2019/04/30 公開
・放射状模様
画像サイズと線の本数と線の角度を指定することで、黒と白の放射状模様画像を作成します。ここで紹介するプログラムで出力する画像の形式はPNGファイルです。
放射状模様
上の画像の例は、画像サイズ：256x256、線の本数：20、線の角度：10°で作成したものです。
Pattern_Radiation01.java ← クリックしてダウンロードページに移動
001: import java.awt.image.BufferedImage;
002: import java.io.File;
003: import javax.imageio.ImageIO;
004: import java.io.IOException;
005:
006: public class Pattern_Radiation01 {
007: // Math.atan2メソッドを利用し、角度の戻り値を0～2πにしたもの
008: private static double atan3( double y, double x )
009: {
010: // yが0以上の場合
011: if ( 0.0 <= y )
012: return Math.atan2( y, x );
013:
014: // yが0未満の場合
015: return Math.atan2( y, x ) + 2.0 * Math.PI;
016: }
017:
018:
019: // メイン
020: public static void main( String[] args ) {
021: // 変数宣言
022: int w, h; // 画像サイズ
023: int l_num; // 本数
024: double l_deg; // 線の角度
025: double w_deg; // 白部分の角度
026: String outname; // 出力ファイル名
027: BufferedImage img = null; // 画像格納クラス
028:
029: // 入力した引数が５以上かを調べる
030: if ( 5 > args.length ) {
031: // 入力した引数が5未満の場合、使用方法を表示する
032: System.out.println(
033: "Pattern_Radiation01 [PNG名] [幅] [高] [線の本数] [線の角度]" );
034: return;
035: }
036:
037: try {
038: // 引数を変換し、画像の幅と高さをwとhに代入
039: w = Integer.valueOf( args[ 1 ] );
040: h = Integer.valueOf( args[ 2 ] );
041:
042: // 引数を変換し、線の本数l_numに代入
043: l_num = Integer.valueOf( args[ 3 ] );
044: if ( 1 > l_num ) {
045: System.out.println( "線の本数に１以上を指定！" );
046: return;
047: }
048:
049: // 引数を変換し、線の角度l_degに代入
050: l_deg = Double.valueOf( args[ 4 ] );
051: if ( 0.0 >= l_deg ) {
052: System.out.println( "線の角度に0.0より大きい値を指定！" );
053: return;
054: }
055: }
056: catch( NumberFormatException ne )
057: {
058: System.out.println( "引数が不正です" );
059: return;
060: }
061: // 出力PNG名をoutnameに代入（拡張子".png"省略なし）
062: outname = args[ 0 ];
063:
064: // 新しい画像を作成
065: // ２４ビットカラーの画像を作成
066: try {
067: img = new BufferedImage( w, h,
068: BufferedImage.TYPE_INT_RGB );
069: } catch ( Exception e ) {
070: // 画像作成に失敗したときの処理
071: e.printStackTrace();
072: return;
073: }
074:
075: // 放射状模様 画像作成
076: int x, y;
077: int color, r, g, b; // 計算した色
078: double mx, my; // 画像の中心の座標
079: double deg, rad; // (mx,my)を原点とした(x,y)の角度
080:
081: // 画像の中心座標を計算
082: mx = (double)( w - 1 ) / 2.0;
083: my = (double)( h - 1 ) / 2.0;
084:
085: // 白部分の角度
086: w_deg = ( 360.0 - (double)l_num * l_deg ) / (double)l_num;
087:
088: // 画像作成
089: for ( y = 0; y < h; ++ y ) {
090: for ( x = 0; x < w; ++ x ) {
091: // 角度(ラジアン)を計算
092: rad = atan3( (double)y - my, (double)x - my );
093:
094: // ラジアンを度に変換
095: deg = rad * 180.0 / Math.PI;
096:
097: // 判定式
