线段连接方式或短划线图案。该属性的设置需要先创建BasicStroke对象，再调用setStroke()方法来设置。创建BasicStroke对象的方法有：

BasicStroke(float w)：指定线条宽w。
BasicStroke(float w,int cap, int join)：

cap是端点样：CAP_BUTT(无修饰)，CAP_ROUND(半圆形末端)，CAP_SQUARE(方形末端，默认值)。

Join定义两线段交汇处的连接方式：JOIN_BEVEL(无修饰),JOIN_MTTER(尖形末端，默认值),JOIN_ROUND(圆形末端)。

2. paint属性

paint属性控制填充效果。先调用以下方法确定填充效果，理用setPaint()方法设置。

GradientPaint(float x1,float y1,Color c1,float x2,flaot y2,Color c2)：从(x1,y1)到(x2,y2)颜色从c1渐变到c2。其中：参数c1,c2决定这个渐变色是从颜色c1渐变到颜色c2。参数x1,y1,x2,y2决定了渐变的强弱，即要求从点(x1,y1)出发到达点(x2,y2)，颜色从c1变成c2。
GradientPaint(float x1,float y1,Color c1,float x2,float y2,Color c2,Boolean cyclic)：如果希望渐变到终点又是起点的颜色，应将cyclic设置为true。

3. transform属性

transform 属性用来实现常用的图形平移、缩放和斜切等变换操作。首先创建AffineTransform对象，然后调用setTransform()方法设置transform属性。最后，用具有指定属性的Graphics2D对象绘制图形。创建AffineTransform对象的方法有：

getRotateinstrance(double theta)：旋转theta弧度。
getRotateInstance(double theta,dioble x,double y)：绕旋转中心(x,y)旋转。
getScaleInstance(double sx,double sy)：x和y 方向分别按sx,sy比例变换。
getTranslateInstance(double tx,double ty)：平移变换。
getShearInstance(double shx,double shy)：斜切变换，shx和shy指定斜拉度。

也可以先创建一个没有transform属性的AffineTransform对象，然后用以下方法指定图形平移、旋转、缩放变换属性。

transelate(double dx,double dy)：将图形在x轴方向平移dx像素。
scale(double sx,double sy)：图形在x轴方向缩放sx倍，纵向缩放sy倍。
rotate(double arc,double x, double y)：图形以点(x,y)为轴点，旋转arc弧度。

例如，创建AffineTransform对象：

AffineTransform trans = new AffineTransform();

为AffineTransform对象指定绕点旋转变换属性：

Trans.rotate(50.0*3.1415927/180.0,90,80);

接着为Graphics2D 的对象g2d设置具有上述旋转变换功能的“画笔”：

Graphics2D g2d = (Graphics2D)g;g2d.setTranstorm(trans);

最后，以图形对象为参数调用具有变换功能的Graphics2D 对象的draw()方法。例如，设已有一个二次曲线对象curve，以下代码实现用上述旋转功能的g2d对象绘制这条二次曲线：

g2d.draw(curve);

4. clip属性

clip属性用于实现剪裁效果。设置剪裁属性可调用setClip()方法确定剪裁区的Shape。连续多个setClip()得到它们交集的剪裁区。

##5. composit属性

composit属性设置图形重叠区域的效果。先用方法AlphaComposite.getInstance(int rule, float alpha)得到AlphaComposite对象，再通过setComposite()方法设置混合效果。Alpha值的范围为0.0f(完全透明)-0.1f(完全不透明)。

二、Graphics2D类绘图

Graphics2D类仍然保留Graphics类的绘图方法，同时增加了许多新方法。新方法将几何图形(线段、圆等)作为一个对象来绘制。在java.awt.geom包中声明的一系列类，分别用于创建各种身体图形对象。主要有：
Line2D线段类，RoundRectangle2D圆角矩形类，Ellipse2D椭圆类，Arc2D圆弧类，QuadCurve2D二次曲线类，CubicCurve2D三次曲线类。

