J2ME移动2D图形开发快速入门

绪论

　　这篇文章将介绍可升级2D矢量图形API（Scalable 2D Vector Graphics API），它是J2ME的一个可选包。这些API非常易于使用，它们可以用来渲染和转换体积小和伸缩性好的二维（2D）图形，这个可选包在Java社区进程（JCP）中以JSR-226开发。我将会给出API的总括，并且突出典型的用户案例，使用代码演示这些案例。

　　慨述

　　JSR-226将渲染和重放矢量2D图形引入到Java语言的移动应用中。由Nokia领导的专家组，是由移动行业的主要厂商组成，他们都很有兴趣将矢量多媒体内容引入到他们的设备中。在写这篇文章时，这个规范刚刚被核准，大家正在热切期待着一个参考实现。

　　矢量图对移动开发者来说，有两大好处：占用空间小和伸缩性好。考虑下面这个简单的图像：

 
图1 一个简单的示例图像

　　使用GIF格式，这个图片的大小会达到7386字节。使用向量格式，大小仅仅为693字节，不到十分之一。这种减少是如何发生的呢？

　　以光栅为基础的图像格式，像GIF，对组成图像的矩形区域中的每一个像素的色彩内容进行编码。而矢量图，仅仅包含决定像素应该如何被着色的绘画指令。一个图像的向量表示法可以更大程度上进行压缩，这对资源受限的移动设备是一个很大的有利因素。

　　伸缩性好是另外一个重要的优点。矢量图可以很清楚的进行变换，因为它们的绘画指令是和分辨率无关的。图2显示前一张图片进行等比例缩小、翻转和旋转后的图像。

 
图2 示例图片的变换

　　矢量图的度量单位是任意的和相对的，它们可以被一些常量因子乘或除，以变换图像从而适应特定设备的屏幕。通过对这个坐标系统使用简单的数学操作，你可以创造出无限的效果，包括翻转、旋转、拉伸和扭曲。使用矢量图像，应用程序开发者不再需要为图像和图标创建不同的集合，来支持不同的屏幕分辨率。

　　矢量图的简洁和伸缩性在动画领域大放异彩。以光栅为基础的动画，像网页中的GIF和MIDP游戏中的精灵，在动画的每一个帧中包含整个图片都很费力。与之相比，以矢量为基础的动画仅仅包含一些指令，而这些指令规定了当需要改变动画时的图像哪些元素应该如何改变。如果矢量图的大小比它们相对应的光栅图小一个数量级，那么矢量动画的大小就比他们相对应的光栅动画小两个数量级，这使得它们成为在移动设备上变换和展示多媒体内容的理想选择。

　　当以私有的Macromedia Flash播放器为基础的矢量图和矢量动画变得流行时，可升级矢量图形（Scalable Vector Graphics，SVG）文件格式以开放的标准和免费的专利权，成为业界的另外一个选择。它由W3C标准化。SVG-Tiny提供了SVG全部功能的一个子集，适合在移动设备上使用。JSR-226采用SVG-Tiny的1.1版本作为J2ME矢量图形的官方文件格式。W3C称SVG-Tiny为一个“Profile”，但是为了避免和J2ME的Profile混淆，我称之为“格式”。

　　SVG-Tiny标准也可以支持动画。图像文件内部的指令可以自己修改图像元素的位置和属性，来回应时钟事件和用户输入。

　　为了更加复杂的交互，JSR-226引入了兼容microDOM的API，microDOM是SVG1.2完整的文档对象模型（DOM）的一个子集。

　　SVG是一种可扩展标记语言（XML）格式，它使用一个公共的Schema充分的注释和系统化。SVG-Tiny可能很小，但是它们仍然是SVG文件，仍然包含XML。下面是代表一个“brave world”图像的完整的SVG-Tiny文件：

