Comment utiliser un BufferStrategy ?

**Pecose** · 07/07/2018, 16h41

Bonjour tout le monde,
Est t'il possible de dessiner avec un BufferStrategy pixel par pixel?
J'ai ce code pour un BufferedImage:

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
2
BufferedImage image = new BufferedImage(window.getWidth(), window.getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
int[] pixels = ((DataBufferInt) image.getRaster().getDataBuffer()).getData();

Est ce qu'il existe ce principe la pour BufferStrategy ou bien est ce que je doit dessiner le BufferedImage dans le BufferStrategy?
Si je fait ça, je perd peut être l’intérêt du BufferStrategy.
Et quelqu'un peut t'il m'expliquer quel est la différence entre buffering hardware et software?
BufferedImage = software? BufferStrategy = hardware?
Quel est la différence mécanique entre les deux?
Merci de votre aide.

**bouye** · 09/07/2018, 00h25

BufferStrategy and BufferCapabilities sur le Java Tutorial d'Oracle

A priori non dans le sens ou tu ne peux manipuler qu'un Graphics (ou alors tu fais des drawRect() de taille 1x1 ce qui n'est pas forcement efficace). Par contre tu peux dessiner pixel par pixel (setRGB()) dans le raster d'une image que tu dessines ensuite d'un bloc dans le buffer comme tu le pressentait.

EDIT - ca support acceleration matérielle alors que simplement utiliser un buffer offscreen c'est tout fait de manière logicielle. Ce faisant tu utilises une technique assez ancienne utilisée par les demo-makers d’antan pour faire des changement de contexte/scene/page/buffer rapide (page-flipping) ce qui permettait a l’époque de faire des animations assez chiadées avec peu de puissance et de moyens et surtout sans acceleration 2D sur les petites cartes video poussives qu'on avait il y a 20-30 ans en accédant directement a la mémoire video de la carte.

Envoyé par https://docs.oracle.com/javase/10/docs/api/java/awt/image/BufferStrategy.html

The BufferStrategy class represents the mechanism with which to organize complex memory on a particular Canvas or Window. Hardware and software limitations determine whether and how a particular buffer strategy can be implemented. These limitations are detectable through the capabilities of the GraphicsConfiguration used when creating the Canvas or Window.
It is worth noting that the terms buffer and surface are meant to be synonymous: an area of contiguous memory, either in video device memory or in system memory.

There are several types of complex buffer strategies, including sequential ring buffering and blit buffering. Sequential ring buffering (i.e., double or triple buffering) is the most common; an application draws to a single back buffer and then moves the contents to the front (display) in a single step, either by copying the data or moving the video pointer. Moving the video pointer exchanges the buffers so that the first buffer drawn becomes the front buffer, or what is currently displayed on the device; this is called page flipping.

Alternatively, the contents of the back buffer can be copied, or blitted forward in a chain instead of moving the video pointer.

Double buffering:

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
2
3
4
5
                    ***********         ***********
                    *         * ------> *         *
 [To display] <---- * Front B *   Show  * Back B. * <---- Rendering
                    *         * <------ *         *
                    ***********         ***********

Triple buffering:

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
2
3
4
5
 [To      ***********         ***********        ***********
 display] *         * --------+---------+------> *         *
    <---- * Front B *   Show  * Mid. B. *        * Back B. * <---- Rendering
          *         * <------ *         * <----- *         *
          ***********         ***********        ***********

**Pecose** · 09/07/2018, 12h51

Ok merci pour ta réponse.
J'aurais dû commencé par le commencement.
Mon objectif est de faire un outil qui me gère la lumière dans un jeu 2d.
Actuellement je fait ça avec des «Area.substract()» mais tu peut pas faire de dégradés.
Tout ça dans une Frame avec le code que j'ai donné plus haut.
Donc tu me dit que le double buffering hardware c'est dépasser.
Du coup quels objets je devrais utilisé?