要用Graphics2D类的新方法画一个图形。先在重画方法paintComponent()或paint()中，把参数对象g强制转换成Graphics2D对象；然后，用上述图形类提供的静态方法Double()创建该图形的对象；最后，以图形对象为参数调用Graphics2D对象的draw()方法绘制这个图形。例如以下代码用Graphics2D的新方法绘制线段和圆角矩形：

package icu.xslblog;

import org.junit.Test;

import javax.imageio.IIOImage;
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.imageio.ImageWriteParam;
import javax.imageio.ImageWriter;
import javax.imageio.stream.ImageOutputStream;
import java.awt.*;
import java.awt.geom.*;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.Iterator;

/**
 * @ClassName TestGraphics2D
 * @Description: TODO
 * @Author xsl
 * @Date 2020/11/2 14:26
 */
public class Graphics2DTest {
    
    

    @Test
    public void test1() throws IOException {
    
    

        // 获取源图片输入流
        FileInputStream imgFileStream = new FileInputStream("E:\\1.png");
        // 用imageIO读取图片
        Image image = ImageIO.read(imgFileStream);
        // 利用BufferedImage，将图片加载到内存中
        int height = image.getHeight(null);
        int width = image.getWidth(null);
        BufferedImage bufImg = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        // 获取图像对象，来对图片进行处理
        Graphics2D g = bufImg.createGraphics();
        //抗锯齿
        RenderingHints rh = new RenderingHints(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
        rh.put(RenderingHints.KEY_COLOR_RENDERING, RenderingHints.VALUE_COLOR_RENDER_QUALITY);
        rh.put(RenderingHints.KEY_TEXT_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_TEXT_ANTIALIAS_LCD_HRGB);
        g.setRenderingHints(rh);

        // 画一条线
        g.drawImage(image, 0, 0, width, height, null);
        Stroke s = new BasicStroke(10, BasicStroke.CAP_ROUND, BasicStroke.JOIN_MITER);
        g.setStroke(s);
		//新方法
        Line2D line = new Line2D.Double(30.0,30.0,340.0,30.0);
        g.draw(line);
		//旧方法
		//g.drawLine(30,50,300,300);
		//g.drawLine(300,300,120,0);
		//g.drawLine(120,0,30,50);
        // 为了保证原质量输出，用ImageWriter输出图片
        Iterator writers = ImageIO.getImageWritersByFormatName("png");
        ImageWriter writer = (ImageWriter) writers.next();
        // 指定输出路径
        File f = new File("E:\\test\\out.png");
        ImageOutputStream outStream = ImageIO.createImageOutputStream(f);
        // 修改ImageWriteParam，原质量输出图片
        ImageWriteParam imageWriteParam = writer.getDefaultWriteParam();
        // 将BufferedImage转换为IIOImage,进而输出图片
        IIOImage iioImage = new IIOImage(bufImg, null, null);
        // 输出
        writer.setOutput(outStream);
        writer.write(null,iioImage,imageWriteParam);
    }
}

也可以先用java.awt.geom包提供的Shape对象，并用单精度Float坐标或双精度Double坐标创建Shape对象，然后再用draw()方法绘制。例如，以下代码先创建圆弧对象，然后绘制圆弧：

Shape arc = new Arc2D.Float(30,30,150,150,40,100,Arc2D.OPEN);
g2d.draw(arc)//绘制前面创建的图形对象arc

三、Graphics2D的几何图形类

1.线段

//声明并创建线段对象起点是(2，3)，终点是(200，300)
Line2D line = new Line2D.Double(2,3,200,300);

2.矩形

//声明并创建矩形对象，矩形的左上角是(20，30)，宽是300，高是40
  Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(20,30,80,40);

3.圆角矩形

//左上角是(20，30)，宽是130，高是100，圆角的长轴是18，短轴是15。
RoundRectangle2D rectRound = new RoundRectangle2D.Double(20,30,130,100,18,15);

4.椭圆

//左上角 (20，30)，宽是100，高是50
Ellipse2D ellipse = new Ellipse2D.Double(20,30,100,50);

5.弧线

Arc2D arc1 = new Arc2D.Double(8,30,85,60,5,90,Arc2D.OPEN);
//外接矩形的左上角(10，30)，宽85，高60，起始角是5度，终止角是90度
Arc2D arc2 = new Arc2D.Double(20,65,90,70,0,180,Arc2D.CHORD);
Arc2D arc3 = new Arc2D.Double(40,110,50,90,0,270,Arc2D.PIE);

