前提・実現したいこと

Javaを使用してwavファイルの波形を描画するプログラムを作成しています。
ファイルパス入力画面（図１）のテキストフィールドにファイルパスを入力して表示ボタンを押すと、
波形表示画面（図２）が立ち上がり波形が折れ線グラフで描画されるという仕組みです。
ファイルパス入力画面はSwing、波形表示画面はJavaFXを使用して作成しました。
JavaFXでの波形表示は（軽Lab_javaで音声波形データを表示してみる）を参考にさせていただきました。

↑図１．ファイルパス入力画面（Swing）

↑図２．波形表示画面（JavaFX）

発生している問題・エラーメッセージ

問題１
一度目は問題なく描画できるのですが、
波形表示画面を一旦閉じて別のファイルパスを入力後、
もう一度表示ボタンを押すとエラーが出てしまい二度目以降は波形表示画面が立ち上がらなくなってしまいます。
（エラー内容は下記参照）

問題２
現在は音声データ配列の要素を35個飛ばしで折れ線グラフとして描画しているのですが、
描画処理に時間がかかってしまいます。
これ以上要素を間引くと波形がスカスカになってしまうので、何か別の方法で短時間で波形を描画する方法はありませんでしょうか。

二度目以降のエラー内容
Exception in thread "AWT-EventQueue-0" java.lang.IllegalStateException: Application launch must not be called more than once
	at com.sun.javafx.application.LauncherImpl.launchApplication(LauncherImpl.java:162)
	at com.sun.javafx.application.LauncherImpl.launchApplication(LauncherImpl.java:143)
	at javafx.application.Application.launch(Application.java:252)
	at WaveDraw.lambda$0(WaveDraw.java:148)
	at javax.swing.AbstractButton.fireActionPerformed(AbstractButton.java:2022)
	at javax.swing.AbstractButton$Handler.actionPerformed(AbstractButton.java:2348)
	at javax.swing.DefaultButtonModel.fireActionPerformed(DefaultButtonModel.java:402)
	at javax.swing.DefaultButtonModel.setPressed(DefaultButtonModel.java:259)
	at javax.swing.plaf.basic.BasicButtonListener.mouseReleased(BasicButtonListener.java:252)
	at java.awt.Component.processMouseEvent(Component.java:6539)
	at javax.swing.JComponent.processMouseEvent(JComponent.java:3324)
	at java.awt.Component.processEvent(Component.java:6304)
	at java.awt.Container.processEvent(Container.java:2239)
	at java.awt.Component.dispatchEventImpl(Component.java:4889)
	at java.awt.Container.dispatchEventImpl(Container.java:2297)
	at java.awt.Component.dispatchEvent(Component.java:4711)
	at java.awt.LightweightDispatcher.retargetMouseEvent(Container.java:4904)
	at java.awt.LightweightDispatcher.processMouseEvent(Container.java:4535)
	at java.awt.LightweightDispatcher.dispatchEvent(Container.java:4476)
	at java.awt.Container.dispatchEventImpl(Container.java:2283)
	at java.awt.Window.dispatchEventImpl(Window.java:2746)
	at java.awt.Component.dispatchEvent(Component.java:4711)
	at java.awt.EventQueue.dispatchEventImpl(EventQueue.java:760)
	at java.awt.EventQueue.access$500(EventQueue.java:97)
	at java.awt.EventQueue$3.run(EventQueue.java:709)
	at java.awt.EventQueue$3.run(EventQueue.java:703)
	at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
	at java.security.ProtectionDomain$JavaSecurityAccessImpl.doIntersectionPrivilege(ProtectionDomain.java:74)
	at java.security.ProtectionDomain$JavaSecurityAccessImpl.doIntersectionPrivilege(ProtectionDomain.java:84)
	at java.awt.EventQueue$4.run(EventQueue.java:733)
	at java.awt.EventQueue$4.run(EventQueue.java:731)
	at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
	at java.security.ProtectionDomain$JavaSecurityAccessImpl.doIntersectionPrivilege(ProtectionDomain.java:74)
	at java.awt.EventQueue.dispatchEvent(EventQueue.java:730)
	at java.awt.EventDispatchThread.pumpOneEventForFilters(EventDispatchThread.java:205)
	at java.awt.EventDispatchThread.pumpEventsForFilter(EventDispatchThread.java:116)
	at java.awt.EventDispatchThread.pumpEventsForHierarchy(EventDispatchThread.java:105)
	at java.awt.EventDispatchThread.pumpEvents(EventDispatchThread.java:101)
	at java.awt.EventDispatchThread.pumpEvents(EventDispatchThread.java:93)
	at java.awt.EventDispatchThread.run(EventDispatchThread.java:82)

