Java Swingの見た目を自由自在に！javax.swing.plafパッケージ徹底解説

Java Swingでデスクトップアプリケーションを開発する際、機能性はもちろんのこと、その「見た目」と「操作感」もユーザー体験を左右する重要な要素です。 Swingでは、この見た目（Look）と操作感（Feel）をまとめてLook and Feel (L&F)と呼びます。

Swingの大きな特徴の一つは、このL&Fをアプリケーションのコアロジックから分離し、プラグインのように切り替え可能にしている点です。これを実現しているのが、Pluggable Look and Feel (PLAF) アーキテクチャです。 そして、そのアーキテクチャの中核を担うのが、今回解説するjavax.swing.plafパッケージとその関連パッケージ群なのです。

この記事では、javax.swing.plafパッケージの基本的な概念から、具体的なL&Fの変更方法、さらにはUIのカスタマイズといった応用的なテクニックまで、詳細に解説していきます。

SwingアプリケーションのL&Fを管理する上で、最も重要なクラスが<strong class="has-text-info">javax.swing.UIManager</strong>です。 このクラスは、L&Fの管理に関する様々な静的メソッドを提供しており、いわばL&Fの司令塔のような役割を果たします。

利用可能なLook and Feelの取得

まず、現在利用可能なL&Fのリストを取得してみましょう。UIManager.getInstalledLookAndFeels()メソッドを使用します。 このメソッドはUIManager.LookAndFeelInfoの配列を返します。LookAndFeelInfoオブジェクトには、L&Fの名前と、それを実装するクラスの完全修飾名が含まれています。

import javax.swing.UIManager;

public class ShowAvailableLAFs {
    public static void main(String[] args) {
        UIManager.LookAndFeelInfo[] lafs = UIManager.getInstalledLookAndFeels();
        for (UIManager.LookAndFeelInfo info : lafs) {
            System.out.println("Name: " + info.getName());
            System.out.println("ClassName: " + info.getClassName());
            System.out.println("--------------------");
        }
    }
}

Look and Feelの変更

L&Fを変更するには、UIManager.setLookAndFeel()メソッドを使用します。 引数には、L&Fを実装するクラスの完全修飾名を文字列で渡すのが一般的です。 L&Fを変更した後は、必ずSwingUtilities.updateComponentTreeUI()を呼び出して、既存のコンポーネントのUIを更新する必要があります。 これを怠ると、表示が崩れるなどの問題が発生する可能性があります。

import javax.swing.*;

public class SetLookAndFeelExample {
    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            try {
                // Nimbus Look and Feelに設定
                String nimbusClassName = "javax.swing.plaf.nimbus.NimbusLookAndFeel";
                UIManager.setLookAndFeel(nimbusClassName);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }

            JFrame frame = new JFrame("Look and Feel Example");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setSize(300, 200);

            JPanel panel = new JPanel();
            panel.add(new JButton("Button"));
            panel.add(new JCheckBox("Check Box"));
            frame.add(panel);
            
            // L&F変更後にコンポーネントが作成された場合でも、
            // フレーム全体に設定が適用される。
            // 既存のコンポーネントを更新する場合はupdateComponentTreeUIが必要。
            // SwingUtilities.updateComponentTreeUI(frame);

            frame.setLocationRelativeTo(null);
            frame.setVisible(true);
        });
    }
}

また、特定のOSに依存しないクロスプラットフォームL&Fや、実行環境のOSネイティブなL&Fを簡単に取得するための便利なメソッドも用意されています。

• UIManager.getCrossPlatformLookAndFeelClassName(): クロスプラットフォームL&F（通常は”Metal”）のクラス名を取得します。
• UIManager.getSystemLookAndFeelClassName(): 現在のOSのネイティブL&Fのクラス名を取得します。

