關於J2ME 3D圖形技術的實例詳解

3D圖形技術在各個領域已經越來越多的被應用了，當然這也包括了J2ME領域。在J2ME中為我們提供了JSR184這樣一個可選包，該套API實現手機上3D圖形的編程。同時也伴隨著行動裝置硬體的發展，現在也出現了越來越的支援該選購包的手機了，例如Sony EriCSSon的 K系列、S系列等等。
　　
　　正巧前一段時間我簡單的學習了一下3D圖形學，所以最近開始對Mobile 3D的學習，在這裡把學習到的東西拿出來與大家共享，希望能對大家有所幫助，也同時希望大家能夠一起來學習JSR184。
　　
　　下面言規正傳，首先我們來想像一下在現實生活中，我們是如何觀察這個世界的。我們是透過眼睛來觀察，我們生活在一個3維坐標系所構成的世界。在Mobile3D中同樣的有World類讓你隨心所欲的構造你想要的世界，當然在這裡專業些，在3D製圖中我們叫它「場景」；另外還有Camera類來作為你的眼睛，你可以來設定它的位置角度等參數，來顯示出不同的影像。
　　
　　在Mobile 3D中是如何實現3D映像的顯示呢？首先你要建立或載入3D模型，然後根據需要設定場景中的環境、渲染方式等一系列的參數，再後產生並設定一架攝影機並且調整好你想要的光線，調整好你所需要的位置和角度。 OK還需要什麼呢？按下快門，這一步就是被叫做「渲染」一切就搞定了，這聽起來似乎很簡單其實也不難，其實這也不難。
　　
　　下面我們分步驟的來講解這些步驟：
　　
　　首先說模型的建立，在Mobile 3D中和大多數的3D編程API是一樣的有兩種方式：1 及時運算生成；2 外部建模導入。由於外部建模導入會將環境資訊同時導入，所以稍候給大家做具體的介紹，這裡著重要給大家介紹「及時運算生成」的部分，這樣一來有助於大家了解Mobile 3D的工作原理。在Mobile 3D中為我們提供了VertexArray和VertexBuffer兩個類，這兩個類別用來保存3維模型的頂點資訊。
　　
　　其中VertexArray 類別用處比較多，也比較靈活，這個類別最常用的用法有3個，1 保存頂點座標資訊；2 保存法線資訊；3 儲存帖圖資訊。有人也許要問這一類怎麼治理3種不同的東西呢？那下面我們來分析一下該類，首先該類的構造器有3個參數：1 該實例要包括的元素的數量； 2 每個元素要包括的元素數量； 3每個子元素所佔的字節數。這樣一來似乎清楚很多為什麼這個類別能被使用到3種東西上。
　　
　　另外該類別還有一個比較常用的方法set(int index,int length,short[] array0)這個方法是用來向該類別的實例物件種存放資料的，第一個參數是指從第幾個元素開始；第二個參數是指要設定多少個；第三個參數就是實際設定的置了。
　　
　　下面簡單介紹VertexBuffer類，該類別才是真正保存多邊形的框架資訊的類別。改類透過設定頂點位置、發現、帖圖訊息，來建立圖形。其中
　　
　　setPositions(VertexBuffer v,float s,float[]b)
　　
　　是用來設定頂點位置的，在這個方法中你會發現有3個參數，第一個不用有3個參數，第一個不用說了，是頂點的座標訊息，後兩個是用來做座標偏移等操作的，操作是這樣的數學公式：
　　
　　v'=v*s+b
　　
#　　還有一個
　　
　　setNormals(vertexBuffer norm)
　　
　　方法來設定法線。還有一個很重要的方法
　　
　　setTexCoords(int, VertexArray, float, float[])
　　
　　這個方法中參數除第一個以外，後參數後三個和
　　
　　setPositions(VertexBuffer v,float s,float[]b)
　　
#　　是一樣的，第一個參數是開始的元素編號。這樣說是不是有些抽象呢？給大家一個例子吧，好讓大家理解。
　　

#

short x = 20;
　　
　　short y = 20;
　　
　　short z = 20;
　　
　　short fx = (short) -x;
　　
　　short fy = (short) -y;
　　
　　short fz = (short) -z;
　　
　　//定点坐标
　　short[] vert = {x,y,z, fx,y,z, x,fy,z, fx,fy,z, //D
　　
　　fx,y,fz, x,y,fz, fx,fy,fz, x,fy,fz, //C
　　
　　fx,y,z, fx,y,fz, fx,fy,z, fx,fy,fz, //B
　　
　　x,y,fz, x,y,z, x,fy,fz, x,fy,z, //F
　　
　　x,y,fz, fx,y,fz, x,y,z, fx,y,z, //A
　　
　　x,fy,z, fx,fy,z, x,fy,fz, fx,fy,fz}; //E
　　
　　try{vertArray=
new
 VertexArray(vert.length/3,3,2);
　　vertArray.set(0,vert.length/3,vert);
　　}catch(
Exception
 e){System.out.
PRint
ln("vert");}
　　
　　//发线
　　byte[] norm = { 0,0,127, 0,0,127, 0,0,127, 0,0,127,
　　
　　0,0,-127, 0,0,-127, 0,0,-127, 0,0,-127,
　　
　　-127,0,0, -127,0,0, -127,0,0, -127,0,0,
　　
　　127,0,0, 127,0,0, 127,0,0, 127,0,0,
　　
　　0,127,0, 0,127,0, 0,127,0, 0,127,0,
　　
　　0,-127,0, 0,-127,0, 0,-127,0, 0,-127,0};
　　
　　try{normArray=new VertexArray(norm.length/3,3,1);
　　normArray.set(0,norm.length/3,norm);
　　}catch(Exception e){System.out.println("norm");e.printStackTrace();}
　　
　　//给出顶点们对应
图片
上的点（vert和tex
数组
是一一对应的）
　　short[] tex = { 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1,
　　
　　1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1,
　　
　　1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1,
　　
　　1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1,
　　
　　1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1,
　　
　　1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1 };
　　
　　try{
　　texArray=new VertexArray(tex.length/2,2,2);
　　texArray.set(0,tex.length/2,tex);
　　}catch(Exception e){System.out.println("tex");}
　　
　　//建立正方体
　　vb=new VertexBuffer();
　　vb.setPositions(vertArray,1.0f,
null
);
　　vb.setNormals(normArray);
　　vb.setTexCoords(0,texArray,1.0f,null);

