在J2ME/MIDP中實現圖像旋轉(一)

2019-11-18 16:20:14

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

　　J2ME是標準版java（J2SE）面向手機、PDA等各類移動和嵌入式設備的縮減版本，是一種獲得眾多廠商的支持和廣泛使用的移動設備開發平臺。圖一展示了J2ME技術的體系結構。它分為三層：虛擬機層，配置層，和簡表層。

　　配置層（Configuration）通過對功能的描述，把千差萬別的嵌入式設備進行了功能的說明和分類。它把運算功能有限、內存較小、電力有限的設備，定義在CLDC(有限連接設備配置)規范中，這類設備有PDA 、手機等；把運算能力相對較佳、內存相對較大、電力供應比較充足的設備，定義在CDC(連接設備配置)規范之中，這類設備有電冰箱、機頂盒、車載計算設備等。

　　虛擬機層（Virtual Machine）基于宿主操作系統，按照某一種配置，實現了Java虛擬機。CDC配置對應的虛擬機叫CVM，CLDC對應的虛擬機叫做KVM。

　　簡表層（PRofile）建立在配置層之上，提供了面向用戶的更高層次的功能，如用戶接口，網絡，數據存儲等。基礎規范（Foundation Profile）和個人規范（Personal Profile）是CDC之上的兩個重要的規范，移動信息設備規范（MIDP）和PDA規范（PDAP）是CLDC之上的兩個重要的規范。當前，無線應用程序的開發主要是在MIDP之上進行的。

　　配置層和簡表層共同構成了J2ME的運行環境。如CLDC/MIDP架構構筑了手機應用程序的開發和運行環境。本文所實現的圖像旋轉算法便是基于這種架構的。

　　在J2ME/MIDP中實現圖像旋轉(一)（圖一）

　　圖一 J2ME 體系結構

　　需要注意的是，這些規范也是在不斷發展的。如早期很多的設備的計算能力非常有限，CLDC1.0就只支持整型數值。后來數隨著設備運算能力的提高，CLDC1.0發展到CLDC1.1，就加如了對浮點運算的支持。對MIDP規范也一樣，從1.0發展到2.0，它通過擴充類和接口的功能，加強了對游戲開發的支持，增加了圖像處理功能（旋轉要用到），增強了對網絡功能的支持，如串口、套接字、https等。

　　2D旋轉的數據基礎

　　考慮笛卡兒直角坐標系中單個點旋轉的情況。如圖二示，這里點P(x,y)到原點O繞O點逆時針旋轉角度θ后到點P′(x′,y′)。由三角函數的幾何意義，有x = r*cos α ,y = r*si n α和x′ = r*cos(α +θ) , y′ = r*sin(α + θ)，推出：

　　x′ = x * cos θ – y * sin θ

　　y′ = y * cos θ + x * sin θ

　　當把旋轉點一般化為Q（x0,y0）,得到：

　　x′ = x0 + (x - x0) cos θ - (y - y0) sin θ

　　y′ = y0 + (y - y0) cos θ + (x - x0) sin θ

　　在開發時，我們使用設備坐標系，它以屏幕的左上角為坐標原點，y軸方向向下。此時，我們不妨視θ為饒旋轉點順時針旋轉的角度，這樣，上面的公式依然成立。

　　在J2ME/MIDP中實現圖像旋轉(一)（圖二）

　　圖二 2D點的旋轉一般圖像的旋轉算法

　　1、算法思想

　　為實現整個圖像的旋轉，我們首先獲取源圖像每個點的像素值。然后根據旋轉點和角度的大小計算出新圖像的大小。再逐點計算源圖像中每個點經旋轉后在新圖像中對應點的坐標，并把相應的像素值賦給它。

　　在圖三中，陰影部分為源圖像，O為旋轉點，P、Q分別為旋轉前后圖像左上角的點，cx,cy為O相對于源圖像左上角P點的坐標值。

　　這里我們以O為圓心，以O距圖像4個頂點的距離的最大值作為半徑dr畫圓，這樣圖像無論以任何角度旋轉都不會超出這個圓的范圍。于是，我們就以該圓為畫布繪制旋轉所得新圖像。由于實際中圖像是用矩形表示的，于是我們生成和圓的外切正方形(圖中虛線部分)等大小的新圖像。

