Lecture

Java プログラミング入門

このページは、学部2年生向け授業である、「マルチメディアプログラミング実習」 のために用意しました。

(Wikiの仕様で大文字小文字が混在した英単語に疑問符?が追加されるところがありますが、無視してください。)

マウスイベント

マウスイベントを受け取るには、Mouse ListenerやMouse Motion Listenerなどをインプリメントします。 以下のようにするとイベントをうけとれるます。

まずはMouse Motion Listenerを試してみましょう。 マニュアル

によると、実装しないといけないメソッドはmouse Draggedとmouse Movedです。

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;

public class MouseTest extends JFrame implements MouseMotionListener{
	
	public void mouseDragged(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse dragged!");
	}
	public void mouseMoved(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse moved!");
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		MouseTest test = new MouseTest();
		test.setTitle("MouseTest");
		test.addMouseMotionListener(test);
		test.setSize(400,300);
		test.setVisible(true);
		test.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
	}
	
}

次に、Mouse Listenerも実装してみましょう。マニュアル

によると、

これを追加します。宣言で

public class MouseTest extends JFrame implements MouseListener, MouseMotionListener{

として、またmainに

		test.addMouseListener(test);

を追加します。

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;

public class MouseTest extends JFrame implements MouseListener, MouseMotionListener{
	
	public void mouseClicked(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse clicked!");
	}
	public void mouseEntered(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse entered!");
	}
	public void mouseExited(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse exited!");
	}
	public void mousePressed(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse pressed!");
	}
	public void mouseReleased(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse released!");
	}
	public void mouseDragged(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse dragged!");
	}
	public void mouseMoved(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse moved!");
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		MouseTest test = new MouseTest();
		test.setTitle("MouseTest");
		test.addMouseListener(test);
		test.addMouseMotionListener(test);
		test.setSize(400,300);
		test.setVisible(true);
		test.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
	}
	
}

サウンドファイルを再生する

http://siio.jp/lecture/Sounds/Ping.aiff

(他にも、Basso.aiff Frog.aiff Hero.aiff Pop.aiff Submarine.aiff Blow.aiff Funk.aiff Morse.aiff Purr.aiff Tink.aiff Bottle.aiff Glass.aiff Ping.aiff Sosumi.aiff を置いておきました)

これを再生するプログラムを作ってみましょう。以下で再生できます。

import java.io.File;
import javax.sound.sampled.*;
 
public class AudioInputStreamExample {
  public static void main(String[] args) {
 
    try {
      File file = new File("Ping.aiff");
      AudioInputStream stream = AudioSystem.getAudioInputStream(file);
      Clip clip = AudioSystem.getClip();
      clip.open(stream);
      clip.start();
 
      // sleep to allow enough time for the clip to play
      Thread.sleep(500);
 
      stream.close();
 
    } catch (Exception ex) {
      System.out.println(ex.getMessage());
    }
  }
}

他の環境でのGUIプログラミングの例

X11

以下の内容の新しいファイル,buttontest.cを作ってください. printfの逆スラッシュが正しくコピペできてないかもしれないので,注意してください. 入力が面倒なら,添付ファイルの buttontest.c をダウンロードしてください.

#include <X11/Xlib.h>
#include <stdio.h>
 
int main (){
	Display *display = XOpenDisplay (NULL);
	XEvent event;
	Window window = XCreateSimpleWindow(display, DefaultRootWindow(display),0,0,150,100,0,0,0);
	XSelectInput(display,window,KeyPressMask | ButtonPressMask |  ButtonReleaseMask);
	XMapWindow(display, window);
	XFlush(display);

	while(1) {
		XNextEvent(display,&event);
		switch (event.type) {
		  case KeyPress: 
			printf("key\n");
			break;
		  case ButtonPress:
			printf("button down\n");
			printf("button\n");
			break;
		  case ButtonRelease:
			printf("button up\n");
			break;
		}
	}
	return 0;
}

以下のコマンドでコンパイルしてください.

cc -L/usr/X11R6/lib -I/usr/X11R6/include buttontest.c -lX11

出来上がったファイルを,./a.outで実行してください.

