使用Java 2D API制作艺术动画

使用Java 2D API制作艺术动画

摘要：Paul Reiners 展示了如何通过 Java 2D API 和细胞自动机（cellular automata）以独特的艺术方式制作图像动画。在这个过程中，他演示了用 Java 代码实现图像操作器并介绍了循环空间（cyclic space ），循环空间是一种 2D 细胞自动机。您可以根据本文的思路创建自己的图像操作器，并使用 Java 技术创建艺术应用程序。

本文说明如何通过实现 BufferedImageOp 接口来编写自定义 Java 2D 图像处理类。它使用一个 2D 细胞自动机（CA），即循环空间，来构造图像处理应用程序。CA 会 “操作” 图像（例如，一个PEG文件），使图像不断地按有趣的方式转换。我希望本文能开阔您的视野，使您能编写一个全新的图像处理应用程序类。

2D 细胞自动机

2D 细胞自动机由分布在 2D 网格（通常称为布局）中的细胞 组成。每个细胞都有一个状态，可以是 0 到 n 之间的任意整数。清单 1 显示了如何用 Java 代码声明一个细胞自动机布局：

清单 1. 定义 TwoDCellularAutomaton.universe

protected int[][] universe;

所有细胞每个时刻都同时更新状态。一个细胞的新状态取决于该细胞的当前状态和它相邻细胞的当前状态，状态的转换根据特定的规则进行。清单 2 更新了下一时刻的布局：

清单 2. TwoDCellularAutomaton 类（部分清单）

public void update() {

    int[][] newUniverse = new int[rowCount][colCount];

    for (int row = 0; row < rowCount; row++) {

        for (int col = 0; col < colCount; col++) {

            newUniverse[row][col] = updateCell(row, col);

        }

    }

    for (int row = 0; row < rowCount; row++) {

        for (int col = 0; col < colCount; col++) {

            universe[row][col] = newUniverse[row][col];

        }

    }

}

protected abstract int updateCell(int row, int col);

不同类型的 CA 更新单个细胞所用的规则不相同。规则的定义由子类完成。