098: if ( l_deg >= ( deg % ( l_deg + w_deg ) ) )
099: r = g = b = 0;
100: else
101: r = g = b = 255;
102:
103: // rgbを合成
104: color = ( r << 16 ) + ( g << 8 ) + b;
105: // 色を設定
106: img.setRGB( x, y, color );
107: }
108: }
109:
110: try {
111: // imgをoutname(出力PNG)に保存
112: boolean result;
113: result = ImageIO.write( img, "PNG", new File( outname ) );
114: } catch ( Exception e ) {
115: // outname(出力PNG)の保存に失敗したときの処理
116: e.printStackTrace();
117: return;
118: }
119:
120: // 正常に終了
121: System.out.println( "正常に終了しました" );
122: }
123: }
Pattern_Radiation01の実行例
java Pattern_Radiation01 pattern_radiation01.png 256 256 20 10
ここからは、このJavaソースコードを上から順番に解説していきます。
001: import java.awt.image.BufferedImage; 002: import java.io.File; 003: import javax.imageio.ImageIO; 004: import java.io.IOException;
Javaのクラスライブラリの中から「java.awt.image.BufferedImage」と「java.io.File」と「javax.imageio.ImageIO」と「java.io.IOException」というパッケージにあるクラスを、このプログラム内で使うために記述します。この記述により、BufferedImageクラスとImageIOクラスが利用できるようになります。
006: public class Pattern_Radiation01 {
クラス名を、Pattern_Radiation01としています。
007: // Math.atan2メソッドを利用し、角度の戻り値を0～2πにしたもの
008: private static double atan3( double y, double x )
009: {
010: // yが0以上の場合
011: if ( 0.0 <= y )
012: return Math.atan2( y, x );
013:
014: // yが0未満の場合
015: return Math.atan2( y, x ) + 2.0 * Math.PI;
016: }
引数xとyから角度（ラジアン）を0～2πの範囲で求めるメソッドです。
詳しくはこちらを参照してください。「逆三角関数 atan3」
019: // メイン
020: public static void main( String[] args ) {
このmainメソッドからプログラムを実行します。
021: // 変数宣言 022: int w, h; // 画像サイズ 023: int l_num; // 本数 024: double l_deg; // 線の角度 025: double w_deg; // 白部分の角度 026: String outname; // 出力ファイル名 027: BufferedImage img = null; // 画像格納クラス
このプログラムで使う変数を宣言しています。
029: // 入力した引数が５以上かを調べる
030: if ( 5 > args.length ) {
031: // 入力した引数が5未満の場合、使用方法を表示する
032: System.out.println(
033: "Pattern_Radiation01 [PNG名] [幅] [高] [線の本数] [線の角度]" );
034: return;
035: }
５つ以上の引数が与えられたかをチェックし、５つ未満の場合に、使い方のメッセージを表示し、returnによってmainメソッドを抜けています。
037: try {
038: // 引数を変換し、画像の幅と高さをwとhに代入
039: w = Integer.valueOf( args[ 1 ] );
040: h = Integer.valueOf( args[ 2 ] );
041:
042: // 引数を変換し、線の本数l_numに代入
043: l_num = Integer.valueOf( args[ 3 ] );
044: if ( 1 > l_num ) {
045: System.out.println( "線の本数に１以上を指定！" );
046: return;
047: }
048:
049: // 引数を変換し、線の角度l_degに代入
050: l_deg = Double.valueOf( args[ 4 ] );
051: if ( 0.0 >= l_deg ) {
052: System.out.println( "線の角度に0.0より大きい値を指定！" );
053: return;
054: }
055: }
056: catch( NumberFormatException ne )
057: {
058: System.out.println( "引数が不正です" );
059: return;
060: }
