Мазок кистью в JavaFX

Я пытаюсь написать приложение для рисования в JavaFX. Мне нужна кисть, похожая на настоящую кисть, но я не знаю, как запустить алгоритм. В приведенном ниже коде показан мой текущий мазок кистью, хотя это полезный мазок, на самом деле это не кисть:

import javafx.application.Application;
import javafx.scene.Group;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.canvas.Canvas;
import javafx.scene.canvas.GraphicsContext;
import javafx.scene.input.MouseEvent;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.shape.StrokeLineCap;
import javafx.scene.shape.StrokeLineJoin;
import javafx.stage.Stage;

import static javafx.scene.input.MouseEvent.*;


public class BrushTester extends Application {

    private static final Color color = Color.CHOCOLATE;
    private static final double START_OPACITY = 0.3;
    private static final double OPACITY_MODIFIER = 0.002;

    private double currentOpacity = START_OPACITY;
    private double strokeWidth = 15;

    public static void main(String[] args) {
        Application.launch(BrushTester.class);
    }

    @Override
    public void start(Stage primaryStage) throws Exception {
        Canvas canvas = new Canvas(600d, 600d);
        GraphicsContext gc = canvas.getGraphicsContext2D();

        canvas.addEventHandler(MOUSE_DRAGGED, e -> BrushTester.this.handleMouseDragged(gc, e));
        canvas.addEventHandler(MOUSE_PRESSED, e -> handleMousePressed(gc, e));
        canvas.addEventHandler(MOUSE_RELEASED, e -> handleMouseReleased(gc, e));

        Group root = new Group();
        root.getChildren().add(canvas);
        primaryStage.setScene(new Scene(root, Color.DARKGRAY));
        primaryStage.show();
    }

    private void configureGraphicsContext(GraphicsContext gc) {
        gc.setStroke(new Color(color.getRed(), color.getGreen(), color.getBlue(), currentOpacity));
        gc.setLineCap(StrokeLineCap.ROUND);
        gc.setLineJoin(StrokeLineJoin.ROUND);
        gc.setLineWidth(strokeWidth);
    }

    public void handleMousePressed(GraphicsContext gc, MouseEvent e) {
        configureGraphicsContext(gc);
        gc.beginPath();
        gc.moveTo(e.getX(), e.getY());
        gc.stroke();
    }

    public void handleMouseReleased(GraphicsContext gc, MouseEvent e) {
        currentOpacity = START_OPACITY;
        gc.closePath();
    }

    public void handleMouseDragged(GraphicsContext gc, MouseEvent e) {
        currentOpacity = Math.max(0, currentOpacity - OPACITY_MODIFIER);
        configureGraphicsContext(gc);
        gc.lineTo(e.getX(), e.getY());
        gc.stroke();
    }
}

Кто-нибудь может подсказать, как приблизиться к реальности?

10.08.2015

Как вы определяете настоящее? 11.08.2015
Для меня это означает, что при использовании этой кисти у меня возникает ощущение, что я провожу настоящей масляной кистью по холсту. Не получаю этого с моей текущей реализацией. 11.08.2015

Ответы:

Все зависит от того, чего вы пытаетесь достичь. Лично я бы использовал

AnimationTimer
настраиваемая кисть (то есть изображение) вместо обводки, чтобы вы могли указать размер и твердость
алгоритм рисования линии (например, Bresenham), чтобы соединить предыдущее местоположение мыши с текущим, чтобы получить полную линию между точками