参数Arc2D.OPEN、Arc2D.CHORD、Arc2D.PIE分别表示圆弧是开弧、弓弧和饼弧。

6.二次曲线

二次曲线用二阶多项式表示：

y(x)=ax2+bx+c

一条二次曲线需要三个点确定：始点、控制点和终点。

QuadCurve2D curve1 = new QuadCurver2D.Double(20,10,90,65,55,115);
QuadCurve2D curve2 = new QuadCurver2D.Double(20,10,15,63,55,115);
QuadCurve2D curve3 = new QuadCurver2D.Double(20,10,54,64,55,115);

方法Double()中的6个参数分别是二次曲线的始点、控制点和终点。以上3条二次曲线的开始点和终点分别相同。

7.三次曲线

三次曲线用三阶多项式表示：

y(x)=ax3+bx2+cx+d

一条三次曲线需要四个点确定：始点、两个控制点和终点。

  CubicCurve2D curve1 = new CubicCurve2D.Double(12,30,50,75,15,15,115,93);
  CubicCurve2D curve2 = new CubicCurve2D.Double(12,30,15,70,20,25,35,94);
  CubicCurve2D curve3 = new CubicCurve2D.Double(12,30,50,75,20,95,95,95);

方法Double()中的8个参数分别是三次曲线的始点、两个控制点和终点。

一般的方程曲线的绘制过程用一个循环控制。通过循环产生自变量的值，按照方程计算出函数值，再作必要的坐标转换：原点定位的平移变换，图像缩小或放大的缩放变换，得到曲线的图像点，并绘制这个点。以绘制以下曲线方程为例：

y(x)=sin(x)+cos(x),

绘制的部分代码可以写成如下：

double x0,y0,x1,y1,x2,y2,scale;
x0=100;y0=80;
scale =20.0;
for(x1=-3.1415926d;x1<=2*3.1415926d;x1+=0.01d){
    
    
	y1=Math.sin(x1)+Math.cos(x1);
	//(x2,y2)是图像点
	x2=x0+x1*scale;y2=y0+y1*scale;
	//画一个圆点作为图像点
    g.fillOval((int)x2,(int)y2,1,1);
}

四、实际应用场景

由于业务需要需在背景图上

动态写上研报标题和作者并达到自动换行
将微信小程序二维码合成在背景图上

效果如下图

在这里插入图片描述

代码如下为方便将此编写成工具类:

import java.awt.Color;
import java.awt.Font;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.RenderingHints;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.InputStream;
 
import javax.imageio.ImageIO;
 
 
/**
* <p>Title: CompositePicture</p>
* <p>Description: 图片合并</p>
*/
public class CompositePicture {
    
    
	
	/**
	 * 
	 * @param path  加载背景图片的地址
	 * @param documentId  我的研报的标识 用于合成新图的名称        这个大家可根据自己的需要是否传参都可
	 * @param inputStream  微信小程序二维码的 输入流  不知如何生成微信小程序的可以  上微信开发者api上看  或者网上找资源即可
	 * @param title 研报标题   就是要在背景图上展示的文字   大家根据自己的需求可替换成用户名或者别的 
	 * @param authorNameAndDate 研报作者  也是要在背景图上展示的文字  大家根据自己的需求可替换成用户名或者别的 
	 * @param fontSize 字体的大小
	 * @return
	 */
	public static String compositePicture(String path,Long documentId,InputStream inputStream, String title, String authorNameAndDate, int fontSize) {
    
    
		String originalFilename = documentId+".png";
		try {
    
    
			// 加载背景图片
			BufferedImage imageLocal = ImageIO.read(new File(path + "share_background.png"));
			int srcImgWidth = imageLocal.getWidth(null);
			int srcImgHeight = imageLocal.getHeight(null);
			
