探秘JDK 7之二：半透明和任意形狀的窗口

作者：黃永兵編譯 2010-06-23 09:25:50

探秘JDK 7：半透明和任意形狀的窗口。本文延續51CTO昨天的報道，繼續探秘JDK 7的新特性。在WIN7的炫耀的透明窗口風靡世界的同時，JDK 7開發者同樣也需要這種絢麗開發觀感！

51CTO昨天為大家帶來了“探秘JDK 7：將會出現新的語言特性”，今天我們從Java SE 6u10(Build 12)開始和大家探討一下Java引入的com.sun.awt.AWTUtilities類提供半透明和任意形狀窗口的支持，這是個臨時類，因為6u10不是一個Java SE主版本，沒有提供抽象窗口工具集API(Abstract Window Toolkit API，AWT API)，也沒有修改現有API。在JDK 7中，AWTUtilities類將不復存在，AWT類也做了許多改變，以更好地支持半透明和任意形狀的窗口，本文將為大家介紹一下JDK 7中提供的3種半透明窗口，另外也會涉及到任意形狀窗口的介紹。

簡單的半透明窗口

簡單的半透明窗口就是透明度均勻分布的窗口，所有像素的不透明度值都一樣，這個值越小，窗口越透明，達到最小值時，窗口就是完全透明的了，相反，如果值越大則越不透明。

JDK 7給java.awt.Window類增加了public void setOpacity(float opacity)和public float getOpacity()兩個方法來實現簡單的半透明窗口效果，前一個方法需要一個不透明度參數，其取值范圍是0.0(完全透明)-1.0(完全不透明)。

在窗口上調用setOpacity()方法激活其簡單半透明效果，注意指定的參數值不能小于0.0，也不能大于1.0，否則setOpacity()會拋出一個IllegalArgumentException異常。

如果窗口處于全屏模式且不透明度值小于1.0，setOpacity()方法會拋出一個java.awt.IllegalComponentStateException異常，如果不支持簡單透明度且不透明度值小于1.0，它會拋出UnsupportedOperationException異常。

java.awt.GraphicsDevice類提供了一個public Window getFullScreenWindow()方法確定窗口是否處于全屏模式，這個類也提供了一個public boolean isWindowTranslucencySupported(GraphicsDevice.WindowTranslucency translucencyKind)方法確定當前的顯示設備是否支持簡單透明效果，如果顯示設備支持這個方法參數指定的半透明效果，isWindowTranslucencySupported()就返回True，對于簡單半透明效果，這個方法的參數必須是GraphicsDevice.WindowTranslucency.TRANSLUCENT，如下所示：

GraphicsEnvironment ge;  
ge = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment ();  
if (!ge.getDefaultScreenDevice ().  
        isWindowTranslucencySupported (GraphicsDevice.WindowTranslucency.TRANSLUCENT))  
{  
    System.err.println ("simple translucency isn't supported");  
    return;  
}

我創建了一個STDemo程序演示簡單半透明效果，使用滑塊調節框架窗口的透明度，清單1顯示了這個程序的源代碼。

清單1. STDemo.java

// STDemo.java  
import java.awt.EventQueue;  
import java.awt.FlowLayout;  
import java.awt.GraphicsDevice;  
import java.awt.GraphicsEnvironment;  
import javax.swing.JFrame;  
import javax.swing.JLabel;  
import javax.swing.JPanel;  
import javax.swing.JSlider;  
import javax.swing.event.ChangeEvent;  
import javax.swing.event.ChangeListener;  
public class STDemo extends JFrame  
{  
   public STDemo ()  
   {  
      super ("Simple Translucency Demo");  
      setDefaultCloseOperation (EXIT_ON_CLOSE);  
      final JSlider slider = new JSlider (0, 100, 100);  
      ChangeListener cl;  
      cl = new ChangeListener ()  
           {  
               public void stateChanged (ChangeEvent ce)  
               {      
                  JSlider source = (JSlider) ce.getSource ();  
                  STDemo.this.setOpacity (source.getValue ()/100.0f);  
               }  
           };  
      slider.addChangeListener (cl);  
      getContentPane ().setLayout (new FlowLayout ());  
      getContentPane ().add (new JLabel ("TRANSP"));  
      getContentPane ().add (new JPanel () {{ add (slider); }});  
      getContentPane ().add (new JLabel ("OPAQUE"));  
      getRootPane ().setDoubleBuffered (false);  
      pack ();  
      setVisible (true);  
   }  
   public static void main (String [] args)  
   {  
      Runnable r;  
      r = new Runnable ()  
          {  
              public void run ()  
              {  
                 GraphicsEnvironment ge;  
                 ge = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment ();  
                 if (!ge.getDefaultScreenDevice ().  
                         isWindowTranslucencySupported  
                           (GraphicsDevice.WindowTranslucency.  
                                           TRANSLUCENT))  
                 {  
                     System.err.println ("simple translucency isn't "+  
                                         "supported");  
                     return;  
                 }  
                 new STDemo ();  
              }  
          };  
      EventQueue.invokeLater (r);  
   }  
}

