java3d官方教程
java3d课程设计
java3d课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解Java 3D图形渲染的原理，掌握Java 3D基本概念和术语；2. 学会使用Java 3D API创建基本的3D几何体，并能对其进行变换和组合；3. 掌握Java 3D中的光照、纹理映射和材质等视觉效果的实现方法；4. 了解Java 3D的动画和交互功能，能够实现简单的动画和交互效果。
技能目标：1. 能够运用Java 3D API设计和开发简单的3D场景和物体；2. 能够独立解决Java 3D编程过程中遇到的问题，具备一定的调试和优化能力；3. 能够运用所学知识进行团队协作，共同完成一个综合性的Java 3D项目。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对3D图形编程的兴趣和热情，激发学生的创新意识；2. 培养学生严谨的编程态度和良好的编程习惯，提高学生的自主学习能力；3. 通过团队合作，培养学生的沟通协调能力和团队精神。
课程性质：本课程为选修课程，适用于对3D图形编程感兴趣的初中学生。
学生特点：学生对计算机编程有一定的基础，具备Java编程能力，对3D图形编程有较高的兴趣。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生通过实践掌握Java 3D编程技能。
在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生提问、思考和讨论，提高学生的参与度和积极性。
同时，注重培养学生的团队协作能力和综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够独立设计和开发简单的3D应用，为后续学习奠定基础。
二、教学内容1. Java 3D基本概念与术语：讲解场景图、节点、外观、变换等基本概念，使学生理解Java 3D编程的框架和原理。
- 教材章节：第一章 Java 3D简介2. 创建3D几何体：学习使用Java 3D API创建基本几何体，如立方体、球体、圆柱体等，并进行组合和变换。
- 教材章节：第二章 创建3D几何体3. 光照与材质：介绍Java 3D中的光照模型，学习如何为物体添加光源、材质和纹理映射，实现真实感渲染。
Java3D总结
Java3D介绍Java3d是适应与internet 环境下开发的三维图形开发包，它针对底层库openGL 和DirectX 的封装。
这样使得他们摆脱了单机三维束缚，面向与网络方向。
OpenGL ：图形编程库。
（如坐标的变化，基本形体，关照效果等）DirectX ：微软公司三维库传统下的Internet 图形处理，数据不是从本地硬盘中读取，运行环境也不是事先安装好的，如果用OpenGL 等传统的可视手段，只能在Web服务器端生成图像，在发到客户端显示。
但是当前的网络传输能力是不可能满足的。
（但是java3的是传输的不是图像本生，而是三维图像生成的程序和数据）当前下的Java3d是这样的：java3d是基于OpenGL或DirectX底层的API。
他和java 一样需要安装，jre（java虚拟机）一次编程，跨平台运行。
所以说他很好的运用了pc机的硬件加速器。
（当前我们现在用的是WebStart来下载java3d程序，他保证了如果服务器端没有升级变化时，只需要下载一次，以后就可以直接运行）。
Java3d 本质是一个交互式三维图形应用编程接口（api），他可以和java2d，swing，awt 结合。
其目标是：让用户在浏览器中观看或操作三维动画图形。
一次编程，到处运行。
适应不同的软件平台。
适应各种显示环境和输入设备。
Java3d的编程思想Java3d编程的空间采用场景图结构，是一种有向无环图。
如图：locale下有一到多个branchgroup节点，在他下有一个基准坐标系transformgroup，就可以相对此坐标系摆放所需的形体（shape3d）也可以给出形体的外观appearance及geometry。
所以：他就是将许多对象安放在这个虚拟空间的过程，在设置各个方面的属性，如：形状，位置，外观，贴图，透明效果等；再在三维环境下设置灯光，雾，背景，声音等。
最后定义我们自己的观察角度，最终达到效果。
2024版年度Java程序设计全套课件完整版
•课程介绍与预备知识•基础语法与程序结构•面向对象编程基础目•常用类库与工具使用•图形用户界面开发录•网络编程与数据库连接•多线程编程技术•设计模式与架构思想目•课程总结与展望录Java语言概述及发展历程Java语言的起源与特点01Java的发展历程02Java的应用领域03编程环境搭建与工具选择JDK的安装与配置开发工具的选择Maven的使用编写HelloWorld 程序带领学员编写并运行第一个Java 程序，了解Java 程序的基本结构。
程序解析详细讲解HelloWorld 程序的每一行代码，让学员了解Java 程序的执行流程。
常见问题与解决方法针对初学者在编写和运行Java 程序时可能遇到的问题，提供解决方案。
第一个Java 程序示例030201介绍Java 中的基本数据类型（如int 、float 、char 等）和引用数据类型（如类、接口等）。
Java 中的数据类型变量的声明与赋值运算符的使用类型转换讲解如何在Java 中声明变量、为变量赋值以及变量的作用域。
介绍Java 中的算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等，以及运算符的优先级和结合性。
详细讲解Java 中的自动类型转换和强制类型转换，以及转换过程中可能遇到的问题。
数据类型、变量和运算符根据特定条件执行不同代码块。
if 条件语句根据表达式的值选择执行多个代码块中的一个。
switch 语句简洁的if-else 结构，用于条件判断并返回结果。
三目运算符分支结构循环结构for循环while循环do-while循环一维数组存储表格形式数据，可通过多个下标访问元素。
多维数组数组排序数组查找01020403在数组中查找指定元素，并返回其下标或位置信息。
存储相同类型数据的线性结构，可通过下标访问元素。
使用排序算法对数组元素进行排序，如冒泡排序、选择排序等。
数组及其应用方法定义指定方法名、参数列表和返回类型，编写方法体实现特定功能。
方法调用通过方法名和参数列表调用已定义的方法，执行其功能并获取返回值。
JAVA3D安装小结（转）
JAVA3D安装⼩结（转）课题需要根据实验数据画出3d曲⾯图，来展⽰⼆维数据，所以使⽤java3d来实现。
这⾥是java3d的学习记录。
1.Java 3D简介Java 3D是Java语⾔在三维图形领域的扩展，是⼀组应⽤编程接⼝（API）。
利⽤Java 3D提供的API，可以编写出基于⽹页的三维动画、各种计算机辅助教学软件和三维游戏等等。
利⽤Java 3D编写的程序，只需要编程⼈员调⽤这些API进⾏编程，⽽客户端只需要使⽤标准的Java虚拟机就可以浏览，因此具有不需要安装插件的优点。
2.java3d的安装⽅法java3d-1_4_0_01-windows-i586.exe安装完后，打开C:\Program Files\Java\Java3D\1.4.0_01⽂件夹，拷贝bin和lib⽂件夹⾄D:\j2sdk14\jre。
3. ⼀个例⼦下⾯代码拷贝到记事本，存为Hello.java。
然后⽤javac Hello.java编译，java Hello.class运⾏。
import com.sun.j3d.utils.geometry.*;import com.sun.j3d.utils.universe.*;import javax.media.j3d.*;import javax.vecmath.*;public class Hello {public Hello(){// 创建⼀个虚拟空间SimpleUniverse universe = new SimpleUniverse();// 创建⼀个⽤来包含对象的数据结构BranchGroup group = new BranchGroup();// 创建⼀个球并把它加⼊到group中Sphere sphere = new Sphere(0.5f); // ⼩球的半径为0.5⽶group.addChild(sphere);Color3f light1Color = new Color3f(1.8f, 0.1f, 0.1f);// 设置光线的颜⾊BoundingSphere bounds = new BoundingSphere(new Point3d(0.0,0.0,0.0), 100.0);// 设置光线的作⽤范围Vector3f light1Direction = new Vector3f(4.0f, -7.0f, -12.0f);// 设置光线的⽅向DirectionalLight light1= new DirectionalLight(light1Color, light1Direction);// 指定颜⾊和⽅向，产⽣单向光源light1.setInfluencingBounds(bounds);// 把光线的作⽤范围加⼊光源中group.addChild(light1);// 将光源加⼊group组,安放观察点universe.getViewingPlatform().setNominalViewingTransform();// 把group加⼊到虚拟空间中universe.addBranchGraph(group);}public static void main(String[] args){new Hello();}}若出现以下错误，则必须更新电脑的显⽰驱动，使之⽀持OpenGl1.2朝上版本。
java3D
Java3d整理Java3d基础环境配置1.1安装JDK1.2安装官网下载最新版本简单实例2.1新建java项目2.2导入基本jar包，jar包下载2.3编写代码package measoft.java3d.base;import java.applet.Applet;import java.awt.BorderLayout;import java.awt.GraphicsConfiguration;import javax.media.j3d.Appearance;import javax.media.j3d.Background;import javax.media.j3d.BoundingSphere;import javax.media.j3d.BranchGroup;import javax.media.j3d.Canvas3D;import javax.media.j3d.DirectionalLight;import javax.media.j3d.Material;import javax.media.j3d.TransformGroup;import javax.vecmath.Color3f;import javax.vecmath.Point3d;import javax.vecmath.Vector3f;import com.sun.j3d.utils.applet.MainFrame;import com.sun.j3d.utils.geometry.Cone;import com.sun.j3d.utils.universe.SimpleUniverse; /*** 使用了SimpleUniverse对象，使得基本步骤比较简单：* 1.创建一个Canvas3D对象。