**bouye** · 10/07/2018, 00h33

Non pas du tout ce n'est pas dépassé, ca permet de faire des trucs super rapides et sympa et c'est toujours utilisé quand tu fais de la 2D et de la video de bas niveau (pour la 3D je ne sais pas par contre). Le truc c'est que quand tu passes ton temps a utiliser des API de haut niveau comme moi (Java2D ou JavaFX) et ben tu perds l'habitude de manipuler ce genre de choses. Par contre souvent a cœur de ces API de haut niveau il y a des accelerations qui sont faite avec ce genre de chose.

Il est tout a fait possible d'utiliser des degrades en manipulant des alpha-composites ! Cela permet également d'utiliser des masques avec des bords adoucis (via un blur par exemple) chose pas possible si on se contente d'utiliser un clip. Dans une composition la couleur de remplissage importe donc si c'est un degrade (d'une couleur a une autre ou d'une couleur solide vers la couleur transparente) alors ca a bien un impact sur le résultat final. Si j'ai le temps aujourd'hui je vais essayer de faire un exemple en Java2D.

**bouye** · 10/07/2018, 06h37

Voici un exemple rapide et pas du tout optimise de ce qu'on peut faire en utilisant les alpha composites. Ici pour simuler un brouillard de guerre et un champ de vision. J'ai tape ca assez vite donc il y a sans doute des trous de performance partout (il suffit d'agrandir la fenêtre pour voir que ca rame bien - ca ira mieux peut-être en n'appliquant pas de blur dans la zone visible ou en changeant les rendering hints des graphics) donc il y a pas mal d'optimisations possibles a faire dont en autre le fait de faire que le calque visible ne soit qu'une petite image au lieu d'une image de la meme taille que la zone de jeu et le classique usage du clip pour restreindre ce qui est redessine (rien ne change jamais sur les bords de la fenêtre sauf en cas de redimensionnement donc ca sert a rien de les redessiner).

les touches droite et gauche permettent de faire tourner le champ de vision autour du joueur, la touche espace permet d’exporter les principaux calques dans le repertoire de l'application.

PS : c'est du code JDK 10 qui a été testé sur le JDK 11 preview. Donc il faut remplacer var par le type exact pour faire tourner sur le JDK 9 ou moins.

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
package composites;
 
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ComponentAdapter;
import java.awt.event.ComponentEvent;
import java.awt.event.KeyAdapter;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.awt.geom.Arc2D;
import java.awt.geom.Ellipse2D;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.awt.image.ConvolveOp;
import java.awt.image.Kernel;
import java.io.File;
import java.util.Optional;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;
 
public final class Main extends JPanel {
 
    private static final Paint FOG = new Color(0, 0, 10, 150);
    private static final Color TRANSPARENT = new Color(0, 0, 0, 0);
    private static final ConvolveOp BOX_BLUR_5 = createBoxBlurOp(5);
    private static final ConvolveOp BOX_BLUR_20 = createBoxBlurOp(20);
    private final Shape player;
    private final Shape fow;
    private final Paint fowFill;
    private Shape playground;
    private final Paint backgroundFill;
    private BufferedImage defaultBackground;
    private BufferedImage visibleBackground;
    private BufferedImage visibleMask;
    private BufferedImage fogOgWarMask;
    private BufferedImage fogOfWar;
    private float fowAngle = 0;
 
    private Main() {
        player = new Ellipse2D.Float(-5, -5, 10, 10);
        fow = new Arc2D.Float(-200, -200, 400, 400, -45, 90, Arc2D.PIE);
        fowFill = new RadialGradientPaint(0, 0, 100, new float[]{0.5f, 0.95f}, new Color[]{Color.WHITE, TRANSPARENT}, MultipleGradientPaint.CycleMethod.NO_CYCLE);
        backgroundFill = createBackgroundTexture();
        addComponentListener(new ComponentAdapter() {
            @Override
            public void componentResized(ComponentEvent event) {
                final var insets = getInsets();
                final int width = Math.max(0, getWidth() - (insets.left + insets.right));
                final int height = Math.max(0, getHeight() - (insets.top + insets.bottom));
                playground = new Rectangle(0, 0, width, height);
                // Clear to make sure layers are re-created
                visibleMask = null;
                fogOgWarMask = null;
                defaultBackground = null;
                visibleBackground = null;
                fogOfWar = null;
                repaint();
            }
        });
        setFocusable(true);
        requestFocus();
        addKeyListener(new KeyAdapter() {
            @Override
            public void keyReleased(KeyEvent event) {
                switch (event.getKeyCode()) {
                    case KeyEvent.VK_SPACE: {
                        exportLayers();
                    }
                    break;
                    default:
                }
                event.consume();
            }
 