上面的代碼創建了一個滑塊，為該組件注冊了一個變化監聽器，當滑塊組件移動時，這個組件觸發變化事件，監聽器調用setOpacity()，參數就使用滑塊的當前值。

上面的代碼使用new JPanel () {{ add (slider); }}創建了一個Swing面板，并在面板上添加了一個滑塊組件，從本質上講，這個快捷方式是先實例化JPanel的一個子類，然后用這個子類的實例初始化滑塊組件。

Swing組件的雙倍緩存可以制造出意想不到的視覺效果，當你拖動滑塊使窗口完全透明時，你將只能看到滑塊本身，但清單1中的代碼通過getRootPane ().setDoubleBuffered (false);禁用了雙倍緩存。

編譯并運行STDemo，移動滑塊就能看到簡單半透明窗口效果了，如圖1所示。

圖 1 窗口及其內容全部處于均勻透明的狀態

#p#

像素級半透明窗口

像素級半透明允許你控制窗口中每個像素的不透明度，這樣就可以營造出窗口的一部分比另一部分更透明的效果，雖然像素級半透明也可以實現窗口透明度均勻，但與簡單半透明方法比起來，它更占資源。

JDK 7通過修改Window的public void setBackground(Color bgColor)方法，檢查參數的alpha部分提供像素級半透明效果的支持，如果alpha不等于1.0(窗口不透明)，在窗口上繪制每個像素時將會使用alpha值。

真實的半透明級別

繪制像素時使用的真實半透明值也依賴于傳遞給Window的setOpacity()方法的值，以及Window的當前形狀。

如果窗口處于全屏模式且背景色的alpha值小于1.0，這個方法將會拋出IllegalComponentStateException異常，如果不支持像素級半透明且alpha值小于1.0，將會拋出UnsupportedOperationException異常。

為了避免后一個異常，調用GraphicsDevice's isWindowTranslucencySupported()方法時，參數必須使用GraphicsDevice.WindowTranslucency.PERPIXEL_TRANSLUCENT，并檢查返回的值，如下所示：

GraphicsEnvironment ge;  
ge = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment ();  
if (!ge.getDefaultScreenDevice ().  
        isWindowTranslucencySupported (GraphicsDevice.WindowTranslucency.PERPIXEL_TRANSLUCENT))  
{  
    System.err.println ("per-pixel translucency isn't supported");  
    return;  
}

另外，確定窗口本身是否支持像素級半透明效果也很重要，可調用java.awt.GraphicsConfiguration's public Boolean isTranslucencyCapable()方法來判斷，如果支持的話，這個方法返回Ture，如下所示：

/ The following code fragment continues from the previous code fragment, but assumes that   
// the current class is a descendent of java.awt.Window.  
if (!getGraphicsConfiguration ().isTranslucencyCapable ())  
{  
    System.err.println ("per-pixel translucency not in effect for this graphics configuration");  
    System.exit (0);  
}

如果你想確定當前背景色的alpha，可調用Window的public Color getBackground()方法，你也可以調用新的public boolean isOpaque()方法確定窗口當前是否是不透明的(返回True)。