ソースコード

Java
1/*
2 * 波形描画プログラム
3 * 問題1：2度目以降の描画ができない
4 * 問題2：描画処理に時間がかかる
5 */
6
7
8import java.awt.Color;
9import java.io.File;
10import java.nio.ByteBuffer;
11import java.nio.ByteOrder;
12
13import javax.sound.sampled.AudioFormat;
14import javax.sound.sampled.AudioInputStream;
15import javax.sound.sampled.AudioSystem;
16import javax.swing.JButton;
17import javax.swing.JFrame;
18import javax.swing.JLabel;
19import javax.swing.JOptionPane;
20import javax.swing.JTextField;
21
22import javafx.application.Application;
23import javafx.scene.Node;
24import javafx.scene.Scene;
25import javafx.scene.chart.LineChart;
26import javafx.scene.chart.NumberAxis;
27import javafx.scene.chart.XYChart;
28import javafx.scene.chart.XYChart.Series;
29import javafx.scene.layout.HBox;
30import javafx.stage.Stage;
31
32
33public class WaveDraw extends Application {
34	private static File file = null;// 波形を描画するファイル
35	private final double sec = 10;// チャートに表示する秒数
36	private final int skip = 35;// 描画時に間引く個数
37	private AudioFormat format = null;
38	private int[] values = null;
39
40	private static void messageBox(String message) {
41		// メッセージBoxを表示するメソッド
42		JFrame frameMB = new JFrame();
43		JLabel labelMB = new JLabel(message);
44		labelMB.setForeground(Color.RED);
45		JOptionPane.showMessageDialog(frameMB,labelMB);
46	}
47
48	@Override
49	public void start(Stage stage) throws Exception {
50		// フォント色がおかしくなることへの対処
51		System.setProperty( "prism.lcdtext" , "false" );
52		// シーングラフの作成
53		HBox box = new HBox();
54		// チャートを作成
55		init();
56		box.getChildren().add( createLineChart() );// 折れ線グラフの追加
57		// シーンの作成
58		Scene scene = new Scene( box , 900 , 300 );
59		// ウィンドウ表示
60		stage.setScene( scene );
61		stage.show();
62		stage.setResizable(false);
63	}
64
65	public void init() throws Exception {
66		// 音声ストリームを取得
67		AudioInputStream is = AudioSystem.getAudioInputStream( file );
68		// メタ情報の取得
69		format = is.getFormat();
70		// 取得する標本数を計算
71		int mount = (int) ( format.getSampleRate() * sec );
72		// 音声データの取得
73		values = new int[ mount ];
74		for( int i=0 ; i<mount ; i++ ) {
75			// 1標本分の値を取得
76			int size = format.getFrameSize();
77			byte[] data = new byte[ size ];
78			int readedSize = is.read(data);
79			// データ終了でループを抜ける
80			if( readedSize == -1 ){ break; }
81			// 1標本分の値を取得
82			switch( format.getSampleSizeInBits() ) {
83				case 8:
84					values[i] = (int) data[0];
85					break;
86				case 16:
87					values[i] = (int) ByteBuffer.wrap( data ).order( ByteOrder.LITTLE_ENDIAN ).getShort();
88					break;
89				default:
90			}
91		}
92		// 音声ストリームを閉じる
93		is.close();
94	}
95
96	@SuppressWarnings("unchecked")
97	public Node createLineChart() {
98		// 折れ線グラフ
99		NumberAxis xAxis = new NumberAxis();
100		NumberAxis yAxis = new NumberAxis();
101		LineChart<Number, Number> chart = new LineChart<Number, Number>( xAxis , yAxis );
102		chart.setMinWidth( 900 );
103		// データを作成
104		Series< Number , Number > series1 = new Series<Number, Number>();
105		series1.setName( "チャンネル１"  );
106		for( int i=0 ; i<values.length / skip ; i++ ) {
107			series1.getData().add( new XYChart.Data<Number, Number>( i * skip , values[i * skip] ) );
108		}
109		// データを登録
110		chart.getData().addAll( series1 );
111		// タイトルを設定
112		String  title   = String.format( sec + "秒間の音声波形" );
113		chart.setTitle( title );
114		// 見た目を調整
115		chart.setCreateSymbols(false);// シンボルを消去
116		series1.getNode().lookup(".chart-series-line").setStyle("-fx-stroke-width: 1px;");// 線を細く
117		return chart;
118	}
119
120	public static void main(String[] args) {
121		JFrame frame = new JFrame("波形の表示");
122		frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
123		frame.setSize(460, 160);
124		frame.setLocationRelativeTo(null);
125		frame.setLayout(null);
126		frame.setResizable(false);
127		// ラベルの作成
128		JLabel label = new JLabel("波形を表示したい音声ファイルのファイルパスを入力してください");
129		label.setBounds(30, 20, 390, 30);
130		// テキストフィールドの作成
131		JTextField text = new JTextField("例：C:/Music/SoundFile.wav");
132		text.setBounds(20, 50, 300, 30);
133		// ボタンの作成
134		JButton button = new JButton("表示");
135		button.setBounds(330, 50, 90, 30);
136		// フレームに追加＆フレームを表示
137		frame.add(label);
138		frame.add(text);
139		frame.add(button);
140		frame.setVisible(true);
141
142		// ボタンアクションを追加
143		button.addActionListener(e -> {
144			file = new File( text.getText() );
145			// ファイルの存在を確認
146			if(file.exists()) {
147				// 存在した場合は波形を描画
148				launch(args);
149			}else {
150				// 存在しない場合はメッセージを出す
151				messageBox("ファイルパスが間違っています");
152			}
153		});
154	}
155}
156