* 2.创建并定制一个SimpleUniverse对象，该对象引用前一步创建的Canvas3D对象* 3.构建内容子图* 4.编译内容子图* 5.将内容子图插入SimpleUniverse的Locale中*** @author J_nan**/publicclass MyCone extends Applet {public BranchGroupcreateSceneGroup(){/*** 一、 1.创建一个包含对象的数据结构2.生成坐标系3.将坐标系添加到跟节点上4.设置场景的有效范围*/BranchGroupobjRoot = new BranchGroup();TransformGroupobjTrans = new TransformGroup();objRoot.addChild(objTrans);BoundingSphere bounds = new BoundingSphere(newPoint3d(0.0,0.0,0.0),100.0);/*** 二、1. 创建背景颜色 2.设置背景边界 3.添加背景到场景中*/Color3f bgColor = new Color3f(0.0f,0.0f,0.0f);Background bg = new Background(bgColor);bg.setApplicationBounds(bounds);objRoot.addChild(bg);/*** 三、1. 添加平行光 2.给指定的bounds设定光的范围界限*/Color3f directionalLightColor = new Color3f(1.f,1.f,1.f);Vector3f vec = new Vector3f(0.f,0.f,-1.0f);DirectionalLightdirectionalLight =new DirectionalLight(directionalLightColor,vec);directionalLight.setInfluencingBounds(bounds);objRoot.addChild(directionalLight);/*** 四、1.设置外观 2.设置材料 3.生成基本圆锥*/Appearance app = new Appearance();Material material = new Material();material.setDiffuseColor(new Color3f(10.f,1.0f,0.0f));app.setMaterial(material);Cone cone = new Cone(.5f,1.0f,1,app);objRoot.addChild(cone);/*** 五、返回objRoot*/return objRoot;}public MyCone(){setLayout(new BorderLayout());GraphicsConfigurationconfig =SimpleUniverse.getPreferredConfiguration();/*** 第一步：Canvas3D类提供了一个3D渲染绘图画布，构造并初始化一个新的Canvas3D对象*/Canvas3D c = new Canvas3D(config);/*** 第二步：创建虚拟空间*/SimpleUniverse u = new SimpleUniverse(c);/*** 第三步：构建内容子图*/BranchGroup scene = createSceneGroup();/*** 第四步：编译内容子图*/pile();/*** 第五步：将内容子图插入SimpleUniverse的Locale中*/u.addBranchGraph(scene);add("Center",c);//安放观察点u.getViewingPlatform().setNominalViewingTransform();}publicstaticvoid main(String[] args) {new MainFrame(new MyCone(),400,300);}}运行效果如图：编写JAVA3D程序的一般步骤:A.SceneGraphObject的子类是构建场景图的基石。
JAVA3D学习系列——面的生成(上)
JA V A3D学习系列(9)----- 面的生成(上)汕头大学机电系张杰（jzhang@）一. 生成平面的对象及其定义JA V A3D可通过编程显示出面来，面有两种：三角形和四边形，相应的对象为Triangle和Quad。
JA V A3D用于生成平面的对象有:1. TriangleArrayTriangleArray (int vertexCount, int vertexFormat )2. QuadArrayQuadArray (int vertexCount, int vertexFormat )3. TriangleStripArrayTriangleStripArray ( int vertexCount , int vertexFormat,int[] stripV ertexCounts )4. TriangleFanArrayTriangleFanArray ( int vertexCount ,int vetexFormat,int[] stripV ertexCounts )5. IndexedTriangleArrayIndexedTriangleArray (int vertexCount , int vertexFormat,int indexCount)6. IndexedQuadArrayIndexedQuadArray (int vertexCount , int vertexFormat,int indexCount )7. IndexedTriangleStripArrayIndexedTriangleStripArray( int vertexCount, int vertexFormat,int indexCount, int stripIndexCounts[])8. IndexedTriangleFanArrayIndexedTriangleFanArray ( int vertexCount, int vertexFormat,int indexCount, int stripIndexCounts[])二. TriangleArray生成的面TriangleArray来生成，利用它可以生成三角片面我们先看一下TriangleArray的定义：TriangleArray (int vertexCount, int vertexFormat )这里：vertexCount表示顶点的个数（必须为三的倍数）vertexFormat表示顶点的格式（第七讲有介绍）下面我们看一个利用TriangleArray的例子，例子里有九个点。
JAVA自学教程(完整版)PPT课件(2024)
二分查找
针对有序数组，每次取中间元 素与目标元素比较，缩小查找 范围
12
03 面向对象编程基础
2024/1/27
13
类与对象的概念
类的定义
类是对象的模板，它定 义了对象的属性和方法 。
2024/1/27
对象的概念
对象是类的实例，具有 类定义的属性和行为。
类与对象的关系
类是对象的抽象描述， 而对象是类的具体实现 。
2024/1/27
32
Socket通信原理及示例
Socket通信原理
理解Socket通信的基本原理，掌握Socket 类和ServerSocket类的使用。
TCP编程
学习基于TCP协议的Socket通信，实现客户 端与服务器之间的数据传输。
多线程处理
掌握多线程在Socket通信中的应用，提高服 务器的并发处理能力。
TreeSet类的特点和使用
TreeSet是Set接口的另一个常用实现类，它基于红黑树实 现。TreeSet会对元素进行排序，因此它适用于需要排序的 场景。
26
Map接口及其实现类
01
Map接口的定义和特 点
Map接口表示一种键值对的映射关系 。Map中的每个元素都包含一个键和 一个值，键在Map中是唯一的。
学习ReentrantLock锁的使用，了解 公平锁与非公平锁的区别。
2024/1/27
等待/通知机制
掌握Object类的wait()、notify()和 notifyAll()方法的使用，实现线程间 的通信。
死锁与避免
了解死锁的概念及产生条件，学习如 何避免死锁的发生。
31
网络编程基础
网络编程概述
ArrayList类的特点和使用
Java3D实现三维显示研究
Java3D实现三维显示研究
曲毅民
【期刊名称】《信息技术》
【年(卷),期】2005(29)4
【摘要】Java3D用其自己定义的场景图和观察模式等技术构造了3D的上层结构,实现了在Java平台使用三维技术.文中在原理上着重介绍Java3D特有的两个重要概念:场景图(Scene Graph)、观察模式(View Model).在接口使用上的介绍分为两部分:实例说明如何使用Java3D接口;说明如何将Java3D技术与Java原有的Web技术(JSP,Serverlet)相结合,在网页上实现三维显示.
【总页数】3页(P83-85)
【作者】曲毅民
【作者单位】哈尔滨理工大学,哈尔滨,150080
【正文语种】中文
【中图分类】TP317.4
【相关文献】
1.用Java3D实现Web虚拟现实的研究与实践 [J], 丁国栋;杨雪
2.基于Java3D的三维场景生成工具的研究与实现 [J], 武一南;黄有群
3.基于Java3D的建模与模型分解的研究与实现 [J], 高金生
4.Java3D扩展鼠标交互功能的研究与实现 [J], 邓文生;马王俊美
5.基于Java3D实现井眼轨迹三维仿真研究 [J], 钟原
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JAVA教程全集-电子版
第一章J ava概览Java是一种理想的面向对象的网络编程语言。
它的诞生为IT 产业带来了一次变革，也是软件的一次革命。
Java程序设计是一个巨大而迅速发展的领域，有人把Java称作是网络上的“世界语”。
本章将简要介绍Java语言的发展历史、特点、Java程序的基本结构以及开发Java程序的环境和基本方法。
1.1 Java语言发展历史1.1.1 Java 语言产生的背景1991年，SUN MicroSystem公司的Jame Gosling、Bill Joe等人的研究小组针对消费电子产品开发应用程序，由于消费电子产品种类繁多，各类产品乃至同一类产品所采用的处理芯片和操作系统也不相同，就出现了编程语言的选择和跨平台的问题。