Быстрый пример с простым алгоритмом рисования:

import java.util.Random;

import javafx.animation.AnimationTimer;
import javafx.application.Application;
import javafx.geometry.Point2D;
import javafx.scene.Node;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.SnapshotParameters;
import javafx.scene.canvas.Canvas;
import javafx.scene.canvas.GraphicsContext;
import javafx.scene.image.Image;
import javafx.scene.image.WritableImage;
import javafx.scene.input.MouseEvent;
import javafx.scene.layout.BorderPane;
import javafx.scene.layout.Pane;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.paint.CycleMethod;
import javafx.scene.paint.RadialGradient;
import javafx.scene.paint.Stop;
import javafx.scene.shape.Circle;
import javafx.stage.Stage;

public class Main extends Application {

    private static double SCENE_WIDTH = 1280;
    private static double SCENE_HEIGHT = 720;

    static Random random = new Random();

    Canvas canvas;
    GraphicsContext graphicsContext;

    AnimationTimer loop;

    Point2D mouseLocation = new Point2D( 0, 0);
    boolean mousePressed = false;
    Point2D prevMouseLocation = new Point2D( 0, 0);

    Scene scene;

    Image brush = createBrush( 30.0, Color.CHOCOLATE);
    double brushWidthHalf = brush.getWidth() / 2.0;
    double brushHeightHalf = brush.getHeight() / 2.0;



    @Override
    public void start(Stage primaryStage) {

        BorderPane root = new BorderPane();

        canvas = new Canvas( SCENE_WIDTH, SCENE_HEIGHT);

        graphicsContext = canvas.getGraphicsContext2D();

        Pane layerPane = new Pane();

        layerPane.getChildren().addAll(canvas);

        root.setCenter(layerPane);

        scene = new Scene(root, SCENE_WIDTH, SCENE_HEIGHT);

        primaryStage.setScene(scene);
        primaryStage.show();

        addListeners();

        startAnimation();


    }

    private void startAnimation() {

        loop = new AnimationTimer() {

            @Override
            public void handle(long now) {

                if( mousePressed) {

                    // try this
                    // graphicsContext.drawImage( brush, mouseLocation.getX() - brushWidthHalf, mouseLocation.getY() - brushHeightHalf);

                    // then this
                    bresenhamLine( prevMouseLocation.getX(), prevMouseLocation.getY(), mouseLocation.getX(), mouseLocation.getY());

                }

                prevMouseLocation = new Point2D( mouseLocation.getX(), mouseLocation.getY());

            }
        };

        loop.start();

    }

    // https://de.wikipedia.org/wiki/Bresenham-Algorithmus
    private void bresenhamLine(double x0, double y0, double x1, double y1)
    {
      double dx =  Math.abs(x1-x0), sx = x0<x1 ? 1. : -1.;
      double dy = -Math.abs(y1-y0), sy = y0<y1 ? 1. : -1.;
      double err = dx+dy, e2; /* error value e_xy */

      while( true){
        graphicsContext.drawImage( brush, x0 - brushWidthHalf, y0 - brushHeightHalf);
        if (x0==x1 && y0==y1) break;
        e2 = 2.*err;
        if (e2 > dy) { err += dy; x0 += sx; } /* e_xy+e_x > 0 */
        if (e2 < dx) { err += dx; y0 += sy; } /* e_xy+e_y < 0 */
      }
    }


    private void addListeners() {

        scene.addEventFilter(MouseEvent.ANY, e -> {

            mouseLocation = new Point2D(e.getX(), e.getY());

            mousePressed = e.isPrimaryButtonDown();

        });


    }


    public static Image createImage(Node node) {

        WritableImage wi;

        SnapshotParameters parameters = new SnapshotParameters();
        parameters.setFill(Color.TRANSPARENT);

        int imageWidth = (int) node.getBoundsInLocal().getWidth();
        int imageHeight = (int) node.getBoundsInLocal().getHeight();

        wi = new WritableImage(imageWidth, imageHeight);
        node.snapshot(parameters, wi);

        return wi;

    }


    public static Image createBrush( double radius, Color color) {

        // create gradient image with given color
        Circle brush = new Circle(radius);

        RadialGradient gradient1 = new RadialGradient(0, 0, 0, 0, radius, false, CycleMethod.NO_CYCLE, new Stop(0, color.deriveColor(1, 1, 1, 0.3)), new Stop(1, color.deriveColor(1, 1, 1, 0)));

        brush.setFill(gradient1);

        // create image
        return createImage(brush);

    }


    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}

Конечно, вы можете расширить это с помощью e. грамм.