            @Override
            public void keyPressed(KeyEvent event) {
                switch (event.getKeyCode()) {
                    case KeyEvent.VK_LEFT: {
                        fowAngle--;
                    }
                    break;
                    case KeyEvent.VK_RIGHT: {
                        fowAngle++;
                    }
                    break;
                    default:
                }
                repaint();
                event.consume();
            }
        });
    }
 
    public static void main(String... args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> launch(args));
    }
 
    private static void launch(String... args) {
        final var frame = new JFrame();
        frame.setContentPane(new Main());
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setSize(new Dimension(500, 500));
        frame.setVisible(true);
    }
 
    private static Paint createBackgroundTexture() {
        final var image = createAcceleratedImage(100, 100, Transparency.TRANSLUCENT);
        final var g2d = setupGraphics(image.createGraphics());
        try {
            g2d.setPaint(Color.WHITE);
            g2d.fillRect(0, 0, 100, 100);
            g2d.setPaint(Color.BLUE);
            g2d.fillRect(25, 25, 50, 50);
        } finally {
            g2d.dispose();
        }
        return new TexturePaint(image, new Rectangle(100, 100));
    }
 
    private static BufferedImage createAcceleratedImage(final int width, final int height, final int transparency) {
        final var ge = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment();
        final var gc = ge.getDefaultScreenDevice().getDefaultConfiguration();
        return gc.createCompatibleImage(width, height, transparency);
    }
 
    private static BufferedImage toAccceleratedimage(final BufferedImage source) {
        final var destination = createAcceleratedImage(source.getWidth(), source.getHeight(), source.getTransparency());
        final var g2d = setupGraphics(destination.createGraphics());
        try {
            g2d.drawImage(source, 0, 0, null);
        } finally {
            g2d.dispose();
        }
        return destination;
    }
 
    private static Graphics2D setupGraphics(final Graphics2D g2d) {
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
        return g2d;
    }
 
    private static BufferedImage clearImage(final BufferedImage image) {
        final var g2d = setupGraphics(image.createGraphics());
        try {
            g2d.setComposite(AlphaComposite.Clear);
            g2d.setPaint(Color.BLACK);
            g2d.fillRect(0, 0, image.getWidth(), image.getHeight());
        } finally {
            g2d.dispose();
        }
        return image;
    }
 
    private static void exportImage(final BufferedImage image, final String name) {
        try {
            ImageIO.write(image, "png", new File(name));
        } catch (Exception ex) {
            Logger.getGlobal().log(Level.SEVERE, ex.getMessage(), ex);
        }
    }
 
    private static ConvolveOp createBoxBlurOp(final int radius) {
        final int size = radius * 2 + 1;
        final float weight = 1.0f / (size * size);
        final float[] data = new float[size * size];
        for (int i = 0; i < data.length; i++) {
            data[i] = weight;
        }
        final var kernel = new Kernel(size, size, data);
        return new ConvolveOp(kernel);
    }
 
