23.2 Grundlagen der Grafikausgabe

• 23.2 Grundlagen der Grafikausgabe
  • 23.2.1 Anlegen eines Fensters
  • 23.2.2 Die Methode paint
  • 23.2.3 Das grafische Koordinatensystem
  • 23.2.4 Schließen eines Fensters

23.2.1 Anlegen eines Fensters

Um die Grafikfähigkeiten von Java nutzen zu können, muß das Paket java.awt eingebunden werden. Dies geschieht zweckmäßigerweise mit Hilfe folgender Anweisung am Anfang der Klassendefinition:

import java.awt.*;

Danach stehen alle Klassen aus dem Paket java.awt zur Verfügung.

Zur Ausgabe von grafischen Elementen benötigt die Anwendung ein Fenster, auf das die Ausgabeoperationen angewendet werden können. Während bei der Programmierung eines Applets ein Standardfenster automatisch zur Verfügung gestellt wird, muß eine Applikation ihre Fenster selbst erzeugen. Da die Kommunikation mit einem Fenster über eine Reihe von Callback-Methoden abgewickelt wird, wird eine Fensterklasse in der Regel nicht einfach instanziert. Statt dessen ist es meist erforderlich, eine eigene Klasse aus einer der vorhandenen abzuleiten und die benötigten Interfaces zu implementieren.

Zum Ableiten einer eigenen Fensterklasse wird in der Regel entweder die Klasse Frame oder die Klasse Dialog verwendet, die beide aus Window abgeleitet sind. Da Dialog vorwiegend dafür verwendet wird, Dialogboxen zu erstellen, die über darin enthaltene Komponenten mit dem Anwender kommunizieren, wollen wir ihre Verwendung bis zum Kapitel 31 zurückstellen. Die wichtigste Klasse zur Ausgabe von Grafiken in Java-Applikationen ist also Frame.

Um ein einfaches Fenster zu erzeugen und auf dem Bildschirm anzuzeigen, muß ein neues Element der Klasse Frame erzeugt, auf die gewünschte Größe gebracht und durch Aufruf der Methode setVisible sichtbar gemacht werden:

001 /* Listing2301.java */ 002 003 import java.awt.*; 004 005 class Listing2301 006 { 007 public static void main(String[] args) 008 { 009 Frame wnd = new Frame("Einfaches Fenster"); 010 011 wnd.setSize(400,300); 012 wnd.setVisible(true); 013 } 014 }

Listing2301.java

Listing 23.1: Ein einfaches Fenster erzeugen

Das Ausführen dieses Programms führt dazu, daß ein Fenster mit dem Titel »Listing2301« erzeugt und in der Größe 400*300 Pixel auf dem Bildschirm angezeigt wird.

Da wir noch keinen Code für die Behandlung von GUI-Events eingebaut haben, bietet das Fenster lediglich das von Windows her bekannte Standardverhalten. Es läßt sich verschieben und in der Größe verändern und besitzt eine Titel- und Menüleiste, die mit einem Systemmenü ausgestattet ist. Anders als in anderen grafikorientierten Systemen gibt es noch keine Funktionalität zum Beenden des Fensters. Das Beispielprogramm kann daher nur durch einen harten Abbruch seitens des Benutzers (z.B. durch Drücken von [STRG]+[C] in der DOS-Box, aus der das Fenster gestartet wurde) beendet werden. Wir werden im nächsten Beispiel Programmcode zum ordnungsgemäßen Schließen des Fensters einfügen.

Hinweis

23.2.2 Die Methode paint

Die Ausgabe in ein Fenster erfolgt durch Überlagern der Methode paint, die immer dann aufgerufen wird, wenn das Fenster ganz oder teilweise neu gezeichnet werden muß. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn das Fenster zum ersten Mal angezeigt wird oder durch Benutzeraktionen ein Teil des Fensters sichtbar wird, der bisher verdeckt war. paint bekommt beim Aufruf eine Instanz der Klasse Graphics übergeben:

public void paint(Graphics g)

java.awt.Component

Graphics ist Javas Implementierung eines Device-Kontexts (auch Grafikkontext genannt) und stellt somit die Abstraktion eines universellen Ausgabegeräts für Grafik und Schrift dar. Die Klasse bietet Methoden zur Erzeugung von Linien-, Füll- und Textelementen. Darüber hinaus verwaltet Graphics die Zeichenfarbe, in der alle Ausgaben erfolgen, und einen Font, der zur Ausgabe von Schrift verwendet wird. Ein Device-Kontext kann daher als eine Art universelles Ausgabegerät angesehen werden, das elementare Funktionen zur Ausgabe von farbigen Grafik- und Schriftzeichen zur Verfügung stellt.