　　在上述程式碼中我建立一個立方體所需要全部頂點和麵的信息，但大家要注重這裡並沒有產生對應的模型。原因就是我們還沒有設定生成模型所以的其他信息，下面我們來看看TriangleStripArray類，該類是構成面所需要的三角面的信息類，熟悉3D製圖的人都清楚構造3D圖形是通過多個面構造一個3D實體的，而三角面是比較常用的一個方法。具體內容我這裡不具體說明了。
　　
　　下面我們還需要設定一些環境和材質訊息，這裡要用到的類別比較多Appearance、Texture2D、Material。先來看個例子：

　　appearnce=new Appearance();

//创建帖图
　　Texture2D texture=new Texture2D(image2d);
　　texture.setBl
end
Color(Texture2D.FUNC_DECAL);
　　texture.setWrapping(Texture2D.WRAP_REPEAT,Texture2D.WRAP_REPEAT);
　　texture.setFiltering(Texture2D.FILTER_NEAREST,Texture2D.FILTER_NEAREST);
　　
　　material=new Material();
　　material.setColor(Material.D
IF
FUSE, 0xFFFFFFFF);
　　material.setColor(Material.SPECULAR, 0xFFFFFFFF);
　　material.setShininess(100.0f);
　　
　　appearnce.setTexture(0,texture);
　　appearnce.setMaterial(material);
　　
　　mesh=new Mesh(vb,tsa,appearnce);
　　mesh.setAppearance(0,appearnce);

　　我個人感覺Appearance類有些類似VertexBuffer類，同樣是多種屬性的持有者；這裡要強調一點，就是Appearance類別的設定遠不止上述給出的東西，還有很多的設定（例如FOG也就是霧的設定）。 Texture2D是帖圖類，用它來設定帖圖的信息，例如帖圖的方式是平鋪等方式。 Material物名斯意指材質，這裡你可是設定「反光度」、「顏色」等等資訊。另外這裡我還要介紹一個設定渲染參數的方法

//设置poly模式设置
　　PolygonMode polygonMode=new PolygonMode();
　　polygonMode.setShading(PolygonMode.SHADE_SMOOTH);
　　polygonMode.setCulling(PolygonMode.CULL_NONE);
　　
　　//生成外貌
　　appearnce=new Appearance();
　　appearnce.setPolygonMode(polygonMode);

　　看剛剛給的程式碼，似乎比上面的簡單吧？其實在PolygonMode中已經為我們做了很多工作。此的設定很類似3D MAX中的Poly的使用。
　　
　　剛才的程式碼中也給出了一個Mesh類，該類材質最後我們要的模型。建立模型後，我們要建立Camera。在Camera中我在這裡只簡單介紹兩個方法setParallel(float, float, float, float)和setPerspective(float, float, float, float)。我們先來看setParallel(float, float, float, float)該方法是設定Camera的視圖方法為平視圖；第一個參數是設定視角的高度，注重是高度，而不是角度，因為這裡是平面視圖；第二個參數是Camera的寬高比例，例如我們的電視是4：3、寬銀幕電影是16：9；第三、四參數分別是最近和最遠渲染的範圍。同樣的setPerspective是設定Camera為透視圖，這種視圖比較接近我們日常生活中的觀察的角度，而該方法的後三個參數和setParallel的後三個參數是一樣的，而第一個參數是可是角度，這裡你可不要忽略這個角度問題，這個角度就是在透視圖中計算投影的重要參數。
　　
　　似乎一切都設定好了，其實不然，到目前為止我們僅僅是把我們所需要的素材都預備好了。下面我們來看看Mobile 3D的治理機制，熟悉3D製圖的人都清楚大部分3D軟體，3D API都是透過樹狀結構來治理素材的，這樣的好處是每個模型、模型組、攝影機等元素作為節點都可以設定自己的旋轉軸等等屬性，並且可以按照自己設定好的動畫資訊進行運動。在Mobile 3D中為我們規定了該樹狀結構的根節點必須是World類的實例對象，其中攝影機和光線比較非凡，可以不被放置在這個樹中，而是透過Graphics3D類的對象來設定

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