So lassen sich mit Java-3D Grafikanwendungen erstellen

von Peter Mikhalenko am 28. Mai 2008 , 12:42 Uhr

Ein Java-3D-Szenengraph ist ein Baum mit zwei Teilen beziehungsweise Ästen: Ansicht und Inhalt. Der Ansichtsteil enthält alle technischen Details des komplexen Java-3D-Modells und definiert den Blickwinkel. Der Inhaltsteil beschreibt, was in der Szene zu sehen ist. Er enthält alle Grafikobjekte, etwa Kugeln, Quader und kompliziertere Geometrieobjekte, sowie die Transformationen, mit denen diese bewegt werden, also Lichtquellen, Verhaltensweisen, Gruppenknoten oder Nebel. Für die meisten einfachen Anwendungen lassen sich die Universe-Utility-Klassen verwenden, von denen die SimpleUniverse-Klasse die interessanteste ist.

Der folgende Quellcode erzeugt einen Szenengraph mit den Zylindern für die Achse und drei Kegeln. Dann wird ein weiterer Kegel hinzugefügt, der erst rotiert und dann verschoben wird. Ein anderer Kegel wird umgekehrt erst verschoben und dann gedreht.

import java.applet.Applet; 
import java.awt.BorderLayout; 
import java.awt.event.*; 
import java.awt.*; 
import java.awt.GraphicsConfiguration; 
import com.sun.j3d.utils.applet.MainFrame; 
import com.sun.j3d.utils.geometry.*; 
import com.sun.j3d.utils.universe.*; 
import javax.media.j3d.*; 
import javax.vecmath.*; 
import com.sun.j3d.utils.behaviors.vp.*; 
public class TransformOrder extends Applet { 
public static final int X =1; 
public static final int Y =2; 
public static final int Z =3; 
public static final int ROTATE_TOP =4; 
public static final int TRANSLATE_TOP =5; 
public static final int NO_TRANSFORM =6; 
private SimpleUniverse universe ; 
private BranchGroup scene; 
private Canvas3D canvas; 
private BoundingSphere bounds = new BoundingSphere(new Point3d(0.0, 0.0, 0.0), 1000.0); 
private Appearance red = new Appearance(); 
private Appearance yellow = new Appearance(); 
private Appearance purple = new Appearance(); 
Transform3D rotate = new Transform3D(); 
Transform3D translate = new Transform3D(); 
public void setupView() { 
/** einige auf den Ansichtszweig bezogene Dinge zur entsprechenden Seite des Szenengraphen hinzufügen */ 
// Mausinteraktion zur ViewingPlatform hinzufügen 
OrbitBehavior orbit = new OrbitBehavior(canvas, 
OrbitBehavior.REVERSE_ALL|OrbitBehavior.STOP_ZOOM); 
orbit.setSchedulingBounds(bounds); 
ViewingPlatform viewingPlatform = universe.getViewingPlatform(); 
// Damit wird die ViewingPlatform etwas zurückgesetzt, 
// so dass man die Objekte in der Szene sehen kann. 
viewingPlatform.setNominalViewingTransform(); 
viewingPlatform.setViewPlatformBehavior(orbit); 
} 
// beide Äste des Graphen erstellen, Ändern der Reihenfolge, in der Kindelemente hinzugefügt werden 
// Da der Group-Knoten nur ein Elternelement haben kann, muss man 
// neue Translations- und Rotations-Gruppen-Knoten für jeden Ast erstellen. 
Group rotateOnTop(){ 
Group root=new Group(); 
TransformGroup objRotate = new TransformGroup(rotate); 
TransformGroup objTranslate = new TransformGroup(translate); 
Cone redCone= new Cone(.3f, 0.7f, Primitive.GENERATE_NORMALS, red); 
root.addChild(objRotate); 
objRotate.addChild(objTranslate); 
objTranslate.addChild(redCone); // roten Kegel hinzufügen 
return root; 
} 
Group translateOnTop(){ 
Group root=new Group(); 
TransformGroup objRotate = new TransformGroup(rotate); 
TransformGroup objTranslate = new TransformGroup(translate); 
Cone yellowCone= 
new Cone(.3f, 0.7f, Primitive.GENERATE_NORMALS, yellow); 
root.addChild(objTranslate); 
objTranslate.addChild(objRotate); 
objRotate.addChild(yellowCone); // gelben Kegel hinzufügen 
return root; 
} 
Group noTransform(){ 
Cone purpleCone= 
new Cone(.3f, 0.7f, Primitive.GENERATE_NORMALS, purple); 
return purpleCone; 
} 
/** Eine Achse mit Hilfe der Zylinder-Primitive darstellen. Zylinder ist 
an der y-Achse ausgerichtet, so dass man ihn rotieren muss, 
wenn man die x- und z-Achse erstellt. 
*/ 
public TransformGroup createAxis(int type) { 
// appearance und lightingProps werden für 
// Beleuchtung verwendet. Jede Achse hat eine andere Farbe. 
Appearance appearance = new Appearance(); 
Material lightingProps = new Material(); 