当时最流行的编程语言是C和C++语言，但对于消费电子产品而言并不适用，安全性也存在问题。
于是该研究小组就着手设计和开发出一种称之为Oak(即一种橡树的名字)语言。
由于Oak在商业上并未获得成功，当时也就没有引起人们的注意。
直到1994年下半年，随着Internet的迅猛发展，环球信息网WWW的快速增长，Sun Microsystems公司发现Oak语言所具有的跨平台、面向对象、高安全性等特点非常适合于互联网的需要，于是就改进了该语言的设计且命名为“Java”，并于1995年正式向IT业界推出。
Java一出现，立即引起人们的关注，使得它逐渐成为Internet上受欢迎的开发与编程语言。
当年就被美国的著名杂志PC Magazine评为年度十大优秀科技产品之一(计算机类就此一项入选)。
1.1.2 互联网成就了Java互联网的出现使得计算模式由单机时代进入了网络时代，网络计算模式的一个特点是计算机系统的异构性，即在互联网中连接的计算机硬件体系结构和各计算机所使用的操作系统不全是一样的，例如硬件可能是SPARC、INTEL或其他体系的，操作系统可能是UNIX、Linux、windows或其他的操作系统。
java3D安装教程
在Eclipse中运行Java3D的程序此页解释了如何在Eclipse中使用Java3D的库运行程序。
1.下载Java3D的。
访问此网页下载为您的系统Java3D的库。
2.下载用于Windows包含一个安装程序。
我发现最简单的安装在我的Java文件夹，包含在我的情况同一个标准的Java，jdk1.6.0_18下载Java3D的文件和目录。
在运行安装程序：3.启动Eclipse。
你可以创建一个Java3D的代码为您的新项目，或使用一个已经存在的项目。
我将创建一个新的名为3DExamples 项目4.下载HelloUniverse.java和添加项目，从第3步。
HelloUniverse.java有很多语法错误，因为它是指一些Java3D的非标准类。
我们需要告诉到哪里寻找这些类的项目。
5.在Eclipse菜单，选择“项目” - >“属性”6.在弹出窗口中选择 Java Build Path，然后单击 Add Library ...“按钮。
7.在下一个窗口中，选择用户库，点击“下一步”按钮。
8.在下一个窗口中单击“用户库”...“按钮9.在未来的点击新建...“按钮。
10.在窗口，弹出新的库名称。
使用名称Java3DLib。
然后单击“确定”按钮。
11.选择您刚才创建的库，然后单击“添加JAR文件...”按钮。
12.在弹出浏览文件夹，你在第2步安装Java3D的文件选择。
（Java3D的jar文件的路径在我的机器是用Java3D - > 1.5.2 - >库- >分机- >）选择所有三个jar文件（j3dcore.jar，j3dutils.jar，和vecmath.jar的）。
所有三个jar文件，选择后单击“打开”按钮13.后加入的罐子在首选项窗口点击的好吧按钮。
14.在弹出的窗口中单击 Finish按钮。
15.在构建路径“窗口中选择回到您刚才添加的Java3DLib，展开它，并选择本机库的位置属性。
基于Java3D的太阳系仿真的原理与实现
基于Java3D的太阳系仿真的原理与实现李万万【摘要】提出一种基于Java3D平台的太阳系仿真的方法,此方法以递归的形式构造天体运行轨道的同时采用全场景的逆向运动补偿的方式跟踪定位某个天体.实验结果表明,此算法的视觉效果很好.【期刊名称】《哈尔滨师范大学自然科学学报》【年(卷),期】2013(029)006【总页数】4页(P53-56)【关键词】Java3D;太阳系仿真;全场景;逆向运动【作者】李万万【作者单位】哈尔滨工业大学【正文语种】中文0 引言随着计算机3D图形学和虚拟现实技术的飞速发展，除了可以精确描述宇宙运转机理的物理学公式之外，计算机仿真也是辅助人们对宇宙世界进行探索的重要工具.太阳系，作为人类研究过的第一个也是最透彻的星系，更是计算机虚拟现实技术热切关注的话题.不仅如此，精确的太阳系仿真模型还可以辅助于宇宙学研究.作为强大的3D图形学开发包，Java3D也适用于太阳系的模拟与仿真.1 Java3D平台简介Java3D是sun公司结合OpenGL图形功能所提出的一款3D图形开发平台.Java 3D是网络3D游戏的重要开发工具.目前，Java3D已经广泛地应用于科学计算可视化、教育、机械设计、地理信息、动画、医学等诸多领域.文献［2］指出，Java3D与 VRML97 Loader相结合可以实现3Ds Max场景的导入与导出.在机器人虚拟控制研究中［3］，Java3D平台也具有广泛的应用价值.不仅如此，根据文献［4］，Java3D在语音的合成与识别技术方面的不断进步促进了语音技术与虚拟现实技术的结合.2 基于Java3D的太阳系的3D建模方法2.1 太阳系背景的生成在Java3D中的背景生成通常用Background类来实现，此类的输入参数是ImageComponent2D类的实例，从而在背景生成图片，但是此方法产生的背景是固定的图片，与真实的银河系感觉不符.然而采用背景球的方法，即把背景图片纹理贴到球体的内表面(采用Sphere.GENERATE_NORMALS_INWARD参数构造球体)，则可以产生逼真的银河系背景效果.2.2 太阳系星体纹理的建模太阳系中的主要星体包括太阳、八大行星和月球等.而不发光星体的建模方法很简单(如果不考虑凹凸纹理的话)，只需在球体表面进行贴图.通过 SphereSphere1=new Sphere(r，Sphere.GENERATE_NORMALS|Sphere.GENERATE_TEXTURE_COORDS，100);生成可以进行纹理映射的球体的实例(r为球体半径，100为球体表面的光滑程度).获得球体表面后需要设置材质表面无光泽:Material1.setSpecularColor(new Color3f(0f，0f，0f));设置球体表面材质的纹理模式为“法线与材质相混合模式”TextureAttributes1.setTexture Mode(BIN E).但是，太阳是自发光星体，所以在上面的材质(material)里需要添加发光特性:material.setE－missiveColor(new Color3f(Color.white));让太阳发白光.太阳的仿真效果图如图1所示:图1 太阳的3D模形对于土星和天王星的建模较为复杂，因为要添加卫星环.此处需要生成带纹理但无厚度的3D环.这里采用QuadArra类来实现，由上下两片沿x－y平面完全对称的3D环构粘合而成，效果如图2所示.图2 土星的3D模形2.3 太阳系星体的自转与公转的建模对于任意太阳系星体的运动都可以用星体的公转和自转的合成来描述.而公转轨道可以用三个参数来描述:长半轴a，短半轴b，轨道倾角θ，从而可得行星的运动轨道方程为:根据开普勒第一定律，太阳位于轨道的一个焦点上.公转轨道如图3所示.行星的公转模型需要考虑到行星在运行时的线速度变化.根据角动量守恒定律，行星在任一点处的角动量守恒，即L=r×v=C，从而对于椭圆轨道，行星在长半轴的两端点处分别有最大的线速度vmax和vmin，并且满足:，对此过程分析可得:设行星的速度为v(t)，行星的公转周期为 T，令，则有周长，通过数值方法可以近似地求出v(t)的函数.但是方便起见，这里采用了一种简化的数学模型，即由v(0)到v(t)的速度均匀地增加，从而得到如图4所示的速度v随时间t的函数图像(图中行星的周期T=10).图3 行星的公转轨道模型图4 星体运动的速度模型在Java3D三维动画程序设计中常用的类是Alpha类，此类是动画运行的驱动器，它和PositionPathInterpolator类以及 RotationInterpolator类(彗星需要RotPosInterpolator类)联合使用来产生物体的平移与旋转动画.自转模型只需要用RotationInterpolator驱动含有星体 Sphere的Transform3D节点在0～2π之间以周期t旋转即可.但是对于公转模型则非常复杂，因为需要考虑到线速度的变化.通过PositionPathInterpolator类，可以把物体位置坐标p(x，y，z)与alpha的关键帧位置坐标k(i)结合起来.例如，物体从p0位置移动到p1位置所对应的时间轴恰好从k0帧移动到k1帧.物体的移动速度越快，对应的帧的分布越密集.行星位点与帧节点的对用关系如图5.图5 位置与帧的关系由上面推理可知，速度vi与帧间隔di=ki+1－ ki成负相关(其中 d0=dmax，d0.5T=dmin)，由图4可得di与i之间的关系如图6所示.图6 帧间隔的等差数列表示Alpha类的帧节点区间为0～1，所以有:从而得到 dmax+dmin=2/T，又有dmax∶dmin=(a+c)∶(a － c)，最终得到:根据dmax，dmin和Δd可以确定每个空间位置所对应的帧节点位置，从而实现天体公转的速度变化.2.4 彗星的3D形体与公转的建模作为一类特殊的星体，彗星的3D形体建模与运动建模最为复杂.因为彗星的周围有气体团，并且带有长长的彗尾，所以它既不能用球体或椭球体来代替也不能用图片作为贴图纹理.这里采用了如下方法来生成逼真的彗星3D图形:彗星头部为半径为r的球体，彗星尾部为短半轴为 r，长半轴为 length的椭球体，彗星颜色color(red，green，blue)为白色到 color再从color到黑色的渐变.彗星体方程如下，其中参数ω |［0，2π］，当参数α ∈［0，0.5π］时是如下方程:当参数a∈［0.5π，π］时是如下方程:其中，R，G，B是彗星颜色的三分量.设彗星颜色为淡蓝色 (155，155，255)，用TransparencyAttributes1.setTransparency(0.2f);设置彗星的透明度为0.2，最终产生如图7所示的效果.图7 彗星的3D模形彗星的公转模型需要考虑角度的变化，设彗星的初始方向为r=(1，0，0)，彗星在空间中任意点的方向向量v由其公转轨道(见3.3)确定，得到:在Java3D中提供Quat4f类来实现动画中的旋转效果，Quat4f是四元数(quaternion)，用旋转的角度α与转轴方向→d=(x，y，z)来表示三维旋转，四元数 Q(a，b，c，d)与α 和→d 的转换关系如下:从而确定任一点处的四元数，输入到RotPosPathInterpolator类中即可使得彗星方向始终沿着轨道切线方向(如图8所示).图8 彗星方向沿轨道方向3 用于跟踪太阳系星体位置的逆向运动补偿方法对于跟踪具体某个星体，可以采用全场景的逆向运动来补偿某个星体的运动，从而使此星体相对于观察者静止.全场景的运动方程为:4 实验结果及其分析图9 水星图10 金星图11 地球图12 火星图13 木星图14 土星图15 天王星图16 海王星图17 月球利用上面的跟踪原理，依此对星体进行跟踪，得到的图片如图9～17所示.仿真的结果比较理想.但是，若需要更精确地展示星体的具体细节，则需要更多的轨道数据与地形地貌资料.5 结论实验表明，Java3D是一个良好的太阳系仿真平台，可以真实地展现每一个星体的3D形体，纹理特征和运动方式.此平台经过大规模和专业级的开发这后，可以用于辅助宇宙学领域的研究.参考文献［1］都志辉，刘鹏，等.Java3D编程实践［M］.北京:清华大学出版社，2002. ［2］董鲁秦，何东健，宋喜芳.基于VRML和Java3D的虚拟漫游系统研究［J］.软件时空，2009(4):247－249.［3］李凯里.机械臂虚拟控制中的Java3D设计技术［J］.系统仿真学报，2008，18(1):117 －119.［4］金珠，马小平，阚宏伟.基于J SAPI与J ava3D的语音交互式场景漫游［J］.微计算机信息，2007，23(12－3):178－179.。