    @Override
    protected void paintComponent(Graphics g) {
        super.paintComponent(g);
        final var insets = getInsets();
        final int width = Math.max(0, getWidth() - (insets.left + insets.right));
        final int height = Math.max(0, getHeight() - (insets.top + insets.bottom));
        if (width == 0 || height == 0 || playground == null) {
            return;
        }
        final double centerX = width / 2d;
        final double centerY = height / 2d;
        final var g2d = setupGraphics((Graphics2D) g.create(insets.left, insets.top, width, height));
        try {
            visibleMask = renderVisibleFowMask(visibleMask, width, height);
            fogOgWarMask = renderFogOfWarMask(fogOgWarMask, width, height);
            defaultBackground = renderDefaultBackground(defaultBackground, width, height);
            visibleBackground = renderVisibleBackground(visibleBackground, width, height);
            fogOfWar = renderFogOfWar(fogOfWar, width, height);
            g2d.drawImage(defaultBackground, 0, 0, null);
            g2d.drawImage(visibleBackground, 0, 0, null);
            g2d.translate(centerX, centerY);
            g2d.setPaint(Color.RED);
            g2d.fill(player);
            g2d.translate(-centerX, -centerY);
            g2d.drawImage(fogOfWar, 0, 0, null);
        } finally {
            g2d.dispose();
        }
    }
 
    private BufferedImage renderDefaultBackground(BufferedImage image, final int width, int height) {
        // This background is static, no need to re-render every time.
        if (image == null || image.getWidth() != width || image.getHeight() != height) {
            image = createAcceleratedImage(width, height, Transparency.OPAQUE);
            final var g2d = setupGraphics(image.createGraphics());
            try {
                g2d.setPaint(backgroundFill);
                g2d.fill(playground);
            } finally {
                g2d.dispose();
            }
            image = BOX_BLUR_20.filter(image, null);
            image = toAccceleratedimage(image);
        }
        return image;
    }
 
    private BufferedImage renderVisibleBackground(BufferedImage image, final int width, int height) {
        if (image == null) {
            image = createAcceleratedImage(width, height, Transparency.TRANSLUCENT);
        } else {
            image = clearImage(image);
        }
        final var g2d = setupGraphics(image.createGraphics());
        try {
            g2d.drawImage(visibleMask, 0, 0, null);
            g2d.setComposite(AlphaComposite.SrcIn);
            g2d.setPaint(backgroundFill);
            g2d.fill(playground);
        } finally {
            g2d.dispose();
        }
        return image;
    }
 
    private BufferedImage renderVisibleFowMask(BufferedImage image, final int width, int height) {
        if (image == null) {
            image = createAcceleratedImage(width, height, Transparency.TRANSLUCENT);
        } else {
            image = clearImage(image);
        }
        final double centerX = width / 2d;
        final double centerY = height / 2d;
        final var g2d = setupGraphics(image.createGraphics());
        try {
            g2d.translate(centerX, centerY);
            g2d.rotate(2 * Math.PI * fowAngle / 360d);
            g2d.setPaint(fowFill);
            g2d.fill(fow);
        } finally {
            g2d.dispose();
        }
        image = BOX_BLUR_5.filter(image, null);
        image = toAccceleratedimage(image);
        return image;
    }
 
    private BufferedImage renderFogOfWarMask(BufferedImage image, final int width, int height) {
        if (image == null) {
            image = createAcceleratedImage(width, height, Transparency.TRANSLUCENT);
        } else {
            image = clearImage(image);
        }
        final var g2d = setupGraphics(image.createGraphics());
        try {
            g2d.drawImage(visibleMask, 0, 0, null);
        } finally {
            g2d.dispose();
        }
        for (int y = 0; y < image.getHeight(); y++) {
            for (int x = 0; x < image.getWidth(); x++) {
                final int source = image.getRGB(x, y);
                final int alpha = (source >> 24) & 0xFF;
                final int red = (source >> 16) & 0xFF;
                final int green = (source >> 8) & 0xFF;
                final int blue = (source >> 0) & 0xFF;
                final int destination = (255 - alpha) << 24 | (red << 16) | (green << 8) | (blue << 0);
                image.setRGB(x, y, destination);
            }
        }
        return image;
    }
 
 
    private BufferedImage renderFogOfWar(BufferedImage image, final int width, int height) {
        if (image == null) {
            image = createAcceleratedImage(width, height, Transparency.TRANSLUCENT);
        } else {
            image = clearImage(image);
        }
        final var g2d = setupGraphics(image.createGraphics());
        try {
            g2d.drawImage(fogOgWarMask, 0, 0, null);
            g2d.setComposite(AlphaComposite.SrcIn);
            g2d.setPaint(FOG);
            g2d.fill(playground);
        } finally {
            g2d.dispose();
        }
        return image;
    }
 