Javaには、デフォルトでいくつかのL&Fがバンドルされています。それぞれの特徴を理解し、アプリケーションの目的に合わせて選択することが重要です。

なぜL&Fを簡単に切り替えられるのでしょうか。その秘密は、Swingのコンポーネント設計にあります。 Swingの各コンポーネント（例: JButton, JTree）は、自身の描画やイベント処理の多くを、対応するUIデリゲートと呼ばれるクラスに委譲しています。

このUIデリゲートは、すべてのコンポーネントUIクラスの基底クラスであるjavax.swing.plaf.ComponentUIを継承しています。 そして、各コンポーネントに対応した、より具体的な基底クラスがjavax.swing.plaf.basicパッケージ内に提供されています（例: BasicButtonUI, BasicTreeUI）。

UIDefaults：L&Fのプロパティ辞書

各L&Fは、色、フォント、アイコン、境界線といったUIに関する大量のデフォルト値を保持しています。 これらの値はjavax.swing.UIDefaultsクラスのインスタンス（実質的にはハッシュテーブル）にキーと値のペアとして格納されています。

UIManager.get()やUIManager.put()メソッドを使うことで、このデフォルトテーブルに直接アクセスし、値を参照したり、変更したりすることができます。 これにより、L&F全体を変更することなく、特定の部分だけを細かくカスタマイズすることが可能になります。

import javax.swing.*;
import java.awt.Color;

public class UIDefaultsExample {
    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            // パネルの背景色をデフォルトのL&Fから取得して出力
            Color originalColor = UIManager.getColor("Panel.background");
            System.out.println("Original Panel.background: " + originalColor);

            // Panel.backgroundの色をグローバルに変更
            UIManager.put("Panel.background", Color.LIGHT_GRAY);
            UIManager.put("Button.background", Color.CYAN);

            JFrame frame = new JFrame("UIDefaults Example");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setSize(400, 200);

            JPanel panel = new JPanel();
            panel.add(new JButton("Customized Button"));
            panel.add(new JLabel("This panel has a new background color."));
            frame.add(panel);

            frame.setLocationRelativeTo(null);
            frame.setVisible(true);
        });
    }
}

このテクニックを使えば、「ボタンのデフォルトフォントを少し大きくする」「エラーメッセージの文字色を赤にする」といった微調整が簡単に行えます。

標準のL&Fでは満足できない場合や、企業ブランドに合わせた独自のUIを作成したい場合は、カスタムL&Fを作成するという選択肢があります。 完全にゼロから作成するのは大変ですが、既存のL&Fを継承して拡張する方法なら、比較的手軽に始められます。

最も簡単なカスタマイズは、UIDefaultsを変更することです。 例えば、Metal L&Fをベースに、独自のカラーテーマを持つL&Fを作成してみましょう。 そのためには、javax.swing.plaf.metal.MetalLookAndFeelを継承し、カラースキームを定義するMetalThemeを独自のものに差し替えます。

import javax.swing.plaf.metal.*;
import javax.swing.plaf.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.Font;

// 1. カスタムテーマを作成
class MyTheme extends DefaultMetalTheme {
    @Override
    public String getName() {
        return "My Custom Theme";
    }

    // ウィンドウタイトルなどの主要な色1 (シアン系)
    private final ColorUIResource primary1 = new ColorUIResource(52, 152, 219);
    // メニューの選択時などの主要な色2 (明るい青)
    private final ColorUIResource primary2 = new ColorUIResource(41, 128, 185);
    // ボタン押下時などの主要な色3 (濃い青)
    private final ColorUIResource primary3 = new ColorUIResource(21, 98, 155);

    @Override
    protected ColorUIResource getPrimary1() { return primary1; }
    @Override
    protected ColorUIResource getPrimary2() { return primary2; }
    @Override
    protected ColorUIResource getPrimary3() { return primary3; }
    
    // コントロールのテキストフォントを変更
    @Override
    public FontUIResource getControlTextFont() {
        return new FontUIResource(new Font("SansSerif", Font.BOLD, 14));
    }
}