基于JAVA的3D图形开发技术 文档(DOC)
基于Java的3D图形开发技术龚建成张佑生（合肥工业大学，安徽合肥)安徽工程科技学院，安徽芜湖）·安徽工程科技学院学报!"·#""$年%&’(%%)* +,,-./0, 1 %&’23+45 6 789:公司提供了一个;3<0=>的?%+,@3，在A+B+$C程序中利用它，可方便地调用;3<0=>图形* ;3<0图形的调用和%&’图形的调用基本相同，将调用;3<0图形文件的部分单独作为一个文件，进而可将主程序的重点放在对形体的动画处理等方面*此外CDE等图形文件也都有相应的?%+,@3将其应用到A+B+$C*#F G A+B+$C的形体组合A+B+$C应用程序中，一般都有多个三维形体，只有对其进行合理的组合，才能对指定的形体进行几何变换，进行某种操作，生成所需要的交互式三维应用程序或三维动画* A+B+$C为此提供了多个用于形体组合的对象，它们是E3%HI及其子孙类* A+B+$C场景图的底部为;/3)H+0 94/B@35@，每一个场景图只能有一个;/3)H+0 94/B@35@，;/3)H+0 94/B@35@上面为?%J+0@* E3%HI类型的对象只能有一个父类，对于K3+4J.LE3%HI对象来说是?%J+0@*而其他E3%HI类型的对象，可以将其他E3%HI类型的对象作为父类*如23+45M%3<E3%HI对象可以将E3%HI对象作为父类，也可以将另一个23+45M%3<E3%HI对象作为父类*1 N 6 K3+4J.E3%HI对象* K3+4J.E3%HIA+B+$C场景图中一个重要节点，它能够附在一个?%J+0@节点上，作为一个单元进行编译*将一个K3+4J.E3%HI放在一个?%J+0@上形成?%J+0@的一个分支，使其组合的内容激活，一旦形体、灯光等被激活，它们就可以根据自身的J+I+&/0/)O的设定，产生相应的变化*1 # 6 23+45M%3<E3%HI和23+45M%3<$C对象* 23+45M%3<E3%HI定义一个通过设置，可以移动、旋转、放大缩小的局部坐标系*它有两个M0+P5：Q??RDS2(Q:8TR(US(VQC7 Q??RDS2(Q:8TR(USD(W2V *这两个M0+P5通过设定，可以控制坐标系在程序运行过程中的运行方式，如果设置不当，程序可能无法运行* 23+45M%3<$C用来表示一个G X G的双精度浮点数矩阵，进而表示所指定的坐标的坐标变换，如旋转、放大缩小、平移等*#F Y A+B+$C的交互作用Z G [A+B+$C借助A+B+语言强大的事件处理功能，可用来编写复杂交互式的虚拟场景* A+B+$C的事件处理方法使用的是A+B+ N* #版本的事件处理模型* A+B+ N* #事件程序中，在类定义时，用/<I0@<@4)5说明该类实现的一个或多个监听器，如IH&0/J J0+55 P+<@ @\)@4,5 QII0@) /<I0@<@4)5 D/4,%]?/5)@4@3 ，QJ)/%4?/5)@4@3，W)@<?/5)@4@3，-.@J^&%\U@4H?/5)@4@3 _ ‘但这种方法主要用于特定显示界面的设计及一些状态的变化处理方面*如果要编写更复杂的交互式三维应用程序，则需要用到A+B+$C的K@.+B/%3对象* K@.+B/%3有K/00&%+3,、?%,、W4)@3I%0+)%35等子类*编写复杂的交互式三维对象时，经常会感到计算机速度不够*可以有多种方法解决速度慢的问题* A+B+$C编程可通过灵活应用对象，提高计算机的运行速度*其他三维图形技术也用到了?RC技术，如;(U?语言就用到了?RC技术，;(U?语言就有?RC节点* A+B+$C的?RC对象通过设定，可以使计算机根据三维场景图的需要，在程序运行时，有效处理复杂形体：当复杂物体离观察点很远时，就用一个简单的形体替代，当复杂形体离观察点不远不近时，就用一个近似的形体替代，当复杂物体离观察点很近时，就显示复杂形体自身，这样可以有效提高计算机的运行速度* K/00&%+3,是K@.+B/%3的子类，利用K/00&%+3,可生成一个局部坐标系，此坐标系的a b轴方向一直指向观察者的眼镜*这表示在三维空间移动位置及方向时，K/00&%+3,所在的局部坐标系中的形体将一直面向着我们，也即自动绕着局部坐标系的c轴旋转*A+B+$C提供的K@.+B/%39)/0/)O一共有四组：/4)@3I%0+)%3（用于生成形体的曲线运动）7 ^@O&%+3,（用于处理键盘输入的内容）7 <%H5@（用于处理鼠标对坐标变化的控制）7 I/J^/4P（用于处理对象的点击拾取）7 W4)@3I%0+)%35可用于建立三维空间中形体绕着样条曲线运动的轨迹，只要输入形体及多个关键点的数据，就可控制形体绕着这几个关键点做空间的曲线运动，同时可控制形体的比例变化及旋转* W4)@3I%0+)%35在程序中的具体应用是生成一个2-Kd@OT3+<@对象* d@O&%+3,可用于监听键盘输入的内容，通过判断第!期·"#龚建成，等：基于·$%&%的’(图形开发技术类如)*+,-、./012、3456+7/012、8,49:’2、%99:47415:、;:<-07:及其属性等内容，还有&*:=>?4-@/7A、.:18/7、3:,4B*/7、C/79,、)*16等，类似于&DC)语言的相应节点，是$%&%’(场景图的重要组成部分EF G H I/2:J/A9/1:1-类E用于表示I/2:的属性，它不是$4B4’(场景图的组成部分，而是被场景图所引用，用来修饰某些):4@对象，如某个颜色可以被多个形体引用E 3/0128及其子类、;7418@/7A’(并不是I/2:J/A9/1:1-的子类，但它们同样作用于):4@对象，因而也是I/2:J/A9/1:1-类型的对象EG利用$4B4’( %>K进行编程的要点分析GL ! $4B4中点、线、面的生成编写$4B4’(的点、线、面时，需要给出顶点坐标数组、顶点坐标对应的颜色数组等内容，输入这些内容需要用到M:/A:-7N%774N提供的多个方法，所有的点、线、面类都是M:/A:-7N%774N的子类或孙类，因而都继承了它所有的方法E具体内容可查看相关%>KEGL G .,49:’(对象、%99:47415:对象及3/0128对象F ! H .,49:’(对象E点、线、面的各种对象，均为M:A/-70%774N的子孙类，它们只是几何对象，不能单独放置在三维场景图中E真正的三维形体对象应当既具有几何特征，同时也应具有材质特征，.,49:’(就是用来定义三维形体对象的对象E它有下面一些@?4+8：%))OPQMROCR;DSQDR%(T %)U)OPQMROCR;DSQPDK;RT %))OPQ%>>R%D%IJRQDR%(T %))OPQ%>>R%D%IJRQPDK;R T %)U)OPQJO))K.KOIQ3OVI(.QDR%(T %))OPQJO))K.KOIQ3OVI(.QPDK;RE这些@?4+8可以通过8:-J494UW*?*-N设定，使形体具有某种特征，从而使程序能在运行过程中产生相应的变化效果EF G H %99:47415:对象对象给出了三维空间里的形体，形体除了有几何属性外，还应有外观属性，如颜色、纹理等，形体的外观属性由%99:47415:对象提供E %99:47415:是I/2:J/A9/1:1-的子类，每一个%99:47415:对象均可以被多个.,49:’(对象所用EF ’H 3/0128对象E $4B4’(程序里，经常需要设置一些灯光、声音、行为等对象，这些对象在使用时，必须给出它们的作用范围，需要用到3/012*1+.9,:7:对象EGL ’常用三维图形文件的调入复杂形体很难直接通过编程实现E这时可通过调用其他格式的三维图形文件获得复杂形体，如直接调用&7A?GE X格式、O3$格式的三维图形文件，通过处理，间接调用(PM、(YZ、’(.格式的三维图形文件E这些格式的三维形体可以非常方便地应用在$4B4’(程序中，进而提高程序地编程效率E在调用O3$文件时，可以编两个程序，一个是主程序，一个是专门用来调用O3$文件的/WU[?/42E [4B4E在主程序的57:4-:.5:1:M749,（）方法里，在定义背景、声音、灯光等分支后，再定义一个OWU[:5-Z*?:兑现/W[和一个8对象，并用OW[:5-Z*?:的?/42方法调用/W[文件，调用成功后将调入的结果放入/W[对象里面E…37415,M7/09 /W[D//- \ 1:= 37415,M7/09 F H ] W \ 10??TW \ 1:= OW[)/42 F 94-,14A: H T/W[;7418E 422J,*?2 F W H T…调入的/W[文件所定义的三维形体有大有小，这时可在程序中定义一个改变了比例的坐标系，这样即使很大的/W[形体也可显示在屏幕上E通过下面几个语句，使坐标系发生了比例变换，成为原来大小的XE "倍：;7418@/7AM7/09 /W[;7418 \ 1:= ;7418@/7AM7/09 F H T;7418@/7A’( -’2 \ 1:= ;7418@/7A’( F H T-’2E 8:-.54?: F XE " H T/W[;7418E 8:-;7418@/7A F -’2 H T·安徽工程科技学院学报!"·#$$%年在&’()*+,’-.’,/0节点之上的1图2给出了3(4( %5应用程序的场景图6 7 8129 # 3(4(%5 :;<中的类3(4( %5核心包包括=(4(>1 -?@A(1 =%@和=(4(>1 4?B-(CD，其结构层次6 7 8如下E3(4(>1 -?@A(1 =%@FA’C/(GH)A4?’*?I,B(G?FA?J;DK*AB(GL,@K;DK*AB(GM)4A’,-?)CNB’B?)%5O()4/*%5NB?)?.’(0DPL=?BCQ,@?.’,/0I?(+Q,@?O,-0,)?)C&’()*+,’-%5=(4(>1 4?B-(CDR(C’A> OG(**?*其中，=(4(>1 -?@A(1 =%@提供了2$$多个类及接口，是3(4( %5的核心部分；=(4(>1 4?B-(CD则包括了一些矩阵和数组运算的类1 3(4( %5还提供了一个重要的有助于快速编程的应用类型的包，即B,-1 */)1 =%@1 /CAG*包（HCAGACK）S HCAGACK不是3(4( %5编译环境的核心组成部分，可以不用它，但使用它会大大提高程序的编写效率1一些基本形体如立方体、圆柱等，可由HCAGACK方便地生成；对复杂形体的生成，则需对基本形体进行一系列的几何坐标变换来实现129 % 3(4(%5 :;<中类的关系6 # 83(4(%5所提供的类S根据其作用主要有两种类型：Q,@?