Mac OS X

How2MacOSXProgramming を見てください

iPhone

How2iPhoneProgramming を見てください

簡単なアニメーション

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;

class SimpleAnime extends JFrame {

	private void init() {
		this.setTitle("SimpleAnime");
		this.setSize(300,200);
		this.setVisible(true);
		this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		SimpleAnime frame = new SimpleAnime();
		frame.init();
	}
}
import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;

class SimpleAnime extends JFrame {
	JPanel panel;
	Graphics g;
	
	private void init() {
		this.setTitle("SimpleAnime");
		this.setSize(300,200);
		panel = new JPanel();
		this.getContentPane().add(panel);
		this.setVisible(true);
		this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		g=panel.getGraphics();
		g.setColor(Color.blue);

		int x=0, xdelta=10;
		while(true) {
			g.fillOval(x,80,50,50);
			try{Thread.sleep(50);}catch(Exception e){}
			g.clearRect(x, 80, 52,52);
			x+=xdelta;
			if(x>250) xdelta=-10;
			if(x<0) xdelta=10;
		}
		
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		SimpleAnime frame = new SimpleAnime();
		frame.init();
	}
}

http://gyazo.com/12d1f047af8d4f87f7199c8a7db66080.png

上記のプログラムでは、main()で、frame.init()したあと、このメソッドで無限にアニメーション書き換えを行うことになります。なので、二度とmain()には戻ってきません。(以下で示した、メニューは、また別のスレッドで動くので、このままでも動きます)

アニメーションだけをするなら、これでも良いのですが、他にも仕事をしたい場合には難しいですし、やれないことはないですが、タイミングを計るのが難しいです。ということで、アニメーションする部分は、別のスレッドにして、そちらに任せてしまうのが通常です。

以下のように、別のインスタンスを別スレッドで動かします。別スレッドで動かすインスタンスを作るために、Animatorという名前のクラスを用意しました。別スレッドで動かすためには、Runnableをimplementする必要があります。ここで必須のrunというメソッドが、裏で実行されるので、そこに、上記のプログラムのアニメーション描画部分をそっくり移動させます。Graphics gの情報を伝えておく必要があるので、それを設定するメソッドも作りました。アニメーションしつつ、main()の方で数字を表示しています。

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;
import java.lang.Thread;

class Animator implements Runnable {
	Graphics g;

	public void setGraphics(Graphics animeG) {
		g=animeG;
	}

	public void run() {
		int x=0, xdelta=10;
		while(true) {
			g.fillOval(x,80,50,50);
			try{Thread.sleep(50);}catch(Exception e){}
			g.clearRect(x, 80, 52,52);
			x+=xdelta;
			if(x>250) xdelta=-10;
			if(x<0) xdelta=10;
		}
	}
}

class SimpleAnime extends JFrame {
	JPanel panel;
	Graphics g;
	Animator animator;
	
	private void init() {
		animator=new Animator();
		this.setTitle("SimpleAnime");
		this.setSize(300,200);
		panel = new JPanel();
		this.getContentPane().add(panel);
		this.setVisible(true);
		this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		g=panel.getGraphics();
		g.setColor(Color.blue);
		
		animator.setGraphics(g);
		new Thread(animator).start();
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		SimpleAnime frame = new SimpleAnime();
		frame.init();
		
		for(int i=0;;i++) {
			System.out.println(i);
			try {Thread.sleep(500);}catch(Exception e){}
		}
	}
}

こういうのを作ってほしい

http://lab.siio.jp/index.php?plugin=attach&pcmd=open&file=SimpleAnime.class&refer=Lecture

ヒント:上のアニメーションのプログラムに、メニューを取り付けて、 action Performedでメニューからのイベントを受け取れば良いです。 メニューの動きは、プログラム本来の動きと並列に動いてくれるので、 上のアニメーションのようなアニメーション以外何もできない手抜きアニメーションでも、 メニューは動いてくれます。

ヒント: action Performed ではこうしたら良い

public void actionPerformed(ActionEvent e) { 
		String command = e.getActionCommand(); 
		if(command=="red") g.setColor(Color.red); 
		if(command=="blue") g.setColor(Color.blue); 

ヒント:メニューはSimple Animeでつくって、action listenerをanimatorにしました。メニューを作るところがながいので、メソッドに分けました。

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;
import java.lang.Thread;

class Animator implements Runnable, ActionListener {

略			
	public void actionPerformed(ActionEvent e) { 
		String command = e.getActionCommand(); 
		if(command !=null) { 
			System.out.println(command); 
		} 
		if(command=="red") g.setColor(Color.red); 
		if(command=="blue") g.setColor(Color.blue); 
		if(command=="yellow") g.setColor(Color.yellow); 
		if(command=="fast") xdelta=30; 
		if(command=="slow") xdelta=5; 
	} 

略

}

class SimpleAnime extends JFrame  {

略

	 
	private void makeMenu() { 
		JMenuBar menubar = new JMenuBar(); 
		JMenu menu = new JMenu("color"); 
		JMenu menuSpeed = new JMenu("speed"); 
		 
