JavaFX绘图基础：从形状到场景的构建
JavaFX作为现代Java GUI工具包，提供了强大的绘图功能，允许开发者创建丰富的2D和3D图形，无论是简单的几何形状还是复杂的自定义图形，JavaFX都能通过其丰富的API和灵活的架构实现，本文将详细介绍JavaFX绘图的核心概念、常用方法及实践技巧，帮助开发者快速掌握绘图技能。
绘图环境：Canvas与GraphicsContext
JavaFX绘图的核心是Canvas类和GraphicsContext类。Canvas是一个可绘制的区域，类似于画布，而GraphicsContext则是提供绘图操作的上下文对象，开发者首先需要创建一个Canvas实例，然后通过其getGraphicsContext2D()方法获取GraphicsContext，进而调用各种绘图方法。
Canvas canvas = new Canvas(800, 600); // 创建800x600的画布 GraphicsContext gc = canvas.getGraphicsContext2D(); // 获取2D绘图上下文
GraphicsContext提供了丰富的绘图方法，如绘制线条、矩形、圆形、文本等，并支持设置颜色、线宽、填充样式等属性。
基本图形绘制
JavaFX支持多种基本图形的绘制，包括直线、矩形、圆形、椭圆、多边形等，每种图形都有对应的绘制方法，
- 直线：
gc.strokeLine(x1, y1, x2, y2) - 矩形：
gc.strokeRect(x, y, width, height)（描边）或gc.fillRect(x, y, width, height)（填充） - 圆形：
gc.strokeOval(x, y, width, height)或gc.fillOval(x, y, width, height) - 圆弧：
gc.strokeArc(x, y, width, height, startAngle, arcLength, ArcType.OPEN)
绘制一个填充的红色矩形：
gc.setFill(Color.RED); gc.fillRect(50, 50, 200, 100);
图形样式与变换
JavaFX允许开发者自定义图形的样式，包括颜色、线宽、线条样式等。GraphicsContext提供了setFill()、setStroke()、setLineWidth()等方法来调整这些属性，还可以通过setLineDash()设置虚线样式。
图形变换是绘图的进阶功能，包括平移、旋转、缩放等。GraphicsContext提供了translate()、rotate()、scale()等方法，
gc.translate(100, 100); // 将原点平移到(100,100) gc.rotate(45); // 旋转45度 gc.fillRect(0, 0, 100, 50); // 在变换后的坐标系中绘制
路径绘制：复杂图形的构建
对于复杂图形，JavaFX提供了Path类和PathElement类。Path由多个PathElement组成，如MoveTo（移动起点）、LineTo（画直线）、QuadCurveTo（二次曲线）、CubicCurveTo（三次曲线）等，绘制一个心形路径：
Path path = new Path();
path.getElements().addAll(
new MoveTo(100, 100),
new CubicCurveTo(100, 50, 50, 50, 50, 100),
new CubicCurveTo(50, 150, 100, 200, 100, 250),
new CubicCurveTo(100, 200, 150, 150, 150, 100),
new CubicCurveTo(150, 50, 100, 50, 100, 100)
);
gc.strokePath(path, new StrokeLineJoin(StrokeLineJoin.ROUND));
文本与图像绘制
JavaFX不仅支持图形绘制，还可以在画布上添加文本和图像，文本绘制通过gc.fillText(text, x, y)或gc.strokeText(text, x, y)实现，并支持设置字体、大小等属性，图像绘制则通过gc.drawImage(image, x, y, width, height)实现，其中image是javafx.scene.image.Image实例。
gc.setFont(Font.font(20));
gc.fillText("Hello JavaFX", 200, 200);
Image image = new Image("file:example.png");
gc.drawImage(image, 300, 300, 150, 150);
动画与交互
JavaFX的绘图功能与动画和交互紧密结合，通过Timeline和KeyFrame，可以实现图形的动态变化，让一个矩形逐渐移动：
Timeline timeline = new Timeline(
new KeyFrame(Duration.ZERO, new KeyValue(rect.xProperty(), 0)),
new KeyFrame(Duration.seconds(2), new KeyValue(rect.xProperty(), 300))
);
timeline.play();
Canvas支持鼠标事件，如setOnMousePressed()、setOnMouseDragged()等，可以实现绘图交互功能，如手绘图形。
高级绘图技巧
在实际开发中，可能需要更高级的绘图技巧，如渐变填充、图案填充、裁剪区域等，JavaFX提供了LinearGradient、RadialGradient等类实现渐变效果，通过gc.setFill()设置填充样式，裁剪区域则通过gc.beginPath()和gc.clip()实现。
LinearGradient gradient = new LinearGradient(0, 0, 1, 1, true, CycleMethod.NO_CYCLE,
new Stop(0, Color.BLUE), new Stop(1, Color.GREEN));
gc.setFill(gradient);
gc.fillRect(0, 0, 400, 300);
性能优化与最佳实践
在绘制复杂图形时，性能优化至关重要，建议避免频繁创建Canvas或GraphicsContext对象，尽量复用资源，对于静态图形，可以预先绘制到Image中，再通过drawImage()显示，合理使用BufferedImage和CacheHint可以显著提升性能。
JavaFX绘图功能强大且灵活，通过Canvas和GraphicsContext，开发者可以轻松实现从简单图形到复杂场景的绘制，掌握基本图形绘制、样式设置、路径构建、动画交互等技能，结合性能优化技巧，能够高效创建出精美的JavaFX图形应用，无论是数据可视化、游戏开发还是UI设计,JavaFX都能提供可靠的绘图支持。