我創建了一個PPTDemo程序演示像素級半透明窗口，清單2顯示了它的代碼，因為這個窗口是未加裝飾的，你需要點擊它的關閉按鈕來終止它。

清單2. PPTDemo.java

// PPTDemo.java  
import java.awt.Color;  
import java.awt.Dimension;  
import java.awt.EventQueue;  
import java.awt.GradientPaint;  
import java.awt.Graphics;  
import java.awt.Graphics2D;  
import java.awt.GraphicsDevice;  
import java.awt.GraphicsEnvironment;  
import java.awt.event.ActionEvent;  
import java.awt.event.ActionListener;  
import javax.swing.Box;  
import javax.swing.BoxLayout;  
import javax.swing.JButton;  
import javax.swing.JFrame;  
import javax.swing.JPanel;  
public class PPTDemo extends JFrame  
{  
   public PPTDemo ()  
   {  
      super ("Per-Pixel Translucency Demo");  
      JPanel gradPanel = new JPanel ()  
                         {  
                             // Transparent red  
                             Color colorA = new Color (255, 0, 0, 0);  
                             // Solid red  
                             Color colorB = new Color (255, 0, 0, 255);  
                             protected void paintComponent (Graphics g)  
                             {  
                                 Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;  
                                 GradientPaint gp;  
                                 gp = new GradientPaint (0.0f, 0.0f, colorA,  
                                                         0.0f, getHeight (),  
                                                         colorB, true);  
                                 g2d.setPaint (gp);  
                                 g2d.fillRect (0, 0, getWidth (),  
                                               getHeight ());  
                                   
                             }  
                         };  
      gradPanel.setPreferredSize (new Dimension (300, 200));  
      gradPanel.setLayout (new BoxLayout (gradPanel, BoxLayout.Y_AXIS));  
      JButton btnClose = new JButton ("Close");  
      ActionListener al;  
      al = new ActionListener ()  
           {  
               public void actionPerformed (ActionEvent ae)  
               {  
                  System.exit (0);  
               }  
           };  
      btnClose.addActionListener (al);  
      btnClose.setAlignmentX (0.5f);  
      gradPanel.add (Box.createVerticalGlue ());  
      gradPanel.add (btnClose);  
      gradPanel.add (Box.createVerticalGlue ());  
      setContentPane (gradPanel);  
      if (!getGraphicsConfiguration ().isTranslucencyCapable ())  
      {  
          System.err.println ("per-pixel translucency not in effect for "+  
                              "this graphics configuration");  
          System.exit (0);  
      }  
      setBackground (new Color (0, 0, 0, 0)); // Achieve per-pixel  
                                              // translucency.  
      pack ();  
      setLocationRelativeTo (null);  
      setVisible (true);  
   }  
   public static void main (String [] args)  
   {  
      Runnable r;  
      r = new Runnable ()  
          {  
              public void run ()  
              {  
                 GraphicsEnvironment ge;  
                 ge = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment ();  
                 if (!ge.getDefaultScreenDevice ().  
                         isWindowTranslucencySupported  
                           (GraphicsDevice.WindowTranslucency.  
                                           PERPIXEL_TRANSLUCENT))  
                 {  
                     System.err.println ("per-pixel translucency isn't "+  
                                         "supported");  
                     return;  
                 }  
                 new PPTDemo ();  
              }  
          };  
      EventQueue.invokeLater (r);  
   }  
}

上面的代碼顯示了用JPanel類創建了兩個java.awt.Color對象，alpha值為0時透明，為255時不透明，它的paintComponent()方法和java.awt.GradientPaint一起給面板的表面涂上了一層梯度式alpha值。

后面的代碼將這個面板作為框架窗口的內容面板，并驗證窗口的圖形配置是否支持像素級半透明，最后調用setBackground()方法開啟像素級半透明窗口效果。

調整窗口的大小后，清單2中的代碼調用setLocationRelativeTo(null)讓面板在屏幕上居中，接著調用setVisible(true)方法控制面板的半透明顯示：上方透明，下方不透明，中間半透明，如圖2所示。

圖 2 從上到下，透明度不斷減小

#p#

像素級透明和任意形狀的窗口

像素級透明和像素級半透明類似，這種半透明模式主要用于任意形狀窗口中的內容。

任意形狀窗口是未加裝飾的窗口，其外觀與特定幾何形狀一致(如圓，圓角矩形等)，形狀外的像素是透明的，在這些像素上點擊才顯示背景。

JDK 7通過向Window增加public void setShape(Shape shape)和public Shape getShape()方法支持像素級透明和任意形狀的窗口，向前一個方法傳遞一個java.awt.Shape實例給當前窗口指定一個形狀。

如果窗口處于全屏模式且傳遞來一個非空形狀時，setShape()方法會拋出IllegalComponentStateException異常，如果不支持像素級透明且傳遞來一個非空形狀時，拋出UnsupportedOperationException異常。

為了避免后一個異常，調用GraphicsDevice's isWindowTranslucencySupported()方法時，參數必須使用raphicsDevice.WindowTranslucency.PERPIXEL_TRANSPARENT，并檢查返回的值，如下所示：