，Q,@?O,-0,)?)C1T 2 U Q,@?类1含有及I?(+两个子类1 .’,/0类用于将形体等按一定的方式组合在一起1 I?(+图2 3(4(%5应用程序的场景图摘要：,343语言具有结构中立性、网络分布性等优点，它的*/图形-56在开发6789:798及;;;上的图形网络应用程序时有极大优势因而得到了迅速地推广和应用1介绍,343*/ -56的特点，总结了,343*/ -56的组成，对,343*/数据结构、应用程序的编程要点作了重点评述，对如何利用,343*/ -56进行应用程序开发作了初步研究1关键词：,343语言；,343*/；6789:798；场景图中图分类号：文献标识码：-引言,343是目前最流行的功能强大的编程语言，它完全面向对象，简单高效安全，与平台无关，支持多线程= ! >1 ,343*/ -56是,343语言的*/图形用户接口，,343语言提供的内在机制使*/图形图像程序具有“一次写成，到处运行”( ?:@89 A7B90 :C7 37D?E9:9 +的特点开发出的图形系统拥有;9F特性，因而受到了广泛关注1本文从各个侧面对,343*/图形开发技术作了较详细的论述1! ,343 */图形开发技术简介,343*/是,343!1 %的一个标准扩展，它从高层次为开发者提供对三维实体的创建、操纵和着色，使开发工作变得较为简单1 ,343*/的低级-56依赖于现有三维图形系统，如/@:9B8*/G5HIJK等1它为我们编写三维应用程序提供了一个非常完善的-56，其功能主要有= % >：( ! +生成简单或复杂的形体（也可以直接调用现有的三维形体）；( % +使形体具有颜色及具有透明效果；( * +在三维环境中生成灯光及移动灯光；( ’+具有行为（L9E34@A:）的处理判断能力（键盘、鼠标等）；( " +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.M1!N ! ,343*/的场景图数据结构,343*/的数据结构采用/-J（/@:9B89O & -BDBP@B J:3QE）式的场景图（RB979 J:3QE），即具有方向性的不对称图形1图中线和线的交汇点称节点（IAO9），这些节点都是,343 */类的实例；线（-:B）表示实例之间的关系1最底层的节点是.@:8C3P S7@49:T9，每个场景图只能有一个.@:8C3P S7@49:T91在.@:8C3PS7@49:T9之上是KAB3P9节点，每个程序可以有一个或多个KAB3P9，KAB3P9节点之间可以相互切换，不过大多数程序只有一个KAB3P91每一个KAB3P9之上可有一个到多个L:37BEJ:ACQ节点1要建立三维应用环境，必须建立所需要的形体（RE3Q9），给出形体的外观（-QQ93:37B9）及几何信息（J9AU98:D），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L:37BEJ:ACQ节点之上摆放位置通过另一个节点<:37TV A:UJ:ACQ来设定1在安放好三维形体之后，还需设定具体的观察位置.@9? 5P38V A:U，它也是建立.AP1 !W0 IA1 !X3:1 0 %))*安徽工程科技学院学报,AC:73P A V -7EC@ S7@49:T@8D A V <9BE7APAYD 37O RB@97B9第!W卷第!期%))*年*月收稿日期：%))% & )2 & !!作者简介：龚建成（!2#) &），男，江苏扬州人，讲师，在读硕士研究生1第!期·"!龚建成，等：基于·#$%$的&’图形开发技术处理，对程序的运行产生相应的控制作用( )*+,-对象一共有三个：)*+,-.*/0/-、)*+,-1**2、)*+,-34506,70/-它们分别作用鼠标的左、中、右键，用于坐标的旋转、平移、放大缩小变换(鼠标如果没有中键，可用$84 9(处理交互问题时，利用监听器8:,/-6-5和;-<0=:*5方面的>/:7:/?常常不能满足编程需要，这是可以利用定义新的;-<0=:*5对象的方法编写交互式#0=0&’程序(编写自定义的;-<0=:*5对象的三个步骤为：（!）定义一个继承;-<0=:*5的新对象，同时给出新对象的构造方法(（@）定义一个初始化所用的:6:/:07:A-（）方法(（&）定义一个处理交互作用的B5*C-,,D/:2+7+,（）方法(@E " #0=0&’的冲突检测F G H冲突检测与响应在物体的物理建模中是十分重要的内容(因为虚拟物体在运动过程中I相互碰撞、接触或其他形式的相互作用(出现这种情况I物体就不能按照原来的运动状态继续运动I否则虚拟环境中就会出现虚拟物体之间相互穿透、彼此重叠等不真实的现象(检测虚拟环境中虚拟物体是否发生了相互碰撞的过程称为冲突检测(检测到碰撞后I要对之做出正确的响应I修改虚拟物体的运动状态I确定物体的变形和损坏等I这就是冲突响应(冲突检测是虚拟现实、计算机动画、机器人学等领域的核心问题之一( #0=0&’具有形体间冲突检查功能，为了编写具有这样功能的交互式应用程序，需要定义一个检查形体之间碰撞情况的行为对象，这时可用到#0=0&’提供的用于形体间冲突检查用的三个对象：J0K-+BL6M*77,:*6N6/5?、J0K-+BL6M*77,:*6NO:/、J0K-+BL6M*77,:*6)*=-2-6/( #0=0&’的冲突检查功能还处于不断改进的阶段，这方面的计算需要较多的时间，有时会影响程序的运行速度(&结束语随着计算机技术的发展和广泛应用，三维图形的应用范围也越来越广；另一方面，随着P6/-56-/的飞速发展，计算机网络成为数据信息流动最方便的渠道，JJJ则成为用户利用网络最便捷的方式(新的应用环境要求更适合于它的图形编程手段( #0=0语言和其&’$QP的推出，刚好迎合了这一潮流，为广大程序员提供了开发&’图形应用软件的新途径，因而一定会得到广泛推广与应用(参考文献：F ! H R05=-? )( ’0:/-7I Q0+7 #( ’-:/-7E #0=0程序设计教程（上册）F ) H E北京：机械工业出版社，@SS@EF @ H #0=0 &’4+/*5:07 F ’; T L8 H，<//BU T T V0=0( ,+6( C*2 T B5*W+C/ T V0=0( 2-W:0 T V0=0 &’(F & H D+6 ):C5*,?,/-2,( P6C( 4<- #0=0 &’$QP DB-C:X:C0/:*6 %-5,:*6!( @ F 1 H ( @SSS( FG H陈静勇(基于#0=0&’的虚拟现实建模方法F# H (计算机应用研究，@SS@I（Y）：&& Z &YE!"#$%&’&() *&+ ,"-"’&./%( 01 (+2.$3 423", &% 52-2[L\[ #:063C<-6]!I @I 1R$\[ ^*+3,<-6]!_ !( R-X-: >6:=-5,:/? *X 4-C<6*7*]?I R-X-: @&SSS‘I M<:60a @( $6<+: >6:=-5,:/? *X4-C<6*7*]? 06W DC:-6C- I J+<+ @G!SSSIM<:60 b!"#$%&’$( #0=0 :, 06 05C<:/-C/+5- Z 6-+/507I 6-/c*5K Z W:,/5:d+/-W 706]+0]-( P/, &’$QP, <0=- ]5-0/ 0W=06/0]-,:6 /<- W-=-7*B2-6/ *X ]50B< 0BB7:C0/:*6, *6 P6/-56-/ 06W JJJ( D*I :/ :, e+:CK7? ,B5-0W-W 06W 0BB7:-W( 4<:,05/:C7- :6/5*W+C-W #0=0&’$QP f , X-0/+5-,I ,+2205:A-W #0=0&’$QP f , C*2B*,:/:*6I W:,C+,,-W /<- W0/0 ,/5+C/+5-*X #0=0&’06W /<- K-? 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Java3D
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）。
在运行 applet 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： java SimpleCone
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。
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Virtual Universe | |----------------------------------| || Locale Locale | | ----------------+----------------|||| |||| BG BG BG BG (BG--BranchGroup) |||| | | | | (S---Shape) S TG TG TG (TG--| ||||| A G S S View Platform || | | (A---Appearance) ----+---- ----+---- (G---Geometry) |||| |||| AGAG
基于Java3D的三维模型交互设计系统的开发与应用_丘威
基于Java3D的三维模型交互设计系统的开发与应用丘威(嘉应学院计算机科学与技术系,广东梅州514015)摘要:首先概括地介绍了Java3D技术在三维模型交互设计的应用.提出了采用Java3D用于虚拟三维模型的描述,通过远端客户机读取服务端客户上传的三维图形数据,实现与用户交互的虚拟三维交互建模方案,使用程序提供的绘图工具对图形进行编辑并将结果保存到服务端相应的文件,通过对服务器端文件的读写操作来实现用户之间的信息交互,共享数字化的设计信息,使Internet成为设计工作的主要协作平台.关键词:Java3D;VRML;Web3D;虚拟场景中图分类号:TP129文献标识码:A文章编号:1000-7180(2008)11-0195-04Development and Application of3D Model InteractionDesign System Based on Java3DQIU Wei(Department of Computer Science and Technology,Jiaying University,Meizhou 514015,China) Abstract:This paper introduced the Java3D application in 3D model interaction design,adopt the Client/Server structureand distributing computing model to design the system structure,put forward the method to catch the 3D scene object in-stance and presented the wandering method to implement virtual scene in the Java3D scene.With Java3D,implement theinteraction 3DM scene with the user,and implement a part of detail.Key words:Java3D;VRML;Web3D;virtual scene1引言Java3D是Sun定义的用于实现3D显示的编程接口,Java3D提供了基于Java的上层接口.Java3D把OpenGL和DirectX这些底层技术包装在Java接口中.