Java 2D基础概念与核心组件
Java 2D是Java平台提供的一套强大的2D图形API，位于java.awt和java.awt.image包中，支持高质量矢量图形、图像处理、文本渲染和复杂图形绘制，要掌握Java 2D，需先理解其核心组件：Graphics2D类、Shape接口、Color与Paint、Stroke以及变换机制，这些元素共同构成了灵活的绘图框架，适用于从简单图形到复杂可视化的各类场景。
Graphics2D：绘图的核心类
Graphics2D是所有2D绘图操作的中心接口，继承自Graphics类，提供了更丰富的绘图方法，通过重写组件的paintComponent方法，获取Graphics2D对象后，即可执行绘制操作。
public void paintComponent(Graphics g) {
super.paintComponent(g);
Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;
// 在此处进行绘图
}
Graphics2D支持多种绘制模式，包括填充（fill方法）和描边（draw方法），并可通过setRenderingHint优化渲染质量，如启用抗锯齿：
g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
Shape接口：定义图形轮廓
Shape接口是Java 2D中所有几何图形的基础，包括直线、矩形、圆形、多边形等，通过Shape子类（如Rectangle2D、Ellipse2D、Path2D）可以创建复杂图形，绘制一个带圆角的矩形：
Rectangle2D rect = new RoundRectangle2D.Double(10, 10, 100, 50, 20, 20); g2d.draw(rect);
Path2D类允许通过路径操作自定义图形，例如绘制多边形或曲线：
Path2D path = new Path2D.Double(); path.moveTo(50, 50); path.lineTo(100, 100); path.lineTo(50, 150); path.closePath(); g2d.fill(path);
颜色与填充：控制图形外观
Color类用于定义图形的颜色，而Paint接口提供了更灵活的填充方式，如渐变、纹理等，设置颜色可通过setColor方法：
g2d.setColor(Color.BLUE); g2d.fill(shape);
使用GradientPaint创建线性渐变：
GradientPaint gradient = new GradientPaint(0, 0, Color.RED, 100, 100, Color.YELLOW); g2d.setPaint(gradient); g2d.fill(shape);
TexturePaint允许使用图像作为填充纹理，需先加载图像并创建BufferedImage对象。
描边与样式：控制线条属性
Stroke接口定义了线条的样式，如宽度、虚线模式等，通过BasicStroke类可创建不同描边效果：
// 设置线条宽度为3，端点为圆角，连接为圆角 BasicStroke stroke = new BasicStroke(3f, BasicStroke.CAP_ROUND, BasicStroke.JOIN_ROUND); g2d.setStroke(stroke); g2d.draw(shape);
虚线模式可通过float[]数组定义：
float[] dashPattern = {10f, 5f};
BasicStroke dashedStroke = new BasicStroke(2f, BasicStroke.CAP_BUTT, BasicStroke.JOIN_MITER, 1f, dashPattern, 0f);
g2d.setStroke(dashedStroke);
变换操作：平移、旋转与缩放
Java 2D提供了强大的变换功能，通过AffineTransform类可实现图形的平移、旋转、缩放和剪切，将图形旋转45度并缩放1.5倍：
AffineTransform transform = new AffineTransform(); transform.translate(200, 200); // 平移至原点 transform.rotate(Math.toRadians(45)); // 旋转 transform.scale(1.5, 1.5); // 缩放 g2d.setTransform(transform); g2d.draw(shape);
变换操作会累积生效,因此需通过g2d.getTransform()保存原始状态，绘制后通过setTransform恢复，避免影响后续图形。
文本渲染：高质量文字输出
Graphics2D支持文本绘制，可通过setFont设置字体，drawString或fillString渲染文字。
Font font = new Font("Arial", Font.BOLD, 24);
g2d.setFont(font);
g2d.setColor(Color.BLACK);
g2d.drawString("Hello Java 2D", 50, 50);
文本渲染同样支持变换和样式控制,如沿路径排列文字或使用渐变色填充。
图像处理：加载与操作像素
Java 2D可直接操作BufferedImage对象，实现图像加载、缩放、滤镜等功能，加载并绘制图像：
try {
BufferedImage image = ImageIO.read(new File("example.png"));
g2d.drawImage(image, 50, 50, null);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
通过BufferedImage的getRGB和setRGB方法可逐像素处理图像，实现自定义滤镜效果。
实践案例：绘制自定义图表
结合上述知识,可绘制一个简单的柱状图。
- 定义数据与颜色数组；
- 遍历数据,计算柱状位置与高度；
- 使用
GradientPaint填充柱状； - 添加坐标轴与标签文本。
通过此类实践,能更直观地理解Java 2D各组件的协同工作方式。
Java 2D通过Graphics2D、Shape、Paint、Stroke等核心组件，提供了灵活且强大的2D绘图能力，从基础图形绘制到复杂图像处理，开发者可通过合理运用变换、样式和渲染技巧，实现高质量的可视化效果，掌握Java 2D不仅能提升图形编程能力，也为游戏开发、数据可视化等领域奠定了坚实基础。