　　對源圖像中任一點(i,j)，根據上面的公式，不難計算出旋轉θ度在新圖像中的位置，即相對于Q點的位置(destX , destY)：

　　destX = dr + (i - cx) *cos(radian) - (j - cy)*sin(radian);

　　destY = dr + (j - cy) *cos(radian) + (i - cx)*sin(radian);

　　計算出這個位置后，把該點的像素值賦值到這個位置，如此對每個點進行這種變換，即可實現整個圖像的旋轉。

　　旋轉后的圖像較大，在實際繪制時需要做位置調整，不難看出，Q點相對于P點的偏移量為（cx-dr , cy-dr）。即假設源圖像的屏幕位置為(a , b),則旋轉后的圖像位置應該為( (a + cx – dr) , (b + cy – dr) )。

　　在J2ME/MIDP中實現圖像旋轉(一)（圖三）

　　圖三旋轉算法示意圖

　　2、在J2ME中的算法實現

　　我們將上面的思想具體化，得到算法的流程圖（見圖四示）

　　
在J2ME/MIDP中實現圖像旋轉(一)（圖四）

　　圖四算法流程圖在MIDP2.0中，Image類提供了兩個方法：getRGB()和createRGBImage()，分別完成獲取圖像象素信息和通過像素數組創建圖像的功能。借助于這兩個方法，結合上面的流程圖，我們得到實現圖像旋轉算法的代碼，如下面所示。

　　/**

　　*@param imgSource 源圖像

　　*@param cx 旋轉點相對于源圖像坐上角橫坐標

　　*@param cy 旋轉點相對于源圖像坐上角縱坐標

　　*@param theta 圖像逆時針旋轉的角度

　　*@param dd 含2個元素的整形數組，存放新圖像相對源圖像沿x軸和y軸的位置偏移量

　　*@return 旋轉后的圖像

　　**/

　　public Image rotate(Image imgSource, int cx, int cy, double theta, int[] dd) {

　　　if (Math.abs(theta % 360) < 0.1) return imgSource; //角度很小時直接返回

　　　　int w1 = imgSource.getWidth(); //原始圖像的高度和寬度

　　　　int h1 = imgSource.getHeight();

　　　　int[] srcMap = new int[w1 * h1];

　　　　imgSource.getRGB(srcMap, 0, w1, 0, 0, w1, h1); //獲取原始圖像的像素信息

　　　　int dx = cx > w1 / 2 ? cx : w1 - cx; //計算旋轉半徑

　　　　int dy = cy > h1 / 2 ? cy : h1 - cy;

　　　　double dr = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);

　　　　int wh2 = (int) (2 * dr + 1); //旋轉后新圖像為正方形，其邊長+1是為了防止數組越界

　　　　int[] destMap = new int[wh2 * wh2]; //存放新圖像象素的數組

　　　　double destX, destY;

　　　　double radian = theta * Math.PI / 180; //計算角度計算對應的弧度值

　　　　for (int i = 0; i < w1; i++) {

　　　　　for (int j = 0; j < h1; j++) {

　　　　　　if (srcMap[j * w1 + i] >> 24 != 0) { //對非透明點才進行處理

　　　　　　　// 得到當前點經旋轉后相對于新圖像左上角的坐標

　　　　　　　destX = dr + (i - cx) * Math.cos(radian) + (j - cy)* Math.sin(radian);

　　　　　　　destY = dr + (j - cy) * Math.cos(radian) - (i - cx)* Math.sin(radian);

　　　　　　　//從源圖像中往新圖像中填充像素

　　　　　　　destMap[(int) destY * wh2 + (int) destX] = srcMap[j * w1 + i];

　　　　　　}

　　　　　}

　　　　}

　　　　dd[0] = cx-dr; //返回位置偏移分量

　　　　dd[1] = cy-dr;

　　　　return Image.createRGBImage(destMap, wh2, wh2, true); //返回旋轉后的圖像

　　}

（出處：http://m.survivalescaperooms.com）

上一篇：Java中關于XML的API一瞥

下一篇：Java數據對象（JDO）介紹(四)