这种全新的设计使3D技术变得不再繁琐并且可以加入到J2SE、J2EE的整套架构,这些特性保证了Java3D技术强大的扩展性.文中提出了采用Java3D用于三维模型的描述,采用Java3D实现虚拟三维模型交互显示,实现与用户交互的虚拟三维交互建模实现方案,本系统是通过远端客户机读取服务端客户上传的三维图形数据,并在Web页上对三维格式的机械设计图、建筑模型图等等进行还原,不同地域间的用户不仅可以在终端机器上完成对三维模型实体的浏览、缩放、移动、操作,还可以使用程序提供的绘图工具对图形进行编辑并将结果保存到服务端相应的文件,通过对服务器端文件的读写操作来实现用户之间的信息交互,有助于减少工程师、建筑师和其他用户之间进行交流的障碍,并使他们可以更多地共享数字化的设计信息,使Internet成为设计工作的主要协作平台.2用Java3D描述系统模型Web3D联盟是Web3D技术管理组织,主要负责有关Web3D标准的研究、定义和推广工作,为了适应Web的新应用[1].尽管VRML在Web3D应用中已比较广泛[2],但也存在其局限性:首先是浏览VRML场景需要下载安装相应的浏览器插件,使用户感到不便.另外VRML是用于建立基于互联网的虚拟场景的描述语言,其提供的交互能力很不足,场景描述信息与程序控制脚本共存与一个VRML文件中不便开发者使用.有不少的计算机公司推出了各种不同的Web3D实现方案,Sun公司公布的Ja-va3D则为Web3D提供了语言级的支持,Java3D是Java用于三维程序编程的一组API.Java语言面向对象和跨平台特性,使得Java3D特别适合网络环境上的应用[3].无插件的Web3D应用一般采用Java开发,用户在下载三维场景的同时,三维渲染引擎则以Applet小程序的形式被下载到客户端执行.本系统完全使用面向对象的Java程序设计,Ja-va3D技术作为一种较新的技术,在开发网络图形平台上有着突出的优势.在系统的开发过程中,用到了其中的Java Applet编程、Java 3D图形编程,Java数据库编程,网络编程以及JSP技术.本系统分为服务器端程序和客户端程序,服务端的程序提供了客户上传文件的功能,主要采用了Java文件上传和JD- BC技术.在数据库方面,使用了My Sql.服务器端程序和客户端程序通过HTTP连接作为服务器和客户端的数据交互接口.客户端则提供了图形数据的还原和编辑图形的功能,采用了Java Applet的方式,Java Applet可嵌在网页上运行的特性和Java 3D强大的图形表现能力为开发系统提供了有力的技术支持[4].Java语言的平台无关性和MY SQL数据库的跨平台性,使得本项目软件适合不同平台下的用户.在数据调度策略方面本系统采用一次性全部装载三维格式文件数据,数据驻留客户端机器内存的方法,节约了传送的代价,减轻了服务器端的压力,加快了客户端的反应速度.系统模型如图1所示.图1Web环境下的系统功能模型图Java3D是Java在三维图形方面的扩展,同时结合了Java语言的网络功能,很好地解决了网络,跨平台环境的三维可视化问题.对于一些高级应用,如实现计算过程的三维可视化、复杂的交互功能等, Java3D具有比VRML无法相比的能力[5].另外,大量的研究集中在Web3D及虚拟现实等技术的实施细节之上,针对这些问题给出了很多优秀的算法,这些成果有待于进一步转化为实际应用.采用Java3D作为基于网络的虚拟建筑环境的开发平台,有助于在应用中不断采用更为先进的算法,形成独立的技术核心[6].Java本身是一种编程语言,不会涉及任何商业类技术问题,,而采用其他商业Web3D技术平台,开发者不能了解其底层实施细节,不利于长期发展.采用Java3D实现三维虚拟场景的显示,用户与三维场景交互以及其他与虚拟环境相关功能,如场景外观纹理的实时替换,在三维场景内实现建筑属性的查询等.3逻辑结构设计本系统的逻辑结构的三维的数据结构采用的是Scene Graphs Structure(场景图),就是一些具有方向性的不对称图形组成的树状结构.Java 3D场景图是一棵由两个部分或分支组成的树,这两个部分是:内容(content)和视图(view).视图分支含有复杂Ja-va 3D视图模型的所有细节,它还定义视点.内容分支描述了您将在场景中看到什么.它包含所有图形对象(球体、立方体或更复杂的几何对象)、用来移动它们的转换、光、行为、组节点和烟雾.大多数工作将集中在内容分支上.本系统的JA V A3D场景数据结构图如图2所示.图2Java3D三维模型图数据结构图在一个Java3D应用程序看到的逼真三维模型从程序的角度看来,实际就是由Java3D定义的一系列的对象,这些对象不是杂乱无序,对象之间也不是毫无关系.如果想让三维图像正常显示,必须在这两点上遵循Java3D场景图的规定.基于Java3D的虚拟3D模型表现还使用协同处理策略,将客户的请求分散处理,根据当前客户端和服务器的CPU使用情况和网络占用情况,自动分配计算任务,能大大降低整个系统对服务器的依赖,有效提高系统整体性能.在3D模型表现环境的应用中,经常需要获得单个类型3D模型表现对象实例,因为许多行为和操作都是针对单个3D模型对象,比如3D模型中有若干栋建筑,需要在Java3D程序的运行时刻将它的外观(表面纹理)改变,来观察其在环境中不同的效果. 如果在一个VRML文件中定义了若干栋建筑,那么将其导入到Java3D中,必须做的事情之一就是获得每栋建筑物的单个实例,以便将它们作为单独的对象进行处理.Shape3D对象维持了对一系列Geome- try对象的引用.Shape3D对象除了定义了三维形体的几何特征,还定义了形体的外观(Appearance)属性.一个VRML的Shape对象被导入到Java3D3D 模型中将被转换为Java3D的Shape3D对象,这样就动态地访问该对象.例如要改变一个Shape3D的外观属性,那么首先要做的是将外观属性设为可写. shape3D.setCapability(ALLOW APPEARANCE WRITE);然后就可以对Shape3D对象的Appear- ance对象进行操作了.在程序运行中还可以动态的删除或添加Shape3D节点,从而可以实现3D模型替换的功能.4系统实现4.1系统功能实现本系统所构造的3D模型,必须运行一个Ja-va3D程序.这个Java3D应用程序必须首先创建一个虚拟3D模型对象并且至少把一个Locale对象附加之上.然后,构建出需要的3D模型型体,它由一个分支组结点开始并且包括至少一个观察平台对象,而3D模型型体就是附加于这个观察平台.当一个包含3D模型型体的观察对象被附加于一个虚拟3D型体,Java3D的渲染循环就开始工作.这样,3D模型型体就会和它的观察对象一起被绘制在画布上.系统的设计采用了三层模式的结构,用户只需打开浏览器链接到服务器,浏览器就会自动将客户端程序下载到本地机器运行,通过与服务端程序的通讯实现了图形数据的传输,达到了让不同地域的图形设计人员与用户,设计人员与设计人员之间对各种3D设计软件生成的图形进行交互式设计的目标.本系统可以在Web方式下自由地浏览3D数据文件(3DS,OBJ,J3D,还可扩展其他格式),而不需要另外花钱购买并安装3D设计软件(如3D MAX, MAYA等),也不需要用户下载并安装额外的浏览器插件.三维模型在本系统可以完全“复原”回在其他3D设计软件(如3D MAX等)的3D效果.如图3 所示为在3D MAX设计的一个船3D模型型体效果图.图4为在本系统中的船3D模型型体效果图.图3在3D MAX中设计的一个船3D模型效果图图4在本系统中表现的船3D模型效果图本系统具有一定的建模功能,并且模型是可以按照客户自己的意愿进行个性化定制,如图5用户想添加一个棱锥,系统可以根据用户的输入是多少棱锥而创建具体的实体.可以根据用户的输入来决定球体是高精度还是低精度.同时可以在本系统进行场景图的灯光效果,实体外观颜色,实体外观贴图,位置,大小等的编辑.4.2三维模型交互设计的实例第一步:启动服务器程序的服务功能.第二步:在A和B两台计算机的浏览器的地址栏分别输入服务端的地址,连接到服务端的登陆页面.第三步:A机和B机经过验证登陆后,进入工作图5在本系统中添加各种自定义的3D实体区页面,它们的浏览器就会自动下载服务端的Java Applet程序.A机和B机的显示画面.第四步:A机和B机用户都点击【选择文件】按钮,在弹出的对话框中选择要操作的文件名,在这里假定A和B都打开同一个三维文件.第五步:经过比较,打开的文件里面的三维实体在B和C的软件系统中显示的效果与在3D MAX 中的显示效果相符合.在客户端A中使用程序提供的编辑工具,如实体顶点坐标编辑工具对实体进行编辑.在这里先选中棱锥,再点击“形体变换”按钮, 接着选择方向,这里选择X方向,于是按键盘的X 键,最后用鼠标拖动一定的距离,就可以实现对实体的顶点坐标进行编辑.A机编辑完成后,就可以看见A机最后显示的场景图效果了.第六步:当A机提交了修改结果后,在B机中使用程序提供的刷新功能,即点击【刷新】按钮来更新当前场景图,得到图编辑的结果就是刚刚在A中修改后的结果,如图5所示.同样,使用其他工具来编辑实体或增删实体,A机和B机分别进行绘制和保存操作,都得到了相同的测试效果,实现了图形在A机和B机之间的交互设计.5结束语Java3D丰富的Java及Java3D类库支持可用于实现复杂的编程行为.特别是应用Java3D可以快速地开发Web上的3D应用.文中提出采用VRML和Java3D相结合的技术,建立虚拟3D模型型体环境的应用框架.实现对虚拟3D模型型体环境中的3D 模型对象的操作需要获取该对象,给出了在Java3D 中获取3D模型对象实例的方法和给出了在Java3D模型型体中实现虚拟3D模型型体表现的方法.基于Java3D的3D模型型体的客户端表现的基本功能是虚拟空间信息的图形表达,是以国际Web3D协会正在开发中的网络三维信息传输标准X3D为基础,将三维信息和与三维空间关联的多媒体信息在客户端以图形的方式呈现给用户.本系统为用户提供了在网络环境中对三维设计软件(如3D MAX,Maya等)生成的三维图形进行浏览、编辑的功能,可以让模型设计师把3D模型型体的草图提供给用户,让用户浏览到3D模型型体草图的同时还可以对模型进行简单的修改,并将修改的数据反馈给设计人员,设计人员则可以根据用户的建议对草图作进一步的修改,从而节省了劳力和成本,达到工程设计人性化、智能化的管理,为设计者和用户之间的交流架起了一座简单快捷有效的桥梁.参考文献:[1]孙瑾秋,张艳宁,潘俊军,等.颌面三维测量技术研究[J].微电子学与计算机,2007,24(4):165-167.[2]Web3D.Virtual reality modeling language,ISO/IEC 14772-1[S].Standard International,1997:34-38.[3]李银兵,闫敬.基于虚拟现实技术的可视化生态复垦[J].微电子学与计算机,2007,24(2):200-202.[4]邹经宇,薛玉彩.基于城市虚拟三维环境的城市公共空间视觉延续性的比较研究[C]//第二届“虚拟现实与地理学”学术研讨会学术论文集.北京,2002:110-119. [5]杨宝民,朱一宁.分布式虚拟现实技术及其应用[M].北京:科学技术出版社,2000:1-10.[6]丘威,张立臣,钟治初.在线虚拟电子电路实验室的VRML实现[J].微电子学与计算机,2007,24(2):62-64.作者简介:丘威男,(1974-),硕士,讲师.研究方向为虚拟现实技术和软件工程.。