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

使用言語：Java
IDE：Eclipse

行動規範の内容に同意します

回答1件

問題１

原因は複数回Application#launchを呼び出していることです。Application#launchは「アプリケーションの実行シナリオを開始させる」という意味合いのもので一つのプログラムで1回しか行えません。

個人的にはJavaFXアプリケーションでmainメソッドを定義しない方がよいと思います。なにがしかの初期化・終了処理が必要ならinit/stopメソッドに書けばよく、mainに書くべきことがないからです。JavaFXアプリケーションには特別な規則がありましてmainメソッドを定義しなくてもよいことになっています。書かなくてもJavaFXランタイムの方で自動的にlaunchを呼び出してくれます。

また本件に直接関係しないですがJavaFXとswingの混在は個人的にお勧めしません。「昔swingで作った画面があってどうしてもそれを流用したい」といった場合ならよいでしょうがそうでないならJavaFXだけで構成した方が安心だと思います。混在させるとJavaFXとswingの両方の知識（場合によっては深い知識）が必要になってしまうと思うのです。

最初に表示するダイアログはJavaFXでも簡単に作れますので、そうしてはいかがでしょう。

問題2

詳しくコードを見てはないので単なる思いつきですが・・・
Chartは高度なグラフを描画するのに便利ではありますが、高機能であるがゆえにあまり極端に複雑なものですと速度は望めないと思います。Canvasを用いて自前で描画する方がずっと高速だと思います。しかしCanvasを用いると軸やメモリなどChartが自動で描画してくれるところを自前で実装する必要が出てきて「メンドクサイ！」と思われるかも知れません。それはそのとおりと思いますが、10秒ぐらいの音声の表示に何秒も待たなければならないという「使いずらさ」と天秤にかけると自分なら「とりあえずしかたない」とあきらめます。

しかしそれでもなんとかしたいと考えるのがプログラマーの常だと思います。もしかしたら軸だけをChartで描画してグラフそのものはChartに重ねて配置したCanvasに直接描画するなんてアイデアが使えるかも知れません。そうした工夫も試す価値があると思います。

投稿2018/11/03 07:14

KSwordOfHaste

総合スコア18394

kerakail

2018/11/05 06:30

ご回答ありがとうございます。現在のSwingで作成したボタンを押すとJavaFXの画面を立ち上げるという仕組みのままで、複数回Applicaionを起動させるということはできないのでしょうか。実は上記のプログラムは質問投稿用に組んだ簡易版プログラムでして、実際は仰る通り昔Swingで作成した音響アプリがあり、それの拡張機能として波形表示機能を実装する際にJavaFXに手を出したのです。やはり、Swingで作成した音響アプリを一からJavaFXで組み直すしか方法はないのでしょうか。