GraphicsEnvironment ge;  
ge = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment ();  
if (!ge.getDefaultScreenDevice ().  
        isWindowTranslucencySupported (GraphicsDevice.WindowTranslucency.PERPIXEL_TRANSPARENT))  
{  
    System.err.println ("per-pixel transparency isn't supported");  
    return;  
}

我創建了一個PPTSWDemo程序演示像素級透明和任意形狀的窗口，我們將清單2中顯示出來的圓角矩形改成橢圓形狀，清單3顯示了這個程序的源代碼。

清單3. PPTSWDemo.java

// PPTSWDemo.java  
import java.awt.Color;  
import java.awt.Dimension;  
import java.awt.EventQueue;  
import java.awt.GradientPaint;  
import java.awt.Graphics;  
import java.awt.Graphics2D;  
import java.awt.GraphicsDevice;  
import java.awt.GraphicsEnvironment;  
import java.awt.Shape;  
import java.awt.event.ActionEvent;  
import java.awt.event.ActionListener;  
import java.awt.geom.Ellipse2D;  
import javax.swing.Box;  
import javax.swing.BoxLayout;  
import javax.swing.JButton;  
import javax.swing.JFrame;  
import javax.swing.JPanel;  
public class PPTSWDemo extends JFrame  
{  
   public PPTSWDemo ()  
   {  
      super ("Per-Pixel Transparency and Shaped Window Demo");  
      setUndecorated (true); // Avoid decorated window artifacts.  
      JPanel gradPanel = new JPanel ()  
                         {  
                             // Solid white  
                             Color colorA = new Color (255, 255, 255);  
                             // Solid red  
                             Color colorB = new Color (255, 0, 0);  
                             protected void paintComponent (Graphics g)  
                             {  
                                 Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;  
                                 GradientPaint gp;  
                                 gp = new GradientPaint (0.0f, 0.0f, colorA,  
                                                         0.0f, getHeight (),  
                                                         colorB, true);  
                                 g2d.setPaint (gp);  
                                 g2d.fillRect (0, 0, getWidth (),  
                                               getHeight ());  
                                   
                             }  
                         };  
      gradPanel.setPreferredSize (new Dimension (300, 200));  
      gradPanel.setLayout (new BoxLayout (gradPanel, BoxLayout.Y_AXIS));  
      JButton btnClose = new JButton ("Close");  
      ActionListener al;  
      al = new ActionListener ()  
           {  
               public void actionPerformed (ActionEvent ae)  
               {  
                  System.exit (0);  
               }  
           };  
      btnClose.addActionListener (al);  
      btnClose.setAlignmentX (0.5f);  
      gradPanel.add (Box.createVerticalGlue ());  
      gradPanel.add (btnClose);  
      gradPanel.add (Box.createVerticalGlue ());  
      setContentPane (gradPanel);  
      pack ();  
      setShape (new Ellipse2D.Float (0, 0, getWidth (), getHeight ()));  
      setLocationRelativeTo (null);  
      setVisible (true);  
   }  
   public static void main (String [] args)  
   {  
      Runnable r;  
      r = new Runnable ()  
          {  
              public void run ()  
              {  
                 GraphicsEnvironment ge;  
                 ge = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment ();  
                 if (!ge.getDefaultScreenDevice ().  
                         isWindowTranslucencySupported  
                           (GraphicsDevice.WindowTranslucency.  
                                           PERPIXEL_TRANSPARENT))  
                 {  
                     System.err.println ("per-pixel transparency isn't "+  
                                         "supported");  
                     return;  
                 }  
                 new PPTSWDemo ();  
              }  
          };  
      EventQueue.invokeLater (r);  
   }  
}

在驗證了支持像素級透明后，清單3執行setShape (new Ellipse2D.Float (0, 0, getWidth (), getHeight ()));將框架窗口改成橢圓形，效果如圖3所示。

圖 3 梯度式透明現在限制在橢圓范圍內

遺憾的是，任意形狀窗口的邊緣有鋸齒，也許等到JDK 7正式發布，使用像素級半透明和抗鋸齒功能可以解決掉這個問題。

#p#

半透明聯合像素級透明和任意形狀窗口

你可以聯合像素級半透明(或簡單半透明)和像素級透明實現一個半透明的任意形狀窗口，我創建了一個CTSWDemo程序演示這是可能的，清單4中的代碼擴展了前面的例子，包括了像素級半透明代碼。