061: // 出力PNG名をoutnameに代入（拡張子".png"省略なし）
062: outname = args[ 0 ];
与えられた引数をそれぞれ、作成する画像の幅／高さ、線の本数／角度、出力PNG名を格納する変数に代入しています。画像の幅／高さ／線の本数は、Integerクラスを使ってint型に変換しています。線の角度は、Doubleクラスを使ってdouble型に変換しています。
064: // 新しい画像を作成
065: // ２４ビットカラーの画像を作成
066: try {
067: img = new BufferedImage( w, h,
068: BufferedImage.TYPE_INT_RGB );
069: } catch ( Exception e ) {
070: // 画像作成に失敗したときの処理
071: e.printStackTrace();
072: return;
073: }
BufferedImageクラスのコンストラクタで、新しいBufferedImageを構築しています。
BufferedImageコンストラクタ
BufferedImage( int width, int height, int imageType )
■新しい BufferedImage を構築します。 パラメータ width : 構築する画像の横ピクセル height : 構築する画像の縦ピクセル imageType : 構築する画像のイメージ形式
075: // 放射状模様 画像作成 076: int x, y; 077: int color, r, g, b; // 計算した色 078: double mx, my; // 画像の中心の座標 079: double deg, rad; // (mx,my)を原点とした(x,y)の角度
081: // 画像の中心座標を計算 082: mx = (double)( w - 1 ) / 2.0; 083: my = (double)( h - 1 ) / 2.0;
画像の中心座標を計算しています。画像の座標の範囲は、左上(0,0)～右下(w-1,h-1)なので、(w-1)と(h-1)を２で割った値が画像の中心座標になります。
画像の中心座標の計算方法はこちらを参照してください。「画像の中心座標」
085: // 白部分の角度 086: w_deg = ( 360.0 - (double)l_num * l_deg ) / (double)l_num;
白の部分（線でない部分）の角度を計算しています。（線の本数×線の角度)を360から引いた値が白部分の合計の角度です。その角度を線の本数で割った値が白い部分の１つの角度として計算できます。
088: // 画像作成
089: for ( y = 0; y < h; ++ y ) {
090: for ( x = 0; x < w; ++ x ) {
091: // 角度(ラジアン)を計算
092: rad = atan3( (double)y - my, (double)x - my );
093:
094: // ラジアンを度に変換
095: deg = rad * 180.0 / Math.PI;
096:
097: // 判定式
098: if ( l_deg >= ( deg % ( l_deg + w_deg ) ) )
099: r = g = b = 0;
100: else
101: r = g = b = 255;
102:
103: // rgbを合成
104: color = ( r << 16 ) + ( g << 8 ) + b;
105: // 色を設定
106: img.setRGB( x, y, color );
107: }
108: }
画像の中の全てのピクセルの座標(x,y)を参照するループをつくり、その座標の色が黒か白かを判定していきます。判定した色を(x,ｙ)に代入していきます。
判定には、画像の中心座標(mx,my)と(x,y)を結んだ線とx軸との角度rad（ラジアン）をatan3メソッドで求め、その角度radを°単位に変換した角度deg(°)を使います。
求めた角度deg(°)を（線の角度＋白部分の角度）で割った余りを求め、その値が線の角度以下であれば黒色とし、線の角度を超えていれば白色としています。
110: try {
111: // imgをoutname(出力PNG)に保存
112: boolean result;
113: result = ImageIO.write( img, "PNG", new File( outname ) );
114: } catch ( Exception e ) {
115: // outname(出力PNG)の保存に失敗したときの処理
116: e.printStackTrace();
117: return;
118: }
BufferedImageクラスのimgのメモリ内のデータを、出力PNG名の変数(outname)に格納されているファイル名で保存します。この場合は、PNGファイル名が不正であったり、保存先のHDDなどが存在していなかったり、空き容量が少ないなどが原因で処理が失敗する可能性があります。
120: // 正常に終了 121: System.out.println( "正常に終了しました" );
全ての処理が正常終了すると、ここまで処理が実行されます。
以上です。
■関連コンテンツ
| 模様の描画 | いろいろな模様の描画方法を紹介 |
| 画像の座標系 | 画像の座標系について解説 |
| 画像の中心座標 | 画像の中心座標は？ |
| タイル画像の素材 | フリーの素材を提供 |
■新着情報
| 2022.07.07 | 外部プログラムの実行 | exeファイル実行 |
| 2022.07.06 | 完全数 | ６＝１＋２＋３ |
■広告
