局域网多媒体教学系统中基于JAVA的屏幕监控

(1．2．梧州学院计算机与电子信息工程系，广西梧州543002)
1 前言
笔者所介绍的屏幕监控是整个局域网多媒体教学系统的一个子功能，负责把学生端的屏幕图像传输
到教师机并进行实时显示，主要用到屏幕拷贝与图像传输技术。笔者以JAVA作为开发平台，使用Robot类
进行屏幕图像的抓取，利用BufferedImage类完成图像的缓冲，基于Socket方式建立局域网内的连接，将
屏幕图像传输到另外一台机器，再进行图像的显示。重点介绍屏幕拷贝技术与图像传输的实现方法和步
骤。
2 屏幕图像获取
要实现对学生机的屏幕监控功能，首先要获取学生机的屏幕图像，对获取的图像进行比例变换，然
后传输到教师机，并在教师机进行显示。屏幕监控功能的实现步骤如图1所示。

java．awt包中的Robot类提供了createScreenCapture(Rectangle screenRect)方法，该方法能创
建一个以屏幕像素为内容的图像，且该图像不包含鼠标指针。该方法返回BufferedImage类的对象，
BufferedImage类定义在java．awt．image包中，继承了java．awt．Image类，但两者有明显的区别，前者
为缓冲区图像，是指直接在计算机内存(缓冲区)中创建的图像，n 后者对应的图像一般是文件。其中，
方法的形式参数为java．awt包中Rectangle类的对象，表示一个矩形，该矩形建立在屏幕坐标系上，坐
标原点在屏幕的左上角，如图2所示，(0，0)为屏幕坐标系的原点。水平向右的方向为x轴正向，垂直向
下的方向表示Y轴正向。其中x，Y表示矩形左上角的顶点在屏幕坐标系中的位置；width，height用以
表示矩形的长度和宽度，单位是像素。x，Y，width，height皆为整型值，定义为JAVA中的int类型。

抓取屏幕图像的操作如下：
Robot robot=new Robot 0：
Rectangle screenRect=new Rectangle(X，Y，width，height)；
BufferedImage buffer=robot．createScreenCapture(screenRect)：
buffer对象所表示的图像内容，是从(X，y)点算起的长为width个像素宽为height个像素的矩形的
内容。
对于局域网多媒体教学系统而言，教师机监控的是学生机的全屏图像，因此对学生机的屏幕抓图操
作是全屏拷贝：
Toolkit too1=getToo1kit 0；
Dimension dim=too1．getScreenSize 0：／／获取屏幕大小
Rectangle screenRect=new Rectangle(0，0，dim．width，dim．height)：／／矩形为屏幕大小
经过这些操作后，buffer对象所表示的图像内容即为学生机的屏幕图像，图像大小与学生机实际的
分辨率有关。
3 图像转换
在教师机上需要同时显示多台学生机的屏幕图像，因此需要对抓取得到的屏幕图像大小进行转换，
即对上述代码中buffer对象所表示的缓冲区图像进行缩小的转换。图像转换的过程如图3所示。

“转换处理”定义图像处理相关的操作，旋转变换、比例变换、平移变换等。对于BufferedImage，
因为涉及图像缓冲技术，图像保存在内存中，因此可以对其进行像素级的处理，完成极其复杂的图像变
换加工。原始的做法为编写针对像素RGB值或显示位置进行操作的具体代码。图像比例变换的变换矩阵
如图4所示。

图4中，x木，y水表示转换后的像素坐标，X，Y表示转换前的像素坐标。SX表示x方向的缩放系数，
sy表示y方向的缩放系数。为了避免上述复杂的操作，JAVA提供了可直接操作的方法来处理类似问题。
java．awt．geom包中的AffineTransform类结合java．awt．image包中的AffineTransform0p类可实现比
例变换：
AffineTransform atm=new AffineTransform 0：
atm．setToScale(SX，sy)：／／x，Y方向的缩放系数
AffineTransform0p ap=new AffineTransformOp(atm，nul1)：
ap．fi I ter(buffer，target)：／／通过输入buffer得到输出target
4 传输图像
数据在网络中进行通信，有两种方式：面向连接形式和数据报形式。但图像的传输与数据的传输
有着明显区别，数据传输对延时等问题没有过高的要求。，图像的传输对实时性和同步性要求较高。参
考文献[3]提出采用数据报的形式进行图像的实时传输，尽管在一定程度上强调了传输速度，但对数据完
整性要求不高，会引起经常性的图像显示不完整。笔者选择的是基于Socket的面向连接方式，它提供点
对点的可靠连接，并且通过使用ImageIO类的方法直接读写图像，比起用字节数组的方式去读写图像来说
速度要快很多。ImageIO类定义在javax．imageio包中，可以读写数据流中的图像信息，并且能够进行简
单的编码与解码。JAVA中的Socket通信主要由两方面组成：Socket类和ServerSocket类，在java．ne t包
中定义。
笔者设计学生机作C1ient端，教师机作Server端。对于屏幕监控，是把学生机的屏幕图像实时地
动态地传输并显示到教师机上。学生机为数据的发送端，教师机为数据的接收端。
学生端主要代码：
Socket st=new Socket( 192．168．0．100 ，8888)：／／192．168．0．100为教师机IP
out=st．getOutputStream 0：／／创建输出流对象out，定义为OutputStream类型
ImageIO．write(target， bmp ，out)；／／按bmp格式输出缩小后的屏幕图像target
在接收端通过调用构造方法ServerSocket (int port，int backlog)创建ServerSocket类的对象，
指定针对某个具体端口号的Socket通信，且最多允许backlog个连接请求，再通过该对象调用accept 0
方法等待并接受发送端的连接请求。在发送端通过调用构造方法Socket(InetAddress address，int port)
创建Socket类的对象，建立与接收端的连接。
教师端主要代码：
ServerSocket sst=new ServerSocket(8888，loo)：
Socket socket=sst．accept 0：
in=socket．getInputStream 0；／／~,J建输入流对象in，定义为InputStream类型
bi=ImagelO．read(in)：／／读取学生端传来的屏幕图像，bi为BufferedImage类型
5 显示图像
学生机的屏幕图像传输到教师机后，读出的图像为BufferedImage类型。接下来的关键操作就是显
示该图像。
java．awt包中的Graphics2D类通过继承Graphics类，得到drawlmage(Image img，int X，int Y，
ImageObserver observer)方法，可绘制缓冲区中的图像。重写paint方法：
publ ic void paint(Graphics g)
{
Graphics2D t=(Graphics2D)g：
t．drawlmage(bi，0，0，thi s)：
)

(本文来自教程天下：www.nba114.com)

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