清單 4. CTSWDemo.java

// CTSWDemo.java  
import java.awt.Color;  
import java.awt.Dimension;  
import java.awt.EventQueue;  
import java.awt.GradientPaint;  
import java.awt.Graphics;  
import java.awt.Graphics2D;  
import java.awt.GraphicsDevice;  
import java.awt.GraphicsEnvironment;  
import java.awt.Shape;  
import java.awt.event.ActionEvent;  
import java.awt.event.ActionListener;  
import java.awt.geom.Ellipse2D;  
import javax.swing.Box;  
import javax.swing.BoxLayout;  
import javax.swing.JButton;  
import javax.swing.JFrame;  
import javax.swing.JPanel;  
public class CTSWDemo extends JFrame  
{  
   public CTSWDemo ()  
   {  
      super ("Combined Translucency with Per-Pixel Transparency and Shaped "+  
             "Window Demo");  
      setUndecorated (true); // Avoid decorated window artifacts.  
      JPanel gradPanel = new JPanel ()  
                         {  
                             Color colorA = new Color (255, 0, 0, 0);  
                             Color colorB = new Color (255, 0, 0, 255);  
                             protected void paintComponent (Graphics g)  
                             {  
                                 Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;  
                                 GradientPaint gp;  
                                 gp = new GradientPaint (0.0f, 0.0f, colorA,  
                                                         0.0f, getHeight (),  
                                                         colorB, true);  
                                 g2d.setPaint (gp);  
                                 g2d.fillRect (0, 0, getWidth (),  
                                               getHeight ());  
                                   
                             }  
                         };  
      gradPanel.setPreferredSize (new Dimension (300, 200));  
      gradPanel.setLayout (new BoxLayout (gradPanel, BoxLayout.Y_AXIS));  
      JButton btnClose = new JButton ("Close");  
      ActionListener al;  
      al = new ActionListener ()  
           {  
               public void actionPerformed (ActionEvent ae)  
               {  
                  System.exit (0);  
               }  
           };  
      btnClose.addActionListener (al);  
      btnClose.setAlignmentX (0.5f);  
      gradPanel.add (Box.createVerticalGlue ());  
      gradPanel.add (btnClose);  
      gradPanel.add (Box.createVerticalGlue ());  
      setContentPane (gradPanel);  
      if (!getGraphicsConfiguration ().isTranslucencyCapable ())  
      {  
          System.err.println ("per-pixel translucency not in effect for this "+  
                              "graphics configuration");  
          System.exit (0);  
      }  
      setBackground (new Color (0, 0, 0, 0)); // Achieve per-pixel  
                                              // translucency.  
      pack ();  
      setShape (new Ellipse2D.Float (0, 0, getWidth (), getHeight ()));  
      setLocationRelativeTo (null);  
      setVisible (true);  
   }  
   public static void main (String [] args)  
   {  
      Runnable r;  
      r = new Runnable ()  
          {  
              public void run ()  
              {  
                 GraphicsEnvironment ge;  
                 ge = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment ();  
                 if (!ge.getDefaultScreenDevice ().  
                         isWindowTranslucencySupported  
                           (GraphicsDevice.WindowTranslucency.  
                                           PERPIXEL_TRANSLUCENT))  
                 {  
                     System.err.println ("per-pixel translucency isn't "+  
                                         "supported");  
                     return;  
                 }  
                 if (!ge.getDefaultScreenDevice ().  
                         isWindowTranslucencySupported  
                           (GraphicsDevice.WindowTranslucency.  
                                           PERPIXEL_TRANSPARENT))  
                 {  
                     System.err.println ("per-pixel transparency isn't "+  
                                         "supported");  
                     return;  
                 }  
                 new CTSWDemo ();  
              }  
          };  
      EventQueue.invokeLater (r);  
   }  
}

上面的梯度代碼在創建Color對象時再次使用了alpha值，如圖4所示，但半透明紅色梯度現在只占用了橢圓形部分，而不是整個窗口。

圖 4 setBackground()方法調用允許橢圓形內用紅色半透明呈梯度渲染

小結

JDK 7對半透明和任意形狀窗口的支持使得創建富有新意的UI更為容易，希望正式發布時會包含軟剪裁或其它可移除邊緣鋸齒的技術。下一篇文章將會介紹JDK 7中新出現的JLayer Swing組件。

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責任編輯：佚名來源： IT168

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探秘JDK 7之二：半透明和任意形狀的窗口