			// 加载微信小程序二维码并转换为BufferedImage
			BufferedImage imageCode = ImageIO.read(inputStream);
			// 以背景图片为模板
			Graphics2D g = imageLocal.createGraphics();
			// 消除文字锯齿
			g.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_TEXT_ANTIALIASING,RenderingHints.VALUE_TEXT_ANTIALIAS_ON);
			// 在模板上添加用户二维码(地址,左边距,上边距,图片宽度,图片高度,未知)
			g.drawImage(imageCode, 367, imageLocal.getHeight() - 170, 150, 150, null);
			Font font1 = new Font("微软雅黑", Font.BOLD, fontSize);// 添加字体的属性设置
			g.setFont(font1);
			Color color1 = new Color(100,0,0);
			g.setColor(color1);
			
			String waterMarkContent = title;
			// 截取研报标题 如: 科技：MWC：5G和边缘计算设备设计生产思路更加明确      展示为   科技：
			g.drawString(waterMarkContent.substring(0,waterMarkContent.indexOf("：")+1),20,200);
			// 截取研报标题 如: 科技：MWC：5G和边缘计算设备设计生产思路更加明确      展示为   MWC：5G和边缘计算设备设计生产思路更加明确
			waterMarkContent=waterMarkContent.substring(waterMarkContent.indexOf("：")+1);
			// 获取水印文字总长度
			int fontlen = getWatermarkLength(waterMarkContent, g);
			int line = fontlen / srcImgWidth;// 文字长度相对于图片宽度应该有多少行
 
			// 文字叠加,自动换行叠加
			int tempX = 20;
			int tempY = 260;
			int tempCharLen = 0;// 单字符长度
			int tempLineLen = 0;// 单行字符总长度临时计算
			System.out.println("水印文字总长度:" + fontlen + ",图片宽度:" + srcImgWidth + ",图片高度:" + srcImgHeight+ ",字符个数:" + waterMarkContent.length()+ ",文字行数:" + line+",x初始坐标:" + tempX+",y初始坐标:" + tempY);
			StringBuffer sb = new StringBuffer();
			for (int i = 0; i < waterMarkContent.length(); i++) {
    
    
				char tempChar = waterMarkContent.charAt(i);
				tempCharLen = getCharLen(tempChar, g);//获取标题长度
 
				if ((tempLineLen) >= srcImgWidth) {
    
    
					g.drawString(sb.toString(), tempX, tempY);// 长度已经满一行,进行文字叠加
					
					sb.delete(0, sb.length());// 清空内容,重新追加
					
					tempY += fontSize+10;// 长度已经满一行,Y的位置加10字符高度
 
					tempLineLen =0;
				}
				sb.append(tempChar);// 追加字符
				tempLineLen += tempCharLen;
			}
			g.drawString(sb.toString(), tempX, tempY);// 最后叠加余下的文字
			Font font2 = new Font("微软雅黑", Font.PLAIN, 23);// 添加字体的属性设置
			g.setFont(font2);
			Color color2 = new Color(255,255,255);
			g.setColor(color2);
			g.drawString(authorNameAndDate,20, imageLocal.getHeight() - 220);
			g.dispose();
			
			// 完成模板修改
			g.dispose();
			// 判断新文件的地址路径是否存在，如果不存在就创建一个
			File outputfile = new File(path+originalFilename);
			if (!outputfile.getParentFile().exists()) {
    
    
				outputfile.getParentFile().mkdirs();
			}
			// 生成新的合成过的用户二维码并写入新图片
			ImageIO.write(imageLocal, "png", outputfile);
		} catch (Exception e) {
    
    
			e.printStackTrace();
		}
		return originalFilename;
	}
	
	/**
	 * 
	 * @param c 需要写在背景图上的字符串
	 * @param g Graphics2D java 合成图片 写字的处理对象
	 * @return
	 */
	public static int getCharLen(char c, Graphics2D g) {
    
    
		return g.getFontMetrics(g.getFont()).charWidth(c)+3;
	}
 
	/**
	 * 获取水印文字总长度
	 * 
	 * @paramwaterMarkContent水印的文字
	 * @paramg
	 * @return水印文字总长度
	 */
	public static int getWatermarkLength(String waterMarkContent, Graphics2D g) {
    
    
		return g.getFontMetrics(g.getFont()).charsWidth(waterMarkContent.toCharArray(), 0, waterMarkContent.length());
	}
 
}

Graphics2D类基本使用