用Java開發3D游戲之創建場景

2019-11-18 11:12:36

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供稿：網友

　　本文將用一個java 3D游戲來介紹Checkers3D以及如何使用它創建一個場景，該場景包含深綠色和藍色間隔的平鋪表面，其軸向是沿著x和z軸，一個藍色的背景和一個浮動的可以從兩個不同的方向照亮的球體。用戶(觀察者)能通過移動鼠標移動該場景。

　　圖1中左邊的快照顯示出程序起始的視圖；右邊的顯示出用戶移動一點后的場景圖。

圖1.起始和后來的視圖

　　Checkers3D游戲展示了Java 3D編程中許多共同之處及一些技巧。例如，3D場景的顯示是使用Java 3D Canvas3D類完成的-這個類必須與Java的Swing組件集成到一起。所有的Java 3D應用程序要求一個場景圖，而Checkers3D展示了怎樣添加基本的外形、光源（環境光和有向光）和背景。該場景圖用作文檔的一種可視化形式，并且借助于Daniel Selman的Java3dTree包可以輕易地生成其信息的一種文本版本。

　　地板和球利用了Java 3D的QuadArray、Text2D和球體幾何體類。地板是在一個QuadArray中的一系列的四邊形；而標簽是利用Text2D對象沿著地板的主軸放置的。球體的實現將向用戶展示怎樣著色，點亮和放置一個3D外形。用戶從一種視圖來觀察該3D世界。你將看到如何在初始化過程中確定球體的位置，以及如何在執行期間通過使用Java 3D的OrbitBehavior類來移動該球體的。

　　一、 Checkers3D的類圖

　　圖2中的類圖顯示該Checkers3D應用程序的所有的公共和私有數據及方法。

圖2.Checkers3D的類圖

　　Checkers3D是該應用程序最頂層的JFrame。WrapCheckers3D是一擁有場景圖的JPanel，該場景圖可經由一Canvas3D對象來觀看。 CheckerFloor創建地板子圖(如瓷磚，軸，等等)，這里相同顏色的瓷磚是用一個ColoredTiles對象描述的。

　　二、集成Java 3D和Swing

　　Checkers3D是一個JFrame-假如必要的話，可以把GUI控件，例如Swing文本域和按鈕等放置到它上面。在本文的實例中，我創建了一個WrapCheckers3D(一個JPanel)的實例并把它放到一個BorderLayout的中心：

c.setLayout( new BorderLayout( ) );
WrapCheckers3D w3d = new WrapCheckers3D( );//3D畫布的面板
c.add(w3d， BorderLayout.CENTER);
　　在該場景上的Canvas3D視圖是在WrapCheckers3D中創建的：

public WrapCheckers3D( ){
setLayout( new BorderLayout( ) );
//另外的初始化代碼
GraphicsConfiguration config =SimpleUniverse.getPReferredConfiguration( );
Canvas3D canvas3D = new Canvas3D(config);
add("Center"， canvas3D);
//另外的初始化代碼
}
　　當使用Canvas3D時必須小心，因為它是一個輕量級的GUI元素（在一個OS生成的窗口之上的薄層）。重量級的組件無法輕易地與輕量級的Swing控件相結合；這些控件大部分由Java生成。假如把Canvas3D對象嵌入到Jpanel中就可以避免這些問題；那么該面板就可以安全地與基于Swing構建的應用程序的其它部分集成到一起。

　　提示在j3d.org（http://www.j3d.org/tutorials/quick_fix/swing.Html）上有關于把Canvas3D和Swing相結合的具體討論。

　　與前面的章節中的應用程序相比，這里沒有更新/繪制動畫循環。這是不必要的，因為Java 3D包含它自己的機制來監視場景變化并且初始化著色。下面是該算法的偽碼形式：

while(true){
處理用戶輸入;
if (存在請求) break;
執行行為;
if (場景圖發生變化)
遍歷場景圖并著色;
}
　　行為是一些場景圖結點。它們包含能夠影響圖中其它部分的代碼，例如移動外形或改變燈光。它們可以用于監控圖形，從而把細節信息傳遞到應用程序中的非3D部分。

　　有關細節可能要比這個偽代碼中所建議的更為復雜，例如，Java 3D使用多線程來執行并行遍歷和著色。然而，了解一下這個過程的大致思想將有助于你理解本文后面的代碼。

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