＜?xml version="1.0" standalone="no"?＞
＜!DOCTYPE svg PUBLIC "-//W3C//DTD SVG 1.1 Tiny//EN"
    "http://www.w3.org/Graphics/SVG/1.1/DTD/svg11-tiny.dtd"＞
＜svg preserveAspectRatio="xMidYMid meet"
        viewbox="10 10 130 55" width="150.0" height="75.0"＞
    ＜rect x="25" y="25" transform="translate(75 36.375)
        rotate(15) translate(-70 -35.375)" fill="#00007E"
        width="100" height="22.75" stroke="#000000" stroke-width=".5"/＞
    ＜rect x="25" y="25" fill="#FF9800" width="108.5"
        height="22.75" stroke="#000000" stroke-width=".5"/＞
    ＜text x="30" y="40" fill="#00007E" stroke="#FFFFFF"
        stroke-width=".33" xml:space="preserve"＞Hello brave world.＜/text＞
＜/svg＞

　　这个文档声明了两个矩形和一些文字。第一个矩形绕它的中心旋转15度，这一系列的转换都包含在rect标记的转换属性中。第二个矩形在第一个之上绘制，然后文本在第二个矩形之上绘制。

　　即时未经修饰的文本不是一个特别的简洁格式，这个文档仍旧比一个压缩的光栅图像小的多，并且易于人工导入。因为XML文本可以充分地压缩，所以SVG在应用程序的JAR文件中就占用相对较少的空间。JSR-226要求支持SVG文档的实现使用gzip格式压缩。后缀名.svgz表示gzip压缩的文档。

　　Mobile 2D API

　　JSR-226的一个主要的目的就是定义移动2D图形（Mobile 2D Graphics，M2G）API，这个API是一小组和SVG-Tiny格式功能结合很紧密的类。它没有被规定为普通的2D图形绘制工具箱，就像J2SE的Graphics2D类提供的那样。M2G API很清楚地定位于播放和在运行期操纵SVG内容。

　　M2G由高级类和低级类组成，高级类用来创建和渲染矢量图形，而低级类负责以DOM树的部分来操纵一个矢量图形的XML成分。矢量图形是ScalableImage的实例，你可以通过这个的静态createImage()方法获得它们。你使用ScalableGraphics的一个实例将ScalableImages绘制到一个MIDP图形上下文中。SVGImage是ScalableImage的一个子类，它提供事件处理和底层DOM文档访问之间的联系。

　　为了使渲染动画SVG内容的普通情况更加方便，这个API提供了SVGAnimator类。对MIDP应用程序，SVGAnimator创建和控制一个Canvas对象，这个对象自动处理屏幕更新，以回应动画事件和对这个图像的计划性的修改。SVGAnimator提供一个类似播放器接口来控制动画的播放。

　　这些类都定义在javax.miroedition.m2g和org.w3c.dom.svg包中，在表1中进行了总结，并且在JSR-226规范中也作了充分的注释。SVG DOM是在标准的org.w3c.domorg.w3c.dom.events包中定义DOM类和接口的扩展。

Class或Interface	描述
javax.microediton.m2g
ScalableGraphics	2D渲染的基础类
SVGAnimator	这个类对一个目标用户接口组件，处理SVGImage的更新和动画的自动渲染
SVGEventListener	这个接口用来处理一个应用程序的平台相关事件
SVGImage	这个类代表符合W3C SVG Tiny1.1 Profile的SVG图像
ExternalResourceHandler	这个接口用来同步加载装入SVG内容所需要的外部资源
org.w3c.dom.svg
SVGAnimatorElement	这个接口代表一个动画元素，包含控制动画时间的方法
SVGElement	这个接口代表文档树中一个SVG元素
SVGLocatableElement	这个接口代表一个可绘制的SVG元素，典型的有形状、图像或者文本
SVGMatrix	这个接口代表一个SVG matrix数据类型，由一个仿射矩阵定义，等价于一个平移的线性变换
SVGPath	这个接口代表一个SVG path数据类型，用来定义几何路径
SVGPoint	这个接口代表一个SVG point数据类型，由它的x和y标示
SVGRect	这个接口代表SVG rectangle数据类型，由最小X、最小Y、宽度和高度组成
SVGRGBColor	这个接口代表SVG RGB color数据类型，由红、绿、蓝组成
SVGSVGElement	这个接口代表在SVG文档树中的一个元素