JAVA repaintでの再描画について

Question

###前提・実現したいこと
現在、swingを使ってシューティングゲームを作ろうとしているのですが、わからないところがあります。

###発生している問題
①,プログラムを実行すると、図形がプログラム通り（敵は自動、戦闘機はキー入力によって）移動するのですが、再描画前の図形が残ったままの状態になります。

②,①の状態のまま最小化を行うと再描画前の図形が消えて期待した描画が行われます。（また①の状態に戻る）
エラー文は出ません。
この問題の解決方法はあるのでしょうか。
回答宜しくお願いいたします。

package shooting;

import javax.swing.JFrame;

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		JFrame obj = new JFrame();
		Gameplay gamePlay = new Gameplay();
		obj.setBounds(10, 10, 500, 1000);
		obj.setTitle("Shooting Game");
		obj.setResizable(false);
		obj.setVisible(true);
		obj.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		obj.add(gamePlay);
	}
}

package shooting;

import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.awt.event.KeyListener;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;

import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.Timer;

public class Gameplay extends JPanel implements KeyListener, ActionListener{
	private Timer timer;
	private int enemyposX = 100;
	private int fighterposX = 240;
	private int delay = 8;
	private int enemyXdir = 5;
	private int count = 0;
	BufferedImage imgfighter;

	public Gameplay(){
		addKeyListener(this);
		setFocusable(true);
		setFocusTraversalKeysEnabled(false);
		timer = new Timer(delay, this);
		timer.start();
	}
	public void paint(Graphics g){

		//enemy
		g.setColor(Color.red);
		g.fillRect(enemyposX, 100, 50, 50);
		//Fighter
//		g.setColor(Color.blue);
//		g.fillRect(fighterposX, 800, 40, 40);
		File file = new File("D:\\ShootingGame\\src\\shooting\\nc98625.png");
		try{
			imgfighter = ImageIO.read(file);
		} catch (Exception e){
		}
		g.drawImage(imgfighter, fighterposX, 800, this);

		g.dispose();
	}

	@Override
	public void actionPerformed(ActionEvent e) {
		moveEnemy();
		repaint();
	}

	@Override
	public void keyTyped(KeyEvent e) {
	}

	@Override
	public void keyPressed(KeyEvent e) {
		if(e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_RIGHT){
			if(fighterposX >=  460){
				fighterposX = 460;
			} else {
				moveRight();
			}
		}
		if(e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_LEFT){
			if(fighterposX <= 0){
				fighterposX = 0;
			} else {
				moveLeft();
			}
		}
		if(e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_SPACE){
		}
	}

	@Override
	public void keyReleased(KeyEvent e) {

	}
	public void moveRight(){
		fighterposX += 10;
	}
	public void moveLeft(){
		fighterposX -= 10;
	}
	public void moveEnemy(){
		count ++;
		if(count == 10){
			if(enemyposX > 445 || enemyposX < 0){
				enemyXdir = -enemyXdir;
				enemyposX += enemyXdir;
			}
			if(enemyposX <= 445 || enemyposX >= 0){
				enemyposX += enemyXdir;
			}
			count = 0;
		}
	}
}

Answer 1

umyuさんがコメントされているSwing Painting Guidelinesに参考になる情報が載っています。umyuさんがコメントされている「paintComponentをオーバーライドすべき」という点も大事な点ではありますが、本件についてのポイントはopaqueプロパティーの方です。

opaqueがtrueだと、それは「このコンポーネント上への再描画(paintComponent)では全てのピクセルを描画しますよ」ということを意味し、swingのランタイムは再描画に先立って背景のクリアは必要はないと判断します。
逆にfalseだと、「このコンポーネントは前景として必要な部分のピクセルのみ再描画します」ということを意味するためswingのランタイムは再描画に先立って背景を自動的にクリアしてくれます。

さて、JPanelのデフォルトのopaqueはtrueです。つまりJPanel#paint(それはpaintBorderやpaintChildrenやpaintComponentなどを呼び出しますが)の結果として境界内の全てのピクセルが描画するという考え方のため事前に背景をクリアしないということになります(※)。

一方、JComponentのデフォルトのopaqueはfalseです。こちらは子供のないコンポーネントなので「背景以外のみを描画したい」ことが多く、再描画の際には背景を自動的にクリアしてくれた方が都合がよいためfalseになっていると言えましょう。

