Java3D

Java3D学习JAVA3D学习系列（一）网络上的JAVA3D学习资料1.这里有SUN公司为我们提供的学习资料。2.~nadeau/Courses/VR99/java3d.zip这是一个非常好的JAVA3D学习资料。（12，058K），里面有许多例子。大家可以从~nadeau/中得到VRML和JAVA3D的许多资料。JAVA3D学习系列（二）一。JAVA3D的作用：JAVA3D可用在三维动画、三维游戏、机械CAD等领域。1.可以用来编写三维形体，但和VRML不同，JAVA3D没有基本形体，不过我们可以利用JAVA3D所带的UTILITY生成一些基本形体如立方体、球、圆锥等，我们也可以直接调用一些软件如ALIAS、LIGHTWARE、3DSMAX生成的形体，也可以直接调用VRML2.0生成的形体。2.可以和VRML一样，使形体带有颜色、贴图。3.可以产生形体的运动、变化，动态地改变观测点的位置及视角。4.具有交互作用，如点击形体时会使程序发出一个信号从而产生一定的变化。5.可以充分利用JAVA语言的强大功能，编写出复杂的三维应用程序。6.JAVA3D具有VRML所没有的形体碰撞检查功能（这也是本人目前中意JAVA3D的原因）。二。OPENGL、VRML、DIRECT3D、JAVA3D的比较由于OPENGL的跨平台特性，许多人利用OPENGL编写三维应用程序，不过对于一个非计算专业的人员来说，利用OPENGL编写出复杂的三维应用程序是比较困难的，且不说C（C++）语言的掌握需要花费大量时间精力，当我们需要处理复杂问题的时候，我们不得不自己完成大量非常繁琐的工作。当然，对于编程高手来说，OPENGL是他们发挥才能的非常好的工具。VRML2.0(VRML97)自1997年12月正式成为国际标准之后，在网络上得到了广泛的应用，编写VRML程序非常方法（VRML语言可以说比BASIC、JAVASCRIPT等语言还要简单），同时可以编写三维动画片、三维游戏、用于计算机辅助教学，因而其应用前景非常广阔尤其适合在中国推广应用。不过由于VRML语言功能目前还不是很强（如目前没有形体之间的碰撞检查功能），与JAVA语言等其它高级语言的连接较难掌握，因而失去了一些计算机高手的宠爱。但我们认为，我们可以让大学里的文理科学生利用VRML编写多媒体应用程序，让学生很快地对编写程序感兴趣，从而使国内的计算机水平得到提高。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建，它主要应用于三维游戏的编程，目前相关的学习资料难于获得，由于它一般需要VC等编程工具进行编程，需要编程人员具有较高的C++等高级语言的编程功底，因而难以普及。JAVA3D是建立在JAVA2（JAVA1.2)基础之上的，JAVA语言的简单性使JAVA3D的推广有了可能。OPENGL和JAVA3D之间的比较可以看成汇编语言与C语言之间的比较，一个是低级的，一个是高级的（也许这样比较不太恰当）。JAVA3D给我们编写三维应用程序提供了一个非常完善的API，它可以帮助我们：生成简单或复杂的形体（也可以直接调用现有的三维形体）使形体具有颜色、透明效果、贴图。可以在三维环境中生成灯光、移动灯光。可以具有行为（Behavior）的处理判断能力（键盘、鼠标、定时等）可以生成雾、背景、声音等。可以使形体变形、移动、生成三维动画。可以编写非常复杂的应用程序，用于各种领域如VR。三。如何获得JAVA3D运行环境从我们可以获得最新的JAVA3D运行环境，目前最新的版本是1.1.1，在安装之前需要安装jdk1.2。在编写JAVA3D程序之前，我们需要了解一些概念，完成一些准备工作。一.JAVA3D的数据结构JAVA3D实际上是JAVA语言在三维图形领域的扩展，JAVA3D的编程和JAVA一样，是面向对象的编程。JAVA3D的数据结构采用的是SceneGraphsStructure（场景图），这一灵活的树状结构与显示列表多少有些相似之处，但运用起来更耐用（MoreRobust)。JAVA3D的场景图是DAG（Directed-acyclicGraph)，即具有方向性的不对称图形。场景图中有许多线和线的交汇点，交汇点称为节点（Node），不管什么节点，它都是JAVA3D类的实例（InstanceofClass），线（Arc)表示实例之间的关系。在JAVA3D的场景图中，最底层（根部）的节点是VirtualUniverse，每一个场景图只能有一个VirtualUniverse。在VirtualUniverse上面，就是Locale节点，每个程序可以有一个或多个Locale，但同时只能有一个Locale处于显示状态，就好象一个三维世界非常大，有很多个景点，但我们同时只能在一个景点进行观察。当然我们可以从一个景点跳到另一个景点，不过绝大多数程序只有一个Locale。每一个Locale上面拥有一个到多个BranchGroup节点。我们知道，要想建立我们的三维应用环境，我们必须建立所需要的形体（Shape），给出形体的外观（Appearance）及几何信息（Geometry），再把它们摆放在合适的位置，这些形体及其摆放位置都建立在BranchGroup节点之上,摆放位置通过另一个节点TransformGroup来设定。另外，我们在安放好三维形体之后，还需要设定具体的观察位置，我们暂时用ViewPlatform代替，它也是建立在TransformGroup节点之上的。下面我们用一个示意图来说明上面我们介绍的JAVA3D的场景图概念。