Frickelblog

24. August 2009

improved ButtonUI

Filed under: Java,Swing — frickelblog @ 19:31
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In the JavaGraphics Blog there are some very nice examples of how Java Buttons can be made nicely. The code is also available. So it’ a nice starting point for learning how to make own UIs! Features include:

  • cross-platform.
  • pure Java
  • Resizable
  • Vertical segments
  • Java 1.4 compatible

See the BlogPost here.

14. August 2009

How to display images with rounded Corners / Borders

Filed under: Java,Swing — frickelblog @ 18:00
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Bilder in Java darzustellen ist keine große Kunst, dazu gibt es auch ein Tutorial von Sun. Etwas schöner wären aber abgerundete Ecken. Und noch schöner wäre es, wenn wir einfach eine kleine Componente hätten die das alles selber macht, die wiederverwendbar wäre und die im GUI-Editor einfach zu bedienen wäre. Gesagt getan.

Die Anforderung ist also eine Gui Componente, die im Gui Editor (NetBeans in meinem Falle) wiederverwendbar ist (also ein JavaBean), der man ein Bild übergeben kann und bei der die Ecken abgerundet sind. Wenn möglich, wollen wir sogar noch einen Rahmen setzen können. Ein kurzer Blick auf die Seite “Painting in AWT and Swing” zeigt, dass wir paintComponent() überschreiben sollten. Die Componente soll sich der Einfachheit halber der Größe des Bildes automatisch anpassen.

Die fertige Klasse sieht dann so aus:

public class ThumbPanel extends JPanel {

    protected BufferedImage image = null;
    public static final String PROP_IMAGE = "image";
    protected int roundness = 10;
    public static final String PROP_ROUNDNESS = "roundness";

    public ThumbPanel() {
        init();
    }

    private void init() {
        setOpaque(false);
    }

    protected void update() {
        if (image != null) {
            setSize(image.getWidth(), image.getHeight());
            setPreferredSize(new Dimension(image.getWidth(), image.getHeight()));
        }
    }

    @Override
    protected void paintComponent(Graphics g) {
        if (image == null) {
            return;
        }
        g.setClip(new RoundRectangle2D.Double(0, 0, image.getWidth(), image.getHeight(), roundness, roundness));
        g.drawImage(image, 0, 0, null);
        g.setClip(null);
    }

    public int getRoundness() {
        return roundness;
    }

    public void setRoundness(int roundness) {
        int oldRoundness = this.roundness;
        this.roundness = roundness;
        firePropertyChange(PROP_ROUNDNESS, oldRoundness, roundness);
        update();
    }

    public BufferedImage getImage() {
        return image;
    }

    public void setImage(BufferedImage image) {
        BufferedImage oldImage = this.image;
        this.image = image;
        firePropertyChange(PROP_IMAGE, oldImage, image);
        update();
    }
}

Getter und Setter sind selbsterklärend. Update() passt die Komponente der aktuellen Größe an. Ein Null-Images possiert in meinem Anwendungsfall nicht, wäre aber offenbar kein Problem das anzupassen. PaintComponent() setzt die Clip-Eigenschaft und malt dann das Bild auf die Komponente – fertig! Das ganze sieht dann so aus:

rounded corners ISo weit so gut. Nun will man aber vielleicht noch einen Rahmen (=Border) dazufügen. Standard Borders sehen dabei nicht ganz so praktikabel aus, da sie an den Ecken abgeschnitten werden. Also muss wohl oder übel eine eigene Border her. Schön wäre ein Rahmen, bei dem man Farbe, Dicke und Rundung einstellen kann. Der Versuch, die LineBorder zu extenden war nicht wirklich von Erfolg gekrönt, da man dabei Dicke und Rundung nicht separat einstellen kann.