		JMenuItem item1 = new JMenuItem("red"); 
		item1.addActionListener(animator); 
		item1.setActionCommand("red"); 
		JMenuItem item2 = new JMenuItem("blue"); 
		item2.addActionListener(animator); 
		item2.setActionCommand("blue"); 
		JMenuItem item3 = new JMenuItem("yellow"); 
		item3.addActionListener(animator); 
		item3.setActionCommand("yellow"); 
		menu.add(item1); 
		menu.add(item2); 
		menu.add(item3); 
		 
		JMenuItem item4 = new JMenuItem("fast"); 
		item4.addActionListener(animator); 
		item4.setActionCommand("fast"); 
		JMenuItem item5 = new JMenuItem("slow"); 
		item5.addActionListener(animator); 
		item5.setActionCommand("slow"); 
		menuSpeed.add(item4); 
		menuSpeed.add(item5); 
	 
		menubar.add(menu); 
		menubar.add(menuSpeed); 
		this.setJMenuBar(menubar);
	} 

略	

}

上記のプログラムにメニューを追加して、 ボールの色と速さをメニューで指定するようにしました。 メニューはメインのJFrameインスタンスで作ってこれに貼りつけていますが、 Action Listenerは、別スレッドで動いているAnimatorクラスのインスタンスとしました。

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;
import java.lang.Thread;

class Animator implements Runnable, ActionListener {
	Graphics g;
	int xdelta =5;

	public void setGraphics(Graphics animeG) {
		g=animeG;
	}
			
	public void actionPerformed(ActionEvent e) { 
		String command = e.getActionCommand(); 
		if(command !=null) { 
			System.out.println(command); 
		} 
		if(command=="red") g.setColor(Color.red); 
		if(command=="blue") g.setColor(Color.blue); 
		if(command=="yellow") g.setColor(Color.yellow); 
		if(command=="fast") xdelta=30; 
		if(command=="slow") xdelta=5; 
	} 
	
	public void run() {
		int x=0;
		while(true) {
			g.fillOval(x,80,50,50);
			try{Thread.sleep(50);}catch(Exception e){}
			g.clearRect(x, 80, 52,52);
			x+=xdelta;
			if(x>250) xdelta=-xdelta;
			if(x<0) xdelta=-xdelta;
		}
	}
}

class SimpleAnime extends JFrame  {
	JPanel panel;
	Graphics g;
	Animator animator;
	 
	private void makeMenu() { 
		JMenuBar menubar = new JMenuBar(); 
		JMenu menu = new JMenu("color"); 
		JMenu menuSpeed = new JMenu("speed"); 
		 
		JMenuItem item1 = new JMenuItem("red"); 
		item1.addActionListener(animator); 
		item1.setActionCommand("red"); 
		JMenuItem item2 = new JMenuItem("blue"); 
		item2.addActionListener(animator); 
		item2.setActionCommand("blue"); 
		JMenuItem item3 = new JMenuItem("yellow"); 
		item3.addActionListener(animator); 
		item3.setActionCommand("yellow"); 
		menu.add(item1); 
		menu.add(item2); 
		menu.add(item3); 
		 
		JMenuItem item4 = new JMenuItem("fast"); 
		item4.addActionListener(animator); 
		item4.setActionCommand("fast"); 
		JMenuItem item5 = new JMenuItem("slow"); 
		item5.addActionListener(animator); 
		item5.setActionCommand("slow"); 
		menuSpeed.add(item4); 
		menuSpeed.add(item5); 
	 
		menubar.add(menu); 
		menubar.add(menuSpeed); 
		this.setJMenuBar(menubar);
	} 
	
	private void init() {
		animator = new Animator();
		this.setTitle("SimpleAnime");
		this.setSize(300,200);
		this.makeMenu();
		panel = new JPanel();
		this.getContentPane().add(panel);
		this.setVisible(true);
		this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		g=panel.getGraphics();
		g.setColor(Color.blue);
		
		animator.setGraphics(g);
		new Thread(animator).start();
	}

	public static void main(String[] args) {
		SimpleAnime frame = new SimpleAnime();
		frame.init();
		
		for(int i=0;;i++) {
			System.out.println(i);
			try {Thread.sleep(500);}catch(Exception e){}
		}
	}
}

http://gyazo.com/d5db8ca6fa153520e94ee7d2b7a93915.png

アニメーションの途中で、ボールがちらつくことがあります。 ボールの場所を矩形で消して、新しいボールを描いているので、 その途中の作業が見えてしまうからです。 これを無くすには、ダブルバッファの手法を用います。 すなわち、描画する面をもう一枚用意して、 そちらに描画し、 描画が終わったところで、一気に更新する方法です。

ダブルバッファの手法は、授業の最終課題である「お絵かきプログラム」のところで説明します。

線を引く簡単なプログラム

JPanelのサブクラスを作りました。

import javax.swing.JPanel;
import java.awt.Graphics;

public class DrawPanel extends JPanel {

	public void drawLine(int x1, int y1, int x2, int y2){
		Graphics g = this.getGraphics();
		g.drawLine(x1, y1, x2, y2);
	}
 }