несколько слоев
Режимы наложения JavaFX на уровне слоя и графического контекста
чтобы имитировать силу, я бы использовал задержку рисования (например, 200 мс) и буфер для местоположения мыши и позволил бы непрозрачности зависеть от того, нажата ли мышь или нет
сглаживание линий с помощью кривых Безье
...

Пример с вариациями кисти, когда вы начинаете рисовать:

import java.util.Random;

import javafx.animation.AnimationTimer;
import javafx.application.Application;
import javafx.geometry.Point2D;
import javafx.scene.Node;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.SnapshotParameters;
import javafx.scene.canvas.Canvas;
import javafx.scene.canvas.GraphicsContext;
import javafx.scene.image.Image;
import javafx.scene.image.WritableImage;
import javafx.scene.input.MouseEvent;
import javafx.scene.layout.BorderPane;
import javafx.scene.layout.Pane;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.paint.CycleMethod;
import javafx.scene.paint.RadialGradient;
import javafx.scene.paint.Stop;
import javafx.scene.shape.Circle;
import javafx.stage.Stage;

public class Main extends Application {

    private static double SCENE_WIDTH = 1280;
    private static double SCENE_HEIGHT = 720;

    static Random random = new Random();

    Canvas canvas;
    GraphicsContext graphicsContext;

    AnimationTimer loop;

    Point2D mouseLocation = new Point2D( 0, 0);
    boolean mousePressed = false;
    Point2D prevMouseLocation = new Point2D( 0, 0);

    Scene scene;

    double brushMaxSize = 30;
    Image brush = createBrush( brushMaxSize, Color.CHOCOLATE);
    double brushWidthHalf = brush.getWidth() / 2.0;
    double brushHeightHalf = brush.getHeight() / 2.0;

    double pressure = 0;
    double pressureDelay = 0.04;

    private Image[] brushVariations = new Image[256];

    @Override
    public void start(Stage primaryStage) {

        BorderPane root = new BorderPane();

        canvas = new Canvas( SCENE_WIDTH, SCENE_HEIGHT);

        for( int i=0; i < brushVariations.length; i++) {

            double size = (brushMaxSize - 1) / (double) brushVariations.length  * (double) i + 1;

            brushVariations[i] = createBrush( size, Color.CHOCOLATE);
        }

        graphicsContext = canvas.getGraphicsContext2D();

        Pane layerPane = new Pane();

        layerPane.getChildren().addAll(canvas);

        root.setCenter(layerPane);

        scene = new Scene(root, SCENE_WIDTH, SCENE_HEIGHT);

        primaryStage.setScene(scene);
        primaryStage.show();

        addListeners();

        startAnimation();


    }

    private void startAnimation() {

        loop = new AnimationTimer() {

            @Override
            public void handle(long now) {

                if( mousePressed) {

                    // try this
                    // graphicsContext.drawImage( brush, mouseLocation.getX() - brushWidthHalf, mouseLocation.getY() - brushHeightHalf);

                    // then this
                    bresenhamLine( prevMouseLocation.getX(), prevMouseLocation.getY(), mouseLocation.getX(), mouseLocation.getY());

                    pressure += pressureDelay;
                    if( pressure > 1) {
                        pressure = 1;
                    }

                } else {

                    pressure = 0;

                }

                prevMouseLocation = new Point2D( mouseLocation.getX(), mouseLocation.getY());

            }
        };

        loop.start();