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建||----------------------------------|||LocaleLocale||----------------+-----------------||||||||BGBGBGBG(BG--BranchGroup)||||||||(S---Shape)STGTGTG(TG--TransformGroup)----+---||||||||AGSSViewPlatform||||(A---Appearance)----+--------+----(G---Geometry)||||||||AGAGJAVA3D学习系列（四）一.如何安装JAVA3D下载JDK1.2及JAVA3D(目前最新的为1.1.1版本）。在WIN95/98上安装，先安装JDK1.2，再安装JAVA3D，将JDK安装到JDK1.2目录下。建立一个自己的目录，在自己的目录中编写并运行程序。注意，安装JDK1.2时别忘了在autoexec.bat中插入一行：SETPATH=C:\JDK1.2\BIN二.如何编写JAVA3D源程序用文本编辑工具编辑源程序，和其它JAVA程序一样，程序后缀为JAVA。三.如何运行JAVA3D源程序用JAVAC编译源程序，生成class文件。根据文件的类型，选择用JAVA或APPLETVIEWER运行程序。JAVA3D程序可以为APPLICATION程序，也可以为APPLET程序，因而JAVA3D程序也可以摆放在网页上，当然这时候我们必须在浏览器上做一些设置工作（以后再介绍）。四.一个最简单的JAVA3D源程序。下面我们介绍一个最简单的JAVA3D源程序，进而介绍JAVA3D为我们提供的各种PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建功能。程序是一个JAVA的APPLET类型的程序，它的作用是显示一个红色的圆锥，仅此而已。名为SimpleCone.java。//SimpleCone.javaimportjava.applet.Applet;importjava.awt.BorderLayout;//importcom.sun.j3d.utils.applet.MainFrame;importcom.sun.j3d.utils.geometry.Cone;importcom.sun.j3d.utils.universe.*;importjavax.media.j3d.*;importjavax.vecmath.*;publicclassSimpleConeextendsApplet{publicBranchGroupcreateSceneGraph(){BranchGroupobjRoot=newBranchGroup();TransformGroupobjTrans=newTransformGroup();objRoot.addChild(objTrans);Appearanceapp=newAppearance();Materialmaterial=newMaterial();material.setEmissiveColor(newColor3f(1.0f,0.0f,0.0f));app.setMaterial(material);Conecone=newCone(.5f,1.0f,1,app);objTrans.addChild(cone);objRoot.compile();returnobjRoot;}publicSimpleCone(){setLayout(newBorderLayout());Canvas3Dc=newCanvas3D(null);add(Center,c);BranchGroupscene=createSceneGraph();SimpleUniverseu=newSimpleUniverse(c);u.getViewingPlatform().setNominalViewingTransform();u.addBranchGraph(scene);}//publicstaticvoidmain(String[]args){//newMainFrame(newSimpleCone(),256,256);//}}//endofSimple.javaPDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建程序时，我们需要编写一个HTML文件：先用javac将JAVA3D源程序编译成class文件，再用appletviewer运行HTML文件。虽然程序是applet程序，但我们也可以将其变成application程序，这时我们只需将程序头尾的四个注释行的注释符号去掉即可，这时我们可以用java来运行它：javaSimpleConeJAVA3D学习系列(5)JAVA3D程序也是JAVA程序，因而我们首先必须对JAVA有所了解，并能编写简单的JAVA程序，了解JAVA编程的基本概念。一.SimpleCone程序分析1.SimpleCone.java及其对应的VRML程序上一节中，我们给出了SimpleCone这个非常简单的JAVA3D程序，下面我们来解读这个程序，进而介绍JAVA3D所提供的API的内容。第三节中，我们对JAVA3D的场景图结构作了一个简单的介绍，从场景图我们可以看出，JAVA3D的场景图和VRML的场景图非常相似，因而我们可以编写类似的VRML程序出来，与JAVA3D程序进行比较。SimpleCone程序只是显示一个红色的圆锥，相类似的VRML程序为：//SimpleCone.wrl#VRMLV2.0utf8Shape{geometryCone{bottomRadius.5height1.0}appearanceAppearance{materialMaterial{emissiveColor