Also selber malen. Linien mit RoundRectangle2Ds zu zeichnen, wollte nie so wirklich schön werden. Insbesondere sobald die Dicke > 1 Pixel sein sollte. Alternative: Roundrect fill und innen wieder Clip’en.  Nur dumm, dass sich das Clip dann auch auf das Bild übertragen hatte. Also per AlphaComposite das Innere einfach ausschneiden. Damit auch bei mehrfachen repaints, nicht immer ein BufferedImage für den Rahmen erzeugt werden muss, wird das Ergebnis einfach gecached. Die ganze klasse sieht dann so aus:

public class MyRoundBorder implements Border {

    private PropertyChangeSupport propertyChangeSupport = new PropertyChangeSupport(this);
    protected int roundness = 10;
    public static final String PROP_ROUNDNESS = "roundness";
    protected Color color = Color.BLACK;
    public static final String PROP_COLOR = "color";
    protected int thickness = 1;
    public static final String PROP_THICKNESS = "thickness";
    // buffer the created image because recreating a complete image could waste precious time
    protected SoftReference cache = new SoftReference(null);
    protected Rectangle oldR = new Rectangle();
    protected Rectangle oldC = new Rectangle();

    public MyRoundBorder() {
    }

    public MyRoundBorder(int roundness, Color color, int thickness) {
        this.roundness = roundness;
        this.color = color;
        this.thickness = thickness;
    }

    public int getThickness() {
        return thickness;
    }

    public void setThickness(int thickness) {
        int oldThickness = this.thickness;
        this.thickness = thickness;
        propertyChangeSupport.firePropertyChange(PROP_THICKNESS, oldThickness, thickness);
        cache = new SoftReference(null);
    }

    public Color getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(Color color) {
        Color oldColor = this.color;
        this.color = color;
        propertyChangeSupport.firePropertyChange(PROP_COLOR, oldColor, color);
        cache = new SoftReference(null);
    }

    public int getRoundness() {
        return roundness;
    }

    public void setRoundness(int roundness) {
        int oldRoundness = this.roundness;
        this.roundness = roundness;
        propertyChangeSupport.firePropertyChange(PROP_ROUNDNESS, oldRoundness, roundness);
        cache = new SoftReference(null);
    }

    public void addPropertyChangeListener(PropertyChangeListener listener) {
        propertyChangeSupport.addPropertyChangeListener(listener);
    }

    public void removePropertyChangeListener(PropertyChangeListener listener) {
        propertyChangeSupport.removePropertyChangeListener(listener);
    }

    @Override
    public void paintBorder(Component c, Graphics g1, int x, int y, int width, int height) {
        Graphics2D g = (Graphics2D) g1;

        BufferedImage buffered = cache.get();
        Rectangle newR = new Rectangle(x, y, width, height);
        if (buffered == null || !c.getBounds().equals(oldC) || !oldR.equals(newR)) {
            buffered = new BufferedImage(c.getWidth(), c.getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
            Graphics2D tmpg = buffered.createGraphics();
            tmpg.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
            tmpg.setClip(g1.getClip());
            tmpg.setColor(color);
            // fill area
            tmpg.fillRoundRect(x, y, width, height, roundness, roundness);
            // cut out inner
            tmpg.setComposite(AlphaComposite.getInstance(AlphaComposite.DST_OUT));
            tmpg.fillRoundRect(x + thickness, y + thickness, width - (2 * thickness), height - (2 * thickness), roundness, roundness);
            tmpg.dispose();

            cache = new SoftReference(buffered);
            c.getBounds(oldC);
            oldR = newR;
        }
        // draw border upon image
        g.drawImage(buffered, 0, 0, null);
    }

    @Override
    public Insets getBorderInsets(Component c) {
        return new Insets(thickness, thickness, thickness, thickness);
    }

    @Override
    public boolean isBorderOpaque() {
        return true;
    }
}

Die Getter/Setter sind wieder dazu da, eine schöne JavaBean zu bauen, damit die Border auch im GUI Editor einfach zu verwenden ist.