    }

    // https://de.wikipedia.org/wiki/Bresenham-Algorithmus
    private void bresenhamLine(double x0, double y0, double x1, double y1)
    {
      double dx =  Math.abs(x1-x0), sx = x0<x1 ? 1. : -1.;
      double dy = -Math.abs(y1-y0), sy = y0<y1 ? 1. : -1.;
      double err = dx+dy, e2; /* error value e_xy */

      while( true){

        int variation = (int) (pressure * (brushVariations.length - 1));
        Image brushVariation = brushVariations[ variation ];

        graphicsContext.setGlobalAlpha(pressure);
        graphicsContext.drawImage( brushVariation, x0 - brushWidthHalf, y0 - brushHeightHalf);

        if (x0==x1 && y0==y1) break;
        e2 = 2.*err;
        if (e2 > dy) { err += dy; x0 += sx; } /* e_xy+e_x > 0 */
        if (e2 < dx) { err += dx; y0 += sy; } /* e_xy+e_y < 0 */
      }
    }


    private void addListeners() {

        scene.addEventFilter(MouseEvent.ANY, e -> {

            mouseLocation = new Point2D(e.getX(), e.getY());

            mousePressed = e.isPrimaryButtonDown();

        });


    }


    public static Image createImage(Node node) {

        WritableImage wi;

        SnapshotParameters parameters = new SnapshotParameters();
        parameters.setFill(Color.TRANSPARENT);

        int imageWidth = (int) node.getBoundsInLocal().getWidth();
        int imageHeight = (int) node.getBoundsInLocal().getHeight();

        wi = new WritableImage(imageWidth, imageHeight);
        node.snapshot(parameters, wi);

        return wi;

    }


    public static Image createBrush( double radius, Color color) {

        // create gradient image with given color
        Circle brush = new Circle(radius);

        RadialGradient gradient1 = new RadialGradient(0, 0, 0, 0, radius, false, CycleMethod.NO_CYCLE, new Stop(0, color.deriveColor(1, 1, 1, 0.3)), new Stop(1, color.deriveColor(1, 1, 1, 0)));

        brush.setFill(gradient1);

        // create image
        return createImage(brush);

    }


    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}

Пример с вариацией ограничения длины кисти

import javafx.animation.AnimationTimer;
import javafx.application.Application;
import javafx.geometry.Point2D;
import javafx.scene.Node;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.SnapshotParameters;
import javafx.scene.canvas.Canvas;
import javafx.scene.canvas.GraphicsContext;
import javafx.scene.control.ColorPicker;
import javafx.scene.image.Image;
import javafx.scene.image.WritableImage;
import javafx.scene.input.MouseEvent;
import javafx.scene.layout.BorderPane;
import javafx.scene.layout.Pane;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.paint.CycleMethod;
import javafx.scene.paint.RadialGradient;
import javafx.scene.paint.Stop;
import javafx.scene.shape.Circle;
import javafx.stage.Stage;

public class Main extends Application {

    private static double SCENE_WIDTH = 1280;
    private static double SCENE_HEIGHT = 720;

    Canvas canvas;
    GraphicsContext graphicsContext;

    AnimationTimer loop;

    Point2D mouseLocation = new Point2D(0, 0);
    boolean mousePressed = false;
    Point2D prevMouseLocation = new Point2D(0, 0);

    Scene scene;

    double brushMaxSize = 30;

    double pressure = 0;
    double pressureDelay = 0.04;
    double pressureDirection = 1;

    double strokeTimeMax = 1;
    double strokeTime = 0;
    double strokeTimeDelay = 0.07;

    private Image[] brushVariations = new Image[256];

    ColorPicker colorPicker = new ColorPicker();

    @Override
    public void start(Stage primaryStage) {

        BorderPane root = new BorderPane();

        canvas = new Canvas(SCENE_WIDTH, SCENE_HEIGHT);

        graphicsContext = canvas.getGraphicsContext2D();
        graphicsContext.setFill(Color.WHITE);
        graphicsContext.fillRect(0, 0, SCENE_WIDTH, SCENE_HEIGHT);

