用Java开发3D游戏之创建场景

核心提示：本文将用一个java 3D游戏来介绍Checkers3D以及如何使用它创建一个场景，该场景包含深绿色和蓝色间隔的平铺表面，用Java开发3D游戏之创建场景，其轴向是沿着x和z轴，一个蓝色的背景和一个浮动的可以从两个不同的方向照亮的球体，Java 3D使用多线程来执行并行遍历和着色，然而，用户(观察者)能通过移动鼠标移动

　　本文将用一个java 3D游戏来介绍Checkers3D以及如何使用它创建一个场景，该场景包含深绿色和蓝色间隔的平铺表面，其轴向是沿着x和z轴，一个蓝色的背景和一个浮动的可以从两个不同的方向照亮的球体。用户(观察者)能通过移动鼠标移动该场景。

　　图1中左边的快照显示出程序起始的视图；右边的显示出用户移动一点后的场景图。


图1.起始和后来的视图
　　Checkers3D游戏展示了Java 3D编程中许多共同之处及一些技巧。例如，3D场景的显示是使用Java 3D Canvas3D类完成的-这个类必须与Java的Swing组件集成到一起。所有的Java 3D应用程序要求一个场景图，而Checkers3D展示了怎样添加基本的外形、光源（环境光和有向光）和背景。该场景图用作文档的一种可视化形式，并且借助于Daniel Selman的Java3dTree包可以轻易地生成其信息的一种文本版本。

　　地板和球利用了Java 3D的QuadArray、Text2D和球体几何体类。地板是在一个QuadArray中的一系列的四边形；而标签是利用Text2D对象沿着地板的主轴放置的。球体的实现将向用户展示怎样着色，点亮和放置一个3D外形。用户从一种视图来观察该3D世界。你将看到如何在初始化过程中确定球体的位置，以及如何在执行期间通过使用Java 3D的OrbitBehavior类来移动该球体的。

　　一、 Checkers3D的类图

　　图2中的类图显示该Checkers3D应用程序的所有的公共和私有数据及方法。


图2.Checkers3D的类图
　　Checkers3D是该应用程序最顶层的JFrame。WrapCheckers3D是一拥有场景图的JPanel，该场景图可经由一Canvas3D对象来观看。 CheckerFloor创建地板子图(如瓷砖，轴，等等)，这里相同颜色的瓷砖是用一个ColoredTiles对象描述的。

　　二、 集成Java 3D和Swing

　　Checkers3D是一个JFrame-假如必要的话，可以把GUI控件，例如Swing文本域和按钮等放置到它上面。在本文的实例中，我创建了一个WrapCheckers3D(一个JPanel)的实例并把它放到一个BorderLayout的中心：

c.setLayout( new BorderLayout( ) );
WrapCheckers3D w3d = new WrapCheckers3D( );//3D画布的面板
c.add(w3d， BorderLayout.CENTER);
　　在该场景上的Canvas3D视图是在WrapCheckers3D中创建的：

public WrapCheckers3D( ){
setLayout( new BorderLayout( ) );
//另外的初始化代码
GraphicsConfiguration config =SimpleUniverse.getPReferredConfiguration( );
Canvas3D canvas3D = new Canvas3D(config);
add("Center"， canvas3D);
//另外的初始化代码
}
　　当使用Canvas3D时必须小心，因为它是一个轻量级的GUI元素（在一个OS生成的窗口之上的薄层）。重量级的组件无法轻易地与轻量级的Swing控件相结合；这些控件大部分由Java生成。假如把Canvas3D对象嵌入到Jpanel中就可以避免这些问题；那么该面板就可以安全地与基于Swing构建的应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）上有关于把Canvas3D和Swing相结合的具体讨论。

　　与前面的章节中的应用程序相比，这里没有更新/绘制动画循环。这是不必要的，因为Java 3D包含它自己的机制来监视场景变化并且初始化着色。下面是该算法的伪码形式：

while(true){
处理用户输入;
if (存在请求) break;
执行行为;
if (场景图发生变化)
遍历场景图并着色;
}
　　行为是一些场景图结点。它们包含能够影响图中其它部分的代码，例如移动外形或改变灯光。它们可以用于监控图形，从而把细节信息传递到应用程序中的非3D部分。

　　有关细节可能要比这个伪代码中所建议的更为复杂，例如，Java 3D使用多线程来执行并行遍历和着色。然而，了解一下这个过程的大致思想将有助于你理解本文后面的代码。