Da normale Borders verwendet werden können, kann natürlich auch eine CompoundBorder verwendet werden – um zum Beispiel anzuzeigen, wenn ein Bild selektiert ist (dann zB mit zusätzlichem weißen Innenrahmen), was dann so aussieht (links einfach, rechts Compond):

CompoundBorder II

8. June 2009

Bilder in Java schnell skalieren / Fast Image Scaling / Resizing in Java

Filed under: Java,Performance — frickelblog @ 23:05
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I’m recognizing, that this article faced quite some hits – if you’re a non-german user and want this article to be translated, please leave me a comment – maybe I’m gonna translate it if that is what people want.
Bilder in Java skalieren ist ein Thema für sich…

Intro

Verführerisch ist sie ja, die Image.getScaledImage()-Methode. Und ebenso fatal, denn sie ist eine heißer Kandidat den Code elends langsam zu machen. Wie geht’s schneller/besser? Ein wertvoller Link zum Einstieg ist The Perils of Image.getScaledInstance() und die dortigen Links.

Die obige Aussage (bzgl. langsam) ist ohne Zahlen quasi wertfrei. Gerade eben habe ich wieder ein Stück Code vor mir, indem Bilder skaliert werden müssen – und das schnell, da der Benutzer wartet! Ich habe also über den Daumen nicht mehr als 100-200ms Zeit, dem Benutzer  ein Ergebnis zu präsentieren, bevor die Anwendung langsam wirkt. Also:  meinen eigenen ImageScaler verwenden, den ich vor Zeiten mal geschrieben habe oder auf JAI (Java Advanced Imaging) zurückgreifen?
Der Plan ist klar: eine Performance-Messung muss her (da ich noch weiß, dass ich damals nicht mit JAI verglichen habe).

Messung / Ergebnisse

Input: Ein Jpeg 4008 x 2443 Pixel / 2,47 MB
Output: Das Bild soll in max. 400 x 400 Pixel eingebettet werden, Seitenverhältnis soll beibehalten werden (also ~400 x 243 Pixel).
Kandidaten:

  1. Image.getScaledInstance()
  2. mein eigener Scaler
  3. JAI

Setup: Bild ausserhalb der Zeitmessung einlesen, jeweils 20x skalieren und die benötigte Zeit ausgeben. JAI wird dabei mit nativen DLLs getestet ().

Ergebnis 1:

  1. Image.getScaledInstance(): ~30 ms
  2. mein eigener Scaler: ~234 ms
  3. JAI: ~500 ms

Moment – das ist NICHT was erwartet war.
Image img = src.getScaledInstance(400, -1, Image.SCALE_FAST);
Sieht aus als könnte man nicht viel falsch machen. – Aber wird da überhaupt etwas gemacht?
Verändern wir den Aufruf:
img.getSource().startProduction(new ImageConsumer() { … leere Methodenrümpfe… }

Ergebnis 2:

  1. Image.getScaledInstance(): 35781 ms
  2. mein Scaler:  ~234 ms
  3. JAI: ~500 ms

Aha. So sieht das aus wie erwartet. getScaledInstance() skaliert das Bild also erst bei Bedarf – leider sehr langsam.

Ergebnis 3 – 1x, 5x und 50x kleinskalieren:

  1. mein Scaler:  ~ 60 ms, ~ 90 ms, ~460 ms
  2. JAI: ~500 ms, 500 ms, 500 ms

Ahja – JAI cached offenbar. Interessant zu wissen – bei entsprechendem Szenario also sicher die bessere Wahl – diesmal gewinnt aber mein Scaler, da hier nur kleinskaliert werden soll und die restlichen JAI-Features eh ungenutzt bleiben.