こちらはメインのプログラム。JFrameのサブクラスで、これに上記のJPanelのサブクラスを貼付けます。 リスナーになっているので、こちらでマウスなどのイベントを受け取ります。

import java.awt.event.MouseEvent;
import java.awt.event.MouseMotionListener;

import javax.swing.JFrame;

public class SimpleDraw extends JFrame implements MouseMotionListener {

	int lastx=0, lasty=0, newx, newy;
	DrawPanel panel;
 

	public void mouseMoved(MouseEvent arg0) {
       }

	public void mouseDragged(MouseEvent arg0) {
		newx=arg0.getX();
		newy=arg0.getY();
		panel.drawLine(lastx,lasty,newx,newy);
		lastx=newx;
		lasty=newy;
	}


	private void init() {
		this.setTitle("Simple Draw");
		this.setSize(300, 200);
		this.addMouseMotionListener(this);
		panel=new DrawPanel();
		this.getContentPane().add(panel);
		this.setVisible(true);
		this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		SimpleDraw frame=new SimpleDraw();
		frame.init();
	}

}

Java Appletの作り方

いままでは、Java Applicationを作ってました。 これはjavaコマンドから実行するアプリケーションでした。 このほか、Javaには、Java Appletという実行形式式があります。 Appletは、webページなどで動かすことができます。 もともとは、webサービスでクライアント側でアプリケーションを動かすために 開発されました。

AppletはAppletクラスを継承して作ります。 Appletクラスは、java.awt.Panelを継承しています。 なにができるのかは、java のマニュアルをみてください。

たとえば、次のようなプログラムをAppletTest.javaとして作ります。 これをコンパイルします。

import java.awt.*;
import java.applet.*;

public class AppletTest extends Applet {
    public void paint(Graphics g) {
        g.drawString("Hello World!!", 60, 30);
    }
}

これはhtmlの中から呼び出すことができます。 たとえば、つぎのような、index.htmlをつくります。

<html>
<head><title>Applet Test</title></head>
<body>

<applet code="AppletTest.class" width="300" height="150">
</applet>

</body>
</html>

これを、さきほどコンパイルしたclassと同じディレクトリにおいて、 webブラウザで開くと、java appletのプログラムが動きます。

http://gyazo.com/637225a1c08bef7e853944ad9b8ed390.png

または、このhtmlファイルをアップレットビューアでみることもできます。

appletviewer index.html 

などして動作を確認できます。

http://gyazo.com/d8174aace858dc50e603ee0fef62bcf7.png

つぎのようにすれば、上の先の例で示す、お絵描きプログラムも作ることができます。 init()は、起動したときに最初に一度だけ呼び出されるメソッドです。

import java.awt.*;
import java.applet.*;
import java.awt.event.MouseMotionListener;
import java.awt.event.*;

public class AppletTest extends Applet implements MouseMotionListener {

int lastx,lasty,newx,newy;
Graphics g;
   
    public void mouseMoved(MouseEvent arg0) {
    }

    public void mouseDragged(MouseEvent arg0) {
	newx=arg0.getX();
	newy=arg0.getY();
	g.drawLine(lastx,lasty,newx,newy);
	lastx=newx;
	lasty=newy;
    }

    public void paint(Graphics g) {
	g.drawString("Hello World!!", 60, 30);
    }

    public void init() {
	g=this.getGraphics();
	this.addMouseMotionListener(this);
    }

}

appletviewerで見てみます。

http://gyazo.com/2c88f97c8f7234e5e3eb72dcd9b2713a.png

webブラウザでもみてみましょう。 (注意:Safariでは、読み込まれたappletが残っていますので、 更新したappletを試すためには、 Safariを一旦終了して起動しなおしてください。)

http://gyazo.com/143be91363a277f04a0fa8b1f5d5a43a.png

webサーバにおけば、世界中から使うこともできます。以下をクリックしてみてください。

http://siio.jp/lecture/applet/

Eclipseを使ってみよう

http://gyazo.com/4383db7fb81f9eacbf5cc959ff77a33d.png

	private static final long serialVersionUID = 42L;

という変数を定義しておきます。


マルチメディアプログラミングの最終課題

提出課題として最低やってほしいこと

機能拡張:以下のことができれば加点します

機能拡張の詳細はSimpleDraw

を見てください。SimpleDrawのページでは、

の2通りの拡張を書いてあります。どちらの方針で進めていただいても結構です。 説明書に、工夫したところを書いておいてください。

取扱説明書の作り方

出来上がったプログラムの提出方法

締切

昨年度の優秀作品例



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