如何搭建java3d环境 (图)
Netbeans下如何搭建java3D环境（图）摘要在Netbeans IDE 工具下搭建java3D的开发环境主要有三步：一是安装java3d需要的包，二是在netbeans导入java3d需要的包，三是运行java3d的测试程序；最终Netbeans能够运行显示出“Java ”的3D效果图像，如下图1所示：图1 Java 的3D效果图像1.搭建步骤：1.1下载java3d-1_5_1-windows-i586.exe安装包并安装到电脑；1)、下载地址：/file/c2k157vw#java3d-1-5-1-windows-i586.exe。
2）、安装java3d-1_5_1-windows-i586.exe，默认路径为：C:\ProgramFiles\Java\Java3D\1.5.1。
图2 java3d-1_5_1-windows-i586.exe默认安装路径1.2 新建工程，导入java3d的3个包j3dcore.jar、j3dutils.jar、vecmath.jar 1）、选择文件>新建项目>Java>Java 应用程序，如下图3填写项目名称“Java3D”，点击完成。
图3 新建Java 3 工程2）、导入java3d 的3个文件操作：如图4鼠标右击库>添加JAR/文件夹，如图5添加3个jar文件包图4图53）、如图6、图7，鼠标右击“java3d>新建>Java类”填写“Java3dTest”新建java 测试类Java3dTest.java，并将Java3dTest类中的源码全部替换为以下源码：图 6图7package java3d;/**** @author Administrator*/import java.awt.*;import java.awt.event.*;import javax.swing.*;import javax.media.j3d.*;import javax.vecmath.*;import com.sun.j3d.utils.universe.*;public class Java3dTest {public static void main(String[] args) {Java3dTest t = new Java3dTest();t.setUp();}public void setUp() {JFrame jf = new JFrame("Welcome");// kill the window on closejf.addWindowListener(new WindowAdapter() {public void windowClosing(WindowEvent winEvent) { System.exit(0);}});JPanel panel = new JPanel();panel.setLayout(new GridLayout(1, 1, 2, 2));GraphicsConfiguration config = SimpleUniverse.getPreferredConfiguration();Canvas3D canvas3D = new Canvas3D(config);canvas3D.setSize(360, 160);SimpleUniverse universe = new SimpleUniverse(canvas3D);BranchGroup group = new BranchGroup();addObjects(group);addLights(group);universe.getViewingPlatform().setNominalViewingTransform();universe.addBranchGraph(group);panel.add(canvas3D);jf.getContentPane().add(panel, BorderLayout.CENTER);jf.pack();jf.setVisible(true);}public void addLights(BranchGroup group) {BoundingSphere bounds = new BoundingSphere(new Point3d(0.0, 0.0, 0.0),1000.0);Color3f light1Color = new Color3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);Vector3f light1Direction = new Vector3f(4.0f, -7.0f, -12.0f);DirectionalLight light1 = new DirectionalLight(light1Color, light1Direction);light1.setInfluencingBounds(bounds);group.addChild(light1);// Set up the ambient lightColor3f ambientColor = new Color3f(.1f, .1f, .1f);AmbientLight ambientLightNode = newAmbientLight(ambientColor);ambientLightNode.setInfluencingBounds(bounds);group.addChild(ambientLightNode);}private void addObjects(BranchGroup group) {Font3D f3d = new Font3D(new Font("TestFont", Font.PLAIN, 2), new FontExtrusion());Text3D text = new Text3D(f3d, new String(""), new Point3f(-3.5f, -.5f, -4.5f));text.setString("");Color3f white = new Color3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);Color3f blue = new Color3f(.2f, 0.2f, 0.6f);Appearance a = new Appearance();Material m = new Material(blue, blue, blue, white, 80.0f);m.setLightingEnable(true);a.setMaterial(m);Shape3D sh = new Shape3D();sh.setGeometry(text);sh.setAppearance(a);TransformGroup tg = new TransformGroup();Transform3D t3d = new Transform3D();Transform3D tDown = new Transform3D();Transform3D rot = new Transform3D();Vector3f v3f = new Vector3f(-1.6f, -1.35f, -6.5f);t3d.setTranslation(v3f);rot.rotX(Math.PI / 5);t3d.mul(rot);v3f = new Vector3f(0, -1.4f, 0f);tDown.setTranslation(v3f);t3d.mul(tDown);tg.setTransform(t3d);tg.addChild(sh);group.addChild(tg);}}4）运行Java3dTest.java 文件，将会显示如下错误（注意以下黄色背景的文字，说在java的library路径中缺少了j3dcore-d3d 文件）：2012-6-10 21:42:31 javax.media.j3d.NativePipeline getSupportedOglVendor严重: ng.UnsatisfiedLinkError: no j3dcore-ogl-chk in java.library.path Exception in thread "main" ng.UnsatisfiedLinkError: no j3dcore-d3d in java.library.pathat ng.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1734)at ng.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:823)at ng.System.loadLibrary(System.java:1028)at javax.media.j3d.NativePipeline$1.run(NativePipeline.java:189)at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)at javax.media.j3d.NativePipeline.loadLibrary(NativePipeline.java:180)at javax.media.j3d.NativePipeline.loadLibraries(NativePipeline.java:137)at javax.media.j3d.MasterControl.loadLibraries(MasterControl.java:948)at javax.media.j3d.VirtualUniverse.<clinit>(VirtualUniverse.java:280)at java3d.Java3dTest.setUp(Java3dTest.java:36)at java3d.Java3dTest.main(Java3dTest.java:22)Java Result: 1成功生成（总时间：1 秒）解决方案：复制java3d-1_5_1-windows-i586.exe安装路径下的4个文件j3dcore-d3d.dll、j3dcore-ogl.dll、j3dcore-ogl-cg.dll和j3dcore-ogl-chk.dll到Netbeans默认的安装路径下，再运行程序即可，如图8图9、图10、图11红色圈的1,2,3,4步骤：图8图9 Netbeans默认的JDK路径图10 复制4个dll文件图11 把4个文件粘贴到Netbeans默认JDK路径下1.3 运行例子，测试java3D环境图12 运行文件解决方案参考：/blog/1153584小结：在Netbeans搭建java3D的前提是：可以在Netbeans运行一般的程序，此配置关键在于在Netbeans中添加3个包j3dcore.jar、j3dutils.jar、vecmath.jar 和在Netbeans下使用的默认JDK路径下添加4个库文件j3dcore-d3d.dll、j3dcore-ogl.dll、j3dcore-ogl-cg.dll和j3dcore-ogl-chk.dll,而这一共7个文件包在安装java3d-1_5_1-windows-i586.exe即可获得。