// 2. MetalLookAndFeelを継承したカスタムL&Fクラスを作成
public class CustomLookAndFeel extends MetalLookAndFeel {
    @Override
    public String getName() {
        return "Custom LAF";
    }
    
    @Override
    public String getID() {
        return "CustomLAF";
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return "A custom Look and Feel based on Metal";
    }

    public CustomLookAndFeel() {
        super();
        // 作成したカスタムテーマを設定
        setCurrentTheme(new MyTheme());
    }

    // 3. アプリケーションでカスタムL&Fを使用
    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            try {
                // カスタムL&Fを設定
                UIManager.setLookAndFeel(new CustomLookAndFeel());
            } catch (UnsupportedLookAndFeelException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            JFrame frame = new JFrame("Custom Look and Feel Test");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setSize(400, 300);
            
            JMenuBar menuBar = new JMenuBar();
            JMenu menu = new JMenu("File");
            menu.add(new JMenuItem("Open"));
            menu.add(new JMenuItem("Exit"));
            menuBar.add(menu);
            frame.setJMenuBar(menuBar);

            JPanel panel = new JPanel();
            panel.add(new JButton("Click Me!"));
            panel.add(new JCheckBox("Enable Feature"));
            panel.add(new JProgressBar(0, 100));
            frame.add(panel);

            frame.setLocationRelativeTo(null);
            frame.setVisible(true);
        });
    }
}

このように、既存のL&Fを土台にすることで、色やフォントといったデザインの根幹部分を効率的に変更し、独自のブランドイメージをアプリケーションに反映させることが可能です。

L&F全体を変更するのではなく、「このボタンだけ見た目を変えたい」といった、特定のコンポーネントインスタンスだけをカスタマイズしたい場合もあります。 これには、コンポーネントのsetUI()メソッドを使い、独自のComponentUI実装を直接設定する方法が有効です。

例として、角が丸く、グラデーション背景を持つ特別なボタンを作成してみましょう。 これには、javax.swing.plaf.basic.BasicButtonUIを継承し、paint()メソッドをオーバーライドします。

import javax.swing.*;
import javax.swing.plaf.basic.BasicButtonUI;
import java.awt.*;
import java.awt.geom.RoundRectangle2D;

// 1. BasicButtonUIを継承したカスタムUIクラスを作成
class GradientButtonUI extends BasicButtonUI {
    @Override
    public void installUI(JComponent c) {
        super.installUI(c);
        AbstractButton button = (AbstractButton) c;
        button.setOpaque(false); // 不透明をfalseにしないと背景が描画されない
        button.setBorder(BorderFactory.createEmptyBorder(10, 20, 10, 20));
    }

    @Override
    public void paint(Graphics g, JComponent c) {
        AbstractButton b = (AbstractButton) c;
        ButtonModel model = b.getModel();
        Graphics2D g2 = (Graphics2D) g.create();
        
        g2.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
        
        int width = c.getWidth();
        int height = c.getHeight();

        // ボタンの背景色を決定
        Color startColor, endColor;
        if (model.isPressed()) {
            startColor = new Color(0, 100, 0); // 押下時: 濃い緑
            endColor = new Color(50, 180, 50);
        } else if (model.isRollover()) {
            startColor = new Color(100, 220, 100); // マウスオーバー時: 明るい緑
            endColor = new Color(0, 120, 0);
        } else {
            startColor = new Color(0, 128, 0); // 通常時: 緑
            endColor = new Color(85, 180, 85);
        }

        // グラデーションで塗りつぶし
        GradientPaint gp = new GradientPaint(0, 0, startColor, 0, height, endColor);
        g2.setPaint(gp);
        // 角丸の矩形を描画
        g2.fill(new RoundRectangle2D.Float(0, 0, width, height, 20, 20));

        g2.dispose();