Transform3D t = new Transform3D(); 
switch (type) { 
case Z: 
t.rotX(Math.toRadians(90.0)); 
lightingProps.setAmbientColor(1.0f,0.0f,0.0f); 
break; 
case Y: 
// keine Rotation erforderlich, da der Zylinder bereits an der y-Achse ausgerichtet ist 
lightingProps.setAmbientColor(0.0f,1.0f,0.0f); 
break; 
case X: 
t.rotZ(Math.toRadians(90.0)); 
lightingProps.setAmbientColor(0.0f,0.0f,1.0f); 
break; 
default: 
break; 
} 
appearance.setMaterial(lightingProps); 
TransformGroup objTrans = new TransformGroup(t); 
objTrans.addChild( new Cylinder(.03f,2.5f,Primitive.GENERATE_NORMALS,appearance)); 
return objTrans; 
} 
/** x-, y- und z-Achse sowie drei Kegel erstellen. Plus einige Beleuchtungseffekte, um die Szene besser darzustellen. 
*/ 
public BranchGroup createSceneGraph() { 
// Wurzel des Ast-Graphen erstellen 
BranchGroup objRoot = new BranchGroup(); 
// 45°-Rotation um die x-Achse 
rotate.rotX(Math.toRadians(45.0)); 
// Translation entlang der y-Achse 
translate.setTranslation(new Vector3f(0.0f,2.0f,1.0f)); // SCD 0.0f)); 
// Material-Objekte beziehen sich auf die Beleuchtung, 
// dazu später mehr 
Material redProps = new Material(); 
redProps.setAmbientColor(1.0f,0.0f,0.0f); // roter Kegel 
red.setMaterial(redProps); 
Material yellowProps = new Material(); 
yellowProps.setAmbientColor(1.0f,1.0f,0.0f);// gelber Kegel 
yellow.setMaterial(yellowProps); 
Material purpleProps = new Material(); 
purpleProps.setAmbientColor(0.8f,0.0f,0.8f);// violetter Kegel 
purple.setMaterial(purpleProps); 
// x-, y- und z-Achse und dann drei Kegel-Äste erstellen 
objRoot.addChild(createAxis(X)); 
objRoot.addChild(createAxis(Y)); 
objRoot.addChild(createAxis(Z)); 
objRoot.addChild(noTransform());// violetter Kegel 
objRoot.addChild(rotateOnTop()); // roter Kegel 
objRoot.addChild(translateOnTop()); // gelber Kegel 
// ein paar Lichtquellen hinzufügen, damit nicht alles 
// im Dunkeln bleibt 
Color3f lightColor = new Color3f(.3f,.3f,.3f); 
AmbientLight ambientLight= new AmbientLight(lightColor); 
ambientLight.setInfluencingBounds(bounds); 
objRoot.addChild(ambientLight); 
DirectionalLight directionalLight = new DirectionalLight(); 
directionalLight.setColor(lightColor); 
directionalLight.setInfluencingBounds(bounds); 
objRoot.addChild(directionalLight); 
return objRoot; 
} 
public TransformOrder() { 
} 
public void init() { 
BranchGroup scene = createSceneGraph(); 
setLayout(new BorderLayout()); 
GraphicsConfiguration config = SimpleUniverse.getPreferredConfiguration(); 
canvas = new Canvas3D(config); 
add(„Center“, canvas); 
// eine einfache Szene erstellen und diese dem virtuellen Universum hinzufügen 
universe = new SimpleUniverse(canvas); 
setupView(); 
universe.addBranchGraph(scene); 
} 
public void destroy() { 
universe.removeAllLocales(); 
} 
// 
// Der folgende Code ermöglicht, dass TransformOrder als Anwendung 
// und als Applet ausgeführt werden kann 
// 
public static void main(String[] args) { 
new MainFrame(new TransformOrder(), 256, 256); 
} 
}

Hinweis: Dies ist Applet-Code, der im Applet-Viewer oder in einem Internetbrowser angezeigt werden kann. Das Programm lässt sich aber auch ganz einfach in eine selbstständige Anwendung konvertieren.

Weitere Informationen zu Java-3D:

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1 Kommentar zu So lassen sich mit Java-3D Grafikanwendungen erstellen

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Am 30. November 2016 um 18:46 von erwin Roth

java3d ist so einfach,dass man es nicht glaubt, Zum Beispiel habe ich im Oktober 2016 einen neuen Laptop´(1000 Euro) in Cottbus gekauft,eingerichtet vom Verkäufer,neuesten Virenscanner mit Jahresgarantie gekauft und vom Verkäufer eingerichtet -garantiert virenfrei . Dann 30 fehlerfreie Java3d Programme
mittleren bis großen Umfanges 10 Jahre benutzt und die Absicht sie mit neuer 3dDSoftware vo Or … auf Window 10 und meinen neuen 64Bit Wortbreite
Computer zu installieren. Ergebnis statt problemlosem Download ein bis in die Bootsektoren hinein mit gefährlichen Viren infizierten Computer zurück bekommen. Da kommt Freude an 3d auf! Mit besten Grüßen ein lieber Nutzer

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