※備考：昔のswingではデフォルトでダブルバッファリングしてなかった（オフスクリーンバッファを持ってはいなかった）ため、描画の度に背景をクリアすることをやってましたが現在ではダブルバッファリングが標準で有効になっている(少なくともWindowsでは)ため、JPanelのような子供コンポーネントを持つコンテナにとっては再描画の度に背景をクリアする必要はないため最適化の観点からopaqueをtrueにしているのだろうと思います。

以上より質問者さんの問題の解決には２つ(細かく言えば３つ)の戦略があります。

• GameplayクラスをJPanelの派生のままにする

setOpaque(false)をコンストラクターで呼び出しすか、またはpaintComponentの先頭で背景色により全ての領域を塗りつぶして(fillRectして)ください。

• GameplayクラスをJComponentの派生にする

基底クラスを変更するだけで期待する動作になります。

現時点ではGameplayクラスには子供を何も配置していないので上記の３種類のいずれでもＯＫと思います。ただ将来何か子供コンポーネントを配置しようと考えているならJPanelの派生とする戦略で進めるとよいでしょう。

---

蛇足：本件と本質的に関係ない点ですが実装上の問題点になり得る点をコメントします。

• setVisible(true)の後にswingコンポーネントにアクセスするのは止めましょう

setVisible(true)は最後に行うべきです。理由の話は長くなるのでこちらの質問を参照ください。

• イメージファイルのロード契機

本件では飛行機のアイコンのような小さなイメージですので実行開始時点でGameplayのインスタンス生成時に読み込んでフィールドへ覚えておく方が一般的だと思います。再描画時に毎回読み込むのは性能的によろしくないと思います。

• イメージファイルのロードの仕方

絶対パスで読み込んでますが、このイメージがプログラムに属するものならプロジェクトを別の場所へ移動した際やjarに纏めて配布するといった場合にコードを書き替える必要が生じます。以下のようにするとよいと思います。Gameplay.javaと同じ場所にイメージファイルを置いておけばIDE上で実行する場合でもjarへまとめてからjava -jar xxx.jarで実行してもコードを書き替える必要はなくなりますので。

Gameplay() { // コンストラクター
  ...
  try {
    InputStream is = getClass().getResourceAsStream("nc98625.png")) {
    imgfighter = ImageIO.read(is);
  } catch (IOException ex) {
    throw new RuntimeException(ex);
  }
}

Comments

[nyu]

とてもわかりやすい説明、ありがとうございます。

Answer 2

Swing Painting Guidelines (英語)

SwingはpaintメソッドをOverrideするのではなく、代わりにpaintComponentをOverrideしてください。

    @Override
    public void paintComponent(Graphics g){
        super.paintComponent(g);
        //enemy
        g.setColor(Color.red);
        g.fillRect(enemyposX, 100, 50, 50);
        //Fighter
//        g.setColor(Color.blue);
//        g.fillRect(fighterposX, 800, 40, 40);
File file = new File("D:\\ShootingGame\\src\\shooting\\nc98625.png");
        try{
            imgfighter = ImageIO.read(file);
        } catch (Exception ex){
            System.out.println(ex);
        }
        g.drawImage(imgfighter, fighterposX, 800, this);
        // disposeは不要なのでコメントアウト
        // g.dispose();
    }

---

ここからは余談です。
Enemyデータと表示(Gameplay)でクラスを２つに分割した方が、Gameplayクラスで持つフィールド変数を少なくすることができます。
1, private Timer timer;　の直後の行に以下の1行を追加

private final Enemy enemy = new Enemy();

2, public void paintComponent(Graphics g) メソッド内のg.fillRect(enemyposX, 100, 50, 50);を変更

g.fillRect(enemy.getPosX(), 100, 50, 50);

3, public void actionPerformed(ActionEvent e) メソッド内のmoveEnemy();を変更

enemy.move();

4, Enemyクラスを追加。

class Enemy {

    private int enemyposX = 100;
    private int enemyXdir = 5;
    private int count = 0;
    int getPosX() {
        return enemyposX;
    }
    void move() {
        count++;
        if (count == 10) {
            if (enemyposX > 445 || enemyposX < 0) {
                enemyXdir = -enemyXdir;
                enemyposX += enemyXdir;
            }
            if (enemyposX <= 445 || enemyposX >= 0) {
                enemyposX += enemyXdir;
            }
            count = 0;
        }
    }
}

Comments

[nyu]

解決できました。ありがとうございました。