        // テキストやアイコンを描画するためにスーパークラスのpaintを呼び出す
        super.paint(g, c);
    }
}

// 2. カスタムUIをボタンに適用
public class CustomComponentUIExample {
    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            try {
                UIManager.setLookAndFeel(UIManager.getSystemLookAndFeelClassName());
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }

            JFrame frame = new JFrame("Custom Component UI");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.CENTER, 20, 50));

            // 通常のボタン
            JButton normalButton = new JButton("Normal Button");

            // カスタムUIを適用したボタン
            JButton customButton = new JButton("Special Button");
            customButton.setUI(new GradientButtonUI());
            customButton.setForeground(Color.WHITE); // テキスト色を白に

            frame.add(normalButton);
            frame.add(customButton);

            frame.setSize(400, 200);
            frame.setLocationRelativeTo(null);
            frame.setVisible(true);
        });
    }
}

このアプローチにより、アプリケーション全体のデザインルールを維持しつつ、特定のコンポーネントにだけ特別な役割や意味を持たせるための視覚的な強調を加えることができます。 paint()メソッド内でJava 2D APIを駆使すれば、非常に自由度の高い描画が可能です。

自分でカスタムL&Fを実装するのは強力な手段ですが、多くの時間と労力を要します。 幸いなことに、世界中の開発者が作成した高品質なオープンソースまたは商用のサードパーティ製L&Fライブラリが数多く存在します。 これらを利用することで、手軽にモダンで魅力的なUIを実現できます。

近年人気のあるライブラリの一つに「FlatLaf」があります。 FlatLafは、フラットデザインを採用したモダンでクリーンなL&Fで、LightテーマとDarkテーマの両方をサポートしています。 導入も非常に簡単です。

FlatLafの導入例

まず、MavenやGradleなどを使ってFlatLafライブラリをプロジェクトに追加します。 その後、アプリケーションの起動時にFlatLaf.setup()メソッドを呼び出すだけで適用できます。

import com.formdev.flatlaf.FlatDarkLaf;
import javax.swing.*;

public class ThirdPartyLAFExample {
    public static void main( String[] args ) {
        // FlatLafのDarkテーマをセットアップ
        // この一行をmainメソッドの最初に追加するだけ
        FlatDarkLaf.setup();
        
        // 通常通りSwingアプリケーションを起動
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            JFrame frame = new JFrame("FlatLaf (Dark) Example");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setSize(500, 400);

            JTabbedPane tabbedPane = new JTabbedPane();
            JPanel panel1 = new JPanel(new FlowLayout());
            panel1.add(new JLabel("Username:"));
            panel1.add(new JTextField(10));
            panel1.add(new JPasswordField(10));
            tabbedPane.addTab("Login", panel1);

            JPanel panel2 = new JPanel();
            panel2.add(new JCheckBox("Option 1"));
            panel2.add(new JCheckBox("Option 2"));
            panel2.add(new JRadioButton("Select A"));
            panel2.add(new JRadioButton("Select B"));
            tabbedPane.addTab("Settings", panel2);

            frame.add(tabbedPane);
            
            frame.setLocationRelativeTo(null);
            frame.setVisible(true);
        });
    }
}

本記事では、Java SwingのUIカスタマイズの核となるjavax.swing.plafパッケージについて、その基本から応用までを網羅的に解説しました。

UIManagerによるL&Fの簡単な切り替えから、標準L&Fの特徴、そしてComponentUIを介したPLAFアーキテクチャの仕組み、さらにはカスタムL&Fの実装やサードパーティ製ライブラリの活用まで、Swingが提供する柔軟で強力なUIカスタマイズ機能を理解いただけたかと思います。

Swingは古い技術だという見方もありますが、そのアーキテクチャは非常によく設計されており、javax.swing.plafを使いこなすことで、現代のアプリケーションに見劣りしない、あるいはそれ以上にユニークで魅力的なデスクトップアプリケーションを構築することが可能です。 ぜひ、ここで得た知識を活かして、あなただけのSwingアプリケーションを創造してみてください。