Fazit

Das Key Feature meines Skalers ist die Essenz aus vielen Blogs und JavaOne-Folien:

  1. Solange das Bild größer als die doppelte Zielgröße ist: Bild mit Faktor 0.5 und Nearest Neighbor Interpolation skalieren. – Um nicht duzende Zwischenbilder erzeugen zu müssen (was bei großen Eingangsbildern richtig viel Speicher kosten kann, da die Bilder ja im Speicher dekomprimiert werden müssen!), skaliere ich in einem Schritt auf das kleinste Bild, das noch größer als das Zielbild ist.
  2. letzten Skalierungsschritt mit Bilinearer Interpolation skalieren.

Code:

public class ImageScaler {

    public BufferedImage scaleImage(BufferedImage img, Dimension d) {
        img = scaleByHalf(img, d);
        img = scaleExact(img, d);
        return img;
    }

    private BufferedImage scaleByHalf(BufferedImage img, Dimension d) {
        int w = img.getWidth();
        int h = img.getHeight();
        float factor = getBinFactor(w, h, d);

        // make new size
        w *= factor;
        h *= factor;
        BufferedImage scaled = new BufferedImage(w, h,
                BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        Graphics2D g = scaled.createGraphics();
        g.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_INTERPOLATION,
                RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_NEAREST_NEIGHBOR);
        g.drawImage(img, 0, 0, w, h, null);
        g.dispose();
        return scaled;
    }

    private BufferedImage scaleExact(BufferedImage img, Dimension d) {
        float factor = getFactor(img.getWidth(), img.getHeight(), d);

        // create the image
        int w = (int) (img.getWidth() * factor);
        int h = (int) (img.getHeight() * factor);
        BufferedImage scaled = new BufferedImage(w, h,
                BufferedImage.TYPE_INT_RGB);

        Graphics2D g = scaled.createGraphics();
        g.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_INTERPOLATION,
                RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_BILINEAR);
        g.drawImage(img, 0, 0, w, h, null);
        g.dispose();
        return scaled;
    }

    float getBinFactor(int width, int height, Dimension dim) {
        float factor = 1;
        float target = getFactor(width, height, dim);
        if (target <= 1) { while (factor / 2 > target) { factor /= 2; }
        } else { while (factor * 2 < target) { factor *= 2; }         }
        return factor;
    }

    float getFactor(int width, int height, Dimension dim) {
        float sx = dim.width / (float) width;
        float sy = dim.height / (float) height;
        return Math.min(sx, sy);
    }
}

Nützliche Links:
public class ImageScaler {public BufferedImage scaleImage(BufferedImage img, Dimension d) {
img = scaleByHalf(img, d);
img = scaleExact(img, d);
return img;
}

private BufferedImage scaleByHalf(BufferedImage img, Dimension d) {
int w = img.getWidth();
int h = img.getHeight();
float factor = getBinFactor(w, h, d);

// make new size
w *= factor;
h *= factor;
BufferedImage scaled = new BufferedImage(w, h,
BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
Graphics2D g = scaled.createGraphics();
g.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_INTERPOLATION,
RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_NEAREST_NEIGHBOR);
g.drawImage(img, 0, 0, w, h, null);
g.dispose();
return scaled;
}

private BufferedImage scaleExact(BufferedImage img, Dimension d) {
float factor = getFactor(img.getWidth(), img.getHeight(), d);

// create the image
int w = (int) (img.getWidth() * factor);
int h = (int) (img.getHeight() * factor);
BufferedImage scaled = new BufferedImage(w, h,
BufferedImage.TYPE_INT_RGB);

Graphics2D g = scaled.createGraphics();
g.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_INTERPOLATION,
RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_BILINEAR);
g.drawImage(img, 0, 0, w, h, null);
g.dispose();
return scaled;
}

float getBinFactor(int width, int height, Dimension dim) {
float factor = 1;
float target = getFactor(width, height, dim);
if (target <= 1) { while (factor / 2 > target) { factor /= 2; }
} else { while (factor * 2 < target) { factor *= 2; }         }
return factor;
}

float getFactor(int width, int height, Dimension dim) {
float sx = dim.width / (float) width;
float sy = dim.height / (float) height;
return Math.min(sx, sy);
}
}

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