        Pane layerPane = new Pane();

        layerPane.getChildren().addAll(canvas);

        colorPicker.setValue(Color.CHOCOLATE);
        colorPicker.setOnAction(e -> {
            createBrushVariations();
        });

        root.setCenter(layerPane);
        root.setTop(colorPicker);

        scene = new Scene(root, SCENE_WIDTH, SCENE_HEIGHT, Color.WHITE);

        primaryStage.setScene(scene);
        primaryStage.show();

        createBrushVariations();

        addListeners();

        startAnimation();

    }

    private void createBrushVariations() {

        for (int i = 0; i < brushVariations.length; i++) {

            double size = (brushMaxSize - 1) / (double) brushVariations.length * (double) i + 1;

            brushVariations[i] = createBrush(size, colorPicker.getValue());
        }

    }

    private void startAnimation() {

        loop = new AnimationTimer() {

            @Override
            public void handle(long now) {

                if (mousePressed) {

                    // try this
                    // graphicsContext.drawImage( brush, mouseLocation.getX() -
                    // brushWidthHalf, mouseLocation.getY() - brushHeightHalf);

                    // then this
                    bresenhamLine(prevMouseLocation.getX(), prevMouseLocation.getY(), mouseLocation.getX(), mouseLocation.getY());

                    // increasing or decreasing
                    strokeTime += strokeTimeDelay * pressureDirection;

                    // invert direction
                    if (strokeTime > strokeTimeMax) {
                        pressureDirection = -1;
                    }

                    // while still
                    if (strokeTime > 0) {

                        pressure += pressureDelay * pressureDirection;

                        // clamp value of pressure to be [0,1]
                        if (pressure > 1) {
                            pressure = 1;
                        } else if (pressure < 0) {
                            pressure = 0;
                        }

                    } else {

                        pressure = 0;

                    }

                } else {

                    pressure = 0;
                    pressureDirection = 1;
                    strokeTime = 0;

                }

                prevMouseLocation = new Point2D(mouseLocation.getX(), mouseLocation.getY());

            }
        };

        loop.start();

    }

    // https://de.wikipedia.org/wiki/Bresenham-Algorithmus
    private void bresenhamLine(double x0, double y0, double x1, double y1) {
        double dx = Math.abs(x1 - x0), sx = x0 < x1 ? 1. : -1.;
        double dy = -Math.abs(y1 - y0), sy = y0 < y1 ? 1. : -1.;
        double err = dx + dy, e2; /* error value e_xy */

        while (true) {

            int variation = (int) (pressure * (brushVariations.length - 1));
            Image brushVariation = brushVariations[variation];

            graphicsContext.setGlobalAlpha(pressure);
            graphicsContext.drawImage(brushVariation, x0 - brushVariation.getWidth() / 2.0, y0 - brushVariation.getHeight() / 2.0);

            if (x0 == x1 && y0 == y1)
                break;
            e2 = 2. * err;
            if (e2 > dy) {
                err += dy;
                x0 += sx;
            } /* e_xy+e_x > 0 */
            if (e2 < dx) {
                err += dx;
                y0 += sy;
            } /* e_xy+e_y < 0 */
        }
    }

    private void addListeners() {

        canvas.addEventFilter(MouseEvent.ANY, e -> {

            mouseLocation = new Point2D(e.getX(), e.getY());

            mousePressed = e.isPrimaryButtonDown();

        });

    }

    public static Image createImage(Node node) {

        WritableImage wi;

        SnapshotParameters parameters = new SnapshotParameters();
        parameters.setFill(Color.TRANSPARENT);

        int imageWidth = (int) node.getBoundsInLocal().getWidth();
        int imageHeight = (int) node.getBoundsInLocal().getHeight();

        wi = new WritableImage(imageWidth, imageHeight);
        node.snapshot(parameters, wi);

        return wi;