23.2.3 Das grafische Koordinatensystem

Die Ausgabe von Grafik basiert auf einem zweidimensionalen Koordinatensystem, dessen Ursprungspunkt (0,0) in der linken oberen Ecke liegt (siehe Abbildung 23.1). Positive x-Werte erstrecken sich nach rechts, positive y-Werte nach unten. Die Maßeinheit entspricht einem Bildschirmpixel und ist damit geräteabhängig.

In den meisten Fällen steht dem Programm nicht das gesamte Fenster zur Ausgabe zur Verfügung, sondern es gibt Randelemente wie Titelzeilen, Menüs oder Rahmen, die nicht überschrieben werden können. Mit der Methode getInsets kann die Größe dieser Randelemente ermittelt werden. Wir werden darauf in Kapitel 24 noch einmal zurückkommen.

Abbildung 23.1: Das Koordinatensystem von Java

23.2.4 Schließen eines Fensters

Ein einfaches Hauptfenster, wie es im vorigen Beispiel gezeigt wurde, besitzt keinerlei Funktionalität, um vom Anwender auf geordnete Weise geschlossen werden zu können. Alle entsprechenden Dialogelemente im Systemmenü sind ohne Funktion. Tatsächlich mußten wir das Programm durch Drücken von [STRG]+[C] abbrechen. Ohne zu tief in Details einzusteigen (diese werden in Kapitel 28 und Kapitel 29 nachgereicht) wollen wir an dieser Stelle beispielhaft einen geeigneten Mechanismus zum Schließen des Hauptfensters vorstellen.

Soll der Anwender ein Hauptfenster schließen können, muß ein WindowListener registriert werden. Dabei handelt es sich um ein Interface, dessen Methode windowClosing aufgerufen wird, wenn der Anwender über das System-Menü oder den Schließen-Button das Fenster schließen will. Das Programm wird in diesem Fall setVisible(false) aufrufen, um das Fenster zu schließen, und nötigenfalls System.exit anhängen, um zusätzlich das Programm zu beenden.

Da ein solcher WindowListener in praktisch jedem GUI-Programm benötigt wird, wollen wir eine Klasse WindowClosingAdapter vorstellen, die in allen folgenden Beispielen wiederverwendet werden kann:

001 /* WindowClosingAdapter.java */ 002 003 import java.awt.*; 004 import java.awt.event.*; 005 006 public class WindowClosingAdapter 007 extends WindowAdapter 008 { 009 private boolean exitSystem; 010 011 /** 012 * Erzeugt einen WindowClosingAdapter zum Schliessen 013 * des Fensters. Ist exitSystem true, wird das komplette 014 * Programm beendet. 015 */ 016 public WindowClosingAdapter(boolean exitSystem) 017 { 018 this.exitSystem = exitSystem; 019 } 020 021 /** 022 * Erzeugt einen WindowClosingAdapter zum Schliessen 023 * des Fensters. Das Programm wird nicht beendet. 024 */ 025 public WindowClosingAdapter() 026 { 027 this(true); 028 } 029 030 public void windowClosing(WindowEvent event) 031 { 032 event.getWindow().setVisible(false); 033 event.getWindow().dispose(); 034 if (exitSystem) { 035 System.exit(0); 036 } 037 } 038 }

WindowClosingAdapter.java

Listing 23.2: Die Klasse WindowClosingAdapter

Um den gewünschten Effekt zu erzielen, muß der Listener beim zu schließenden Fenster durch Aufruf von addWindowListener registriert werden. Dadurch wird beim Anklicken des Schließen-Buttons (bzw. beim Aufrufen des entsprechenden Systemmenüeintrags) die Methode windowClosing aufgerufen und das Fenster geschlossen. Falls true an den Konstruktor übergeben wurde, beendet der Listener das gesamte Programm.

Damit kann Listing 23.1 wie folgt verbessert werden:

001 /* Listing2303.java */ 002 003 import java.awt.*; 004 005 class Listing2303 006 { 007 public static void main(String[] args) 008 { 009 Frame wnd = new Frame("Fenster schließen"); 010 wnd.addWindowListener(new WindowClosingAdapter(true)); 011 wnd.setSize(400,300); 012 wnd.setVisible(true); 013 } 014 }

Listing2303.java

Listing 23.3: Das Schließen des Fensters ermöglichen