    private void exportLayers() {
        Optional.ofNullable(visibleMask)
                .ifPresent(image -> exportImage(image, "fow-mask-visible.png"));
        Optional.ofNullable(fogOgWarMask)
                .ifPresent(image -> exportImage(image, "fow-mask-fog-of-war.png"));
        Optional.ofNullable(defaultBackground)
                .ifPresent(image -> exportImage(image, "layer-background-default.png"));
        Optional.ofNullable(visibleBackground)
                .ifPresent(image -> exportImage(image, "layer-background-visible.png"));
        Optional.ofNullable(fogOfWar)
                .ifPresent(image -> exportImage(image, "layer-fog-of-war.png"));
        // Test: make sure clearImage really clears content.
        Optional.ofNullable(defaultBackground)
                .ifPresent(image -> {
                    var image2 = createAcceleratedImage(image.getWidth(), image.getHeight(), Transparency.TRANSLUCENT);
                    final var g2d = setupGraphics(image.createGraphics());
                    try {
                        g2d.setPaint(Color.RED);
                        g2d.fillRect(0, 0, image.getWidth(), image.getHeight());
                    } finally {
                        g2d.dispose();
                    }
                    image2 = clearImage(image2);
                    exportImage(image2, "test-clear.png");
                });
    }
}

Nom : Untitled.jpg
Affichages : 371
Taille : 28,4 Ko

Comme ca fait pas mal de temps que je ne fais plus de Java2D assez soutenu, j'ai du replonger le nez dans qq bouquins notamment "Filthy Rich Clients - Developing Animated and Graphical Effects for Desktop Java Applications" de Chet Haase et Romain Guy. Des effect bien plus complexes que ce que j'ai fait ici sont possibles dont des effects / shaders qui impactent les valeurs des pixels ce qui permet de renforcer les éclairages par exemple (en faisant des effets de light, multiply, burn ou autre comme peuvent le faire les logiciels de dessin qui fonctionnent avec des calques). En combinant le tout avec des composites ont peut faire des scenes 2D assez chiadées.

PS : l’énorme cadre noir est du au gros blur que je fais sur l'image de fond. Plusieurs manières possibles de contourner ce soucis (parmi d'autres sans doute) :

Utiliser une image de fond plus grosse qui dépasse de la zone a l’écran de tous les cotés (bof bof = sur-consommation mémoire).
Faire le blur directement sur la mini image servant de source a la texture (mais des soucis de raccord dans la texture peuvent apparaître lorsqu'on blur trop).
Créer une 1ere image temporaire 3 x 3 (ou plus) la taille de la texture, faire un blur et en extraire la partie centrale pour créer la texture definitive.

**Pecose** · 10/07/2018, 22h25

Énorme, merci beaucoup.
J'ai déjà utilisé les composites mais comme le résultat ramait énormément j'en ai conclus que ce n'était pas fait pour les animations.
Par contre il y a beaucoup de truc que je n'ai pas compris dans le code.

visibleMask, fogOgWarMask, defaultBackground, visibleBackground, fogOfWar
Ça représente quoi à l'écran?

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
2
addComponentListener(new ComponentAdapter() {
public void componentResized(ComponentEvent event) {

Ça sert à quoi? Qu'est ce que tu peut faire du ComponentEvent?

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
2
3
4
5
private static BufferedImage createAcceleratedImage(final int width, final int height, final int transparency) {
final var ge = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment();
final var gc = ge.getDefaultScreenDevice().getDefaultConfiguration();
return gc.createCompatibleImage(width, height, transparency);
}

A quoi ça sert? Comment ça marche?

Quel est la parti du code qui "trou" le brouillard de guerre pour donner la visibilité?

Quel est la partie du code qui floute le terrain?

Merci beaucoup de ton aide.
Ça m'apporte beaucoup et ça me fait super plaisir que tu ai pris autant temps pour répondre.

Comment utiliser un BufferStrategy ?

Java

Vue hybride

Discussions similaires

Partager

Partager