    }

    public static Image createBrush(double radius, Color color) {

        // create gradient image with given color
        Circle brush = new Circle(radius);

        RadialGradient gradient1 = new RadialGradient(0, 0, 0, 0, radius, false, CycleMethod.NO_CYCLE, new Stop(0, color.deriveColor(1, 1, 1, 0.3)), new Stop(1, color.deriveColor(1, 1, 1, 0)));

        brush.setFill(gradient1);

        // create image
        return createImage(brush);

    }

    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}

Вот как это выглядит:

или используя разные цвета, я добавил палитру цветов в последнем примере:

11.08.2015

Это выглядит как интересный подход. Хотя это еще не идеально, это кажется ближе к тому, что я хочу, чем моя попытка. Я собираюсь исследовать это немного подробнее, чтобы увидеть, смогу ли я заставить кисть закончить краску и заставить ее немного смешаться с другими цветами, нарисованными поверх. 11.08.2015

Есть разные способы. Вы можете добиться этого, используя e. грамм. массив заранее рассчитанных изображений. От маленького до нормального с различной непрозрачностью или изменением непрозрачности только в таймере анимации. А затем в таймере анимации вы проверяете, как долго было нажато перо, и в зависимости от этого выбираете нужное изображение. Или вы меняете только непрозрачность. Зависит от эффекта, которого вы хотите добиться. 12.08.2015

@BartCr: я добавил пример того, как вы можете изменить размер кисти и непрозрачность, когда начинаете мазок. И один с использованием модификаций для начала и конца с ограничением времени хода. На самом деле все зависит от того, чего вы хотите достичь и как вы устанавливаете параметры. 12.08.2015

+2-1 какой красивый цветок! 12.08.2015

Это гораздо больше, чем я мог просить. Я думаю, что мне нужно только немного настроить время, и у меня будет мазок кистью. 12.08.2015

Новые материалы

Кластеризация: более глубокий взгляд

Кластеризация — это метод обучения без учителя, в котором мы пытаемся найти группы в наборе данных на основе некоторых известных или неизвестных свойств, которые могут существовать. Независимо от..

Как написать эффективное резюме

Предложения по дизайну и макету, чтобы представить себя профессионально Вам не позвонили на собеседование после того, как вы несколько раз подали заявку на работу своей мечты? У вас может..

Частный метод Python: улучшение инкапсуляции и безопасности

Введение Python — универсальный и мощный язык программирования, известный своей простотой и удобством использования. Одной из ключевых особенностей, отличающих Python от других языков, является..

Как я автоматизирую тестирование с помощью Jest

Шутка для победы, когда дело касается автоматизации тестирования Одной очень важной частью разработки программного обеспечения является автоматизация тестирования, поскольку она создает..

Работа с векторными символическими архитектурами, часть 4 (искусственный интеллект)

Hyperseed: неконтролируемое обучение с векторными символическими архитектурами (arXiv) Автор: Евгений Осипов , Сачин Кахавала , Диланта Хапутантри , Тимал Кемпития , Дасвин Де Сильва ,..

Понимание расстояния Вассерштейна: мощная метрика в машинном обучении

В обширной области машинного обучения часто возникает необходимость сравнивать и измерять различия между распределениями вероятностей. Традиционные метрики расстояния, такие как евклидово..

Обеспечение масштабируемости LLM: облачный анализ с помощью AWS Fargate и Copilot

В динамичной области искусственного интеллекта все большее распространение получают модели больших языков (LLM). Они жизненно важны для различных приложений, таких как интеллектуальные..

Machine Learning JavaScript Blockchain Artificial Intelligence Data Science Cryptocurrency Software Development Python Web Development Coding Deep Learning AI Bitcoin React Software Engineering Ethereum Web3 Business Crypto Nodejs Solidity Development Front End Development Data Finance Money Java Trading Typescript Smart Contracts Productivity Tech Startup Investing Neural Networks Developer Computer Science NLP