java教程pdf
java教程pdfJava教程PDF（一）Java是一种通用的、面向对象的编程语言，由Sun Microsystems公司于1995年发布。
它的设计目标是使开发过程更简单、更可靠。
Java可以用于开发各种类型的应用程序，从桌面应用程序到企业级Web应用程序。
Java编程语言的特点之一是它的平台无关性。
这意味着一次编写的Java代码可以在任何支持Java虚拟机（JVM）的平台上运行。
这种特性使得Java成为跨平台开发的首选语言之一。
Java程序可以以两种形式运行：作为独立的应用程序或通过Web浏览器运行的小程序（Applet）。
无论是哪种形式，Java程序都需要先编译成字节码，然后由JVM解释执行。
这种解释和执行的方式使得Java具有更高的可移植性和安全性。
在学习Java编程之前，你需要准备好Java开发环境。
这包括安装Java Development Kit（JDK）和一个文本编辑器或集成开发环境（IDE）。
JDK包含了编译器、调试工具和其他与Java开发相关的工具。
一旦你的开发环境设置好，你就可以开始学习Java的基本语法。
Java语言有自己的语法规则和约定，你需要熟悉这些规则才能编写有效的Java代码。
在学习Java语法时，你可以编写一些简单的程序来练习，例如打印一条消息或进行一些简单的计算。
除了语法之外，你还需要学习Java的核心库。
Java的核心库提供了许多常用的功能模块，例如输入输出、字符串处理、日期时间处理等。
了解并掌握这些库将有助于你更快地开发应用程序。
在学习Java编程的过程中，你还应该注意良好的编程实践。
这包括使用有意义的变量和函数名、编写清晰的注释以及进行恰当的代码格式化。
遵循这些实践可以使你的代码更容易阅读和维护，并减少出错的可能性。
最后，你还应该学习如何调试和测试Java程序。
在开发过程中，你经常会遇到错误和bug，学会使用调试工具和编写测试代码是解决这些问题的关键。
调试和测试能够帮助你找出问题所在，并确保你的程序能够按照预期的方式运行。
java程序设计教程原书第3版
java程序设计教程原书第3版摘要：一、概述Java程序设计教程第三版的内容和特点二、Java语言的基础知识回顾1.基本语法2.数据类型与变量3.控制结构4.函数与方法三、Java面向对象编程的详细讲解1.类与对象2.继承与多态3.封装与解耦4.接口与抽象类四、Java高级特性的介绍1.异常处理2.集合框架3.线程编程4.网络编程五、Java实际应用案例的分析与演示1.桌面应用程序2.Web应用程序3.移动应用程序4.数据库应用六、Java开发工具与技术的探讨1.Eclipse IDE的使用2.Maven与Git版本控制3.Java Web开发的框架和技术4.云计算与大数据平台上的Java应用七、Java职业规划与发展趋势1.Java工程师的技能要求2.Java领域的就业前景3.持续学习和进修的建议4.开源社区参与与贡献正文：Java程序设计教程第三版是一部全面、深入地介绍Java语言的书籍，旨在帮助读者掌握Java编程的基本概念、原理和实践技巧。
本书适用于Java初学者和有一定基础的编程爱好者，通过学习，读者可以更好地理解Java语言的特性和应用场景，为从事Java开发工作打下坚实的基础。
第二章至第四章主要回顾了Java语言的基础知识，包括基本语法、数据类型与变量、控制结构、函数与方法等内容。
这些知识点是Java编程的基础，对于初学者来说，熟练掌握这些内容是开展后续学习的前提。
第五章至第七章详细讲解了Java面向对象编程的原理和方法，包括类与对象、继承与多态、封装与解耦、接口与抽象类等内容。
面向对象编程是Java语言的核心，通过学习这些内容，读者可以学会如何使用Java编写高质量、可维护的代码。
第八章至第十章介绍了Java的高级特性，如异常处理、集合框架、线程编程、网络编程等。
这些特性在实际开发中频繁使用，对于提高代码的可扩展性、性能和安全性具有重要意义。
第十一章至第十三章通过分析实际应用案例，展示了Java语言在桌面应用程序、Web应用程序、移动应用程序等领域的应用。
Java游戏引擎开发实战从零开始创建2D和3D游戏引擎
Java游戏引擎开发实战从零开始创建2D和3D游戏引擎Java游戏引擎开发实战：从零开始创建2D和3D游戏引擎Java游戏引擎是游戏开发过程中关键的一环，它提供了功能强大的工具和框架，帮助开发者实现游戏的各种功能和效果。
本文将介绍如何从零开始创建2D和3D游戏引擎，帮助读者了解游戏引擎背后的原理和开发技巧。
I. 引言游戏引擎是一个软件框架，用于简化游戏开发过程中常见的任务，如图形渲染、输入处理、物理模拟等。
Java是一种功能强大而受欢迎的编程语言，具备跨平台特性，因此Java游戏引擎在游戏开发中得到了广泛应用。
II. 游戏引擎的基本结构一个完整的游戏引擎由多个模块组成，每个模块负责不同的任务。
以下是一个简化的游戏引擎基本结构：1. 游戏循环模块游戏循环模块控制游戏的整个生命周期，它包括游戏的初始化、更新和渲染。
在游戏循环模块中，我们可以监听用户的输入，更新游戏内部的状态，并将最终的结果渲染到屏幕上。
2. 图形渲染模块图形渲染模块负责将游戏中的2D或3D图形渲染到屏幕上。
在Java游戏引擎中，常用的图形渲染技术包括渲染管线、着色器、纹理映射等。
3. 输入处理模块输入处理模块用于监听用户的输入，包括键盘、鼠标、手柄等。
它将用户的输入转化为游戏内部的命令，从而影响游戏的进行。
4. 物理模拟模块物理模拟模块用于模拟游戏中的物理效果，例如重力、碰撞等。
通过物理模拟，游戏开发者可以实现更加真实的游戏体验。
III. 创建2D游戏引擎2D游戏引擎是最简单且入门级的游戏引擎类型。
下面是创建2D游戏引擎的基本步骤：1. 创建游戏窗口通过Java图形库，我们可以创建一个窗口用于显示游戏。
游戏窗口的大小、标题等属性可以根据需求进行调整。
2. 渲染游戏场景在游戏窗口中，我们可以添加游戏场景并将其渲染到屏幕上。
游戏场景可以包括角色、背景、道具等元素。
3. 处理用户输入监听用户的输入，包括键盘按键、鼠标点击等事件，并根据用户的操作来更新游戏的状态。
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Java 3D API官方教程[翻译一]开始学习Java3D API1第一章、入门本章目标：学习了本章之后，你能：•能用一些基本术语解释什么是Java3D•能描述出Java3D程序的基本结构。
•能识别出Java3D API中的许多类。
•能编写出简单的Java3D动画程序。
Java 3D API是一个用于编写显示和交互操作三维图形对象的程序的接口。
Java 3D也是在Java2 Java开发包（JDK）上的标准扩展。
这个API提供了用于创建和操纵3D图形的高端构成方法以及渲染该图形的一些数据结构。
Java3D 提供了创建图片、可视化、动画以及3D交互图形应用程序的函数。
1.1 什么是Java 3D API?Javae 3D API是作为复杂三维图形和声音渲染系统的接口的一系列层次的JAVA类的统称。
程序员可以用Java3D开发创建和操纵3D图形对象的高端应用。
这个图形对象处于一个被渲染了的虚拟世界(Virtual Universe)中。
这个API就是用设计来用于灵活方便地创建精确的各种大小的虚拟环境，可以大到大空物体，小到比原子还小。
除了这些功能之外，API的使用也很直接，API能自动处理渲染的细节，由于利用了Java线程机制的优势，所以Java3D的渲染器的工作是并行进行的。
并且渲染器也能自动地优化并提高渲染性能。
一个Java3D程序创建了Java3D对象的实际，并将其置之于场景图数据结构中。
在这个场景图中，所有3D对象用完全指定了虚拟世界内容和其如何被渲染的树形结构存储，Java3D程序能写成能独立运行的应用程序，或者写成能嵌入在浏览器中运行的Applets，或者二者兼备。
1.2 Java 3D API每一个Java3D程序至少部分地集成了来自Java类层次中的对象，这些对象的集合称做虚拟世界（virtual universe），这就是将要被渲染的对象。
此API在javax.media.j3d包中定义了超过100多个类，这些类我们平常称做Java3D 核心类。
在Java3D API中有数以百计的属性和方法。
尽管如此，一个包含动画功能的简单的虚拟世界的构建仅仅需要几个类就行。
本章讨论了用尽少的对象集合和交互来渲染一个简单虚拟世界。
本章包含了一个简单但是完全的叫HelloJava3D的程序的开发过程，这个程序显示了一个能旋转的立方体，这个示例程序是逐步开发完成的，因此这个程序用了很多版本来展示Java 3D编程过程中的每一部分。
本教程中的所有程序都可以获得电子的版本。
更多的信息请见前言中的"获得本教程"[译者注：/products/java-media/3D/collateral/]。
除了Java3D核心包之外，Java3D程序设计也会用到其它的包，比如com.sun.j3d.utils，这个包通常称做Java3D工具类，核心类中仅仅包含了在Java3D编程中必段的最底层的类，而工具类是对核心类方便而强大的补充。
工具类主要分为四类：内容加载器、场景图构建辅助类、图形类和方便的一些工具类。
将来还有一些功能，比如nurbs[non-uniform rational B-spline,非均匀有理B样条],也会加到工具类，而不是Java3D核心包中。
而一些工具类在Java 3D API 将来的版本中也可能会移到核心包中去。
利用工具类大大地减少了Java3D程序中的代码行数。
除Java3D核心类和工具类包之外，每一个Java3D程序还引用了java.awt包和 javax.vecmath包中的类. java.awt包就是Abstract WindowingToolkit (AWT). AWT类用于创建显示和渲染场景和窗口。
而javax.vecmath包则定义了对点、矢量、矩阵以及其他数学对象进行数学运算的类。
在余下的教程中，词汇可视对象（visual object）就是场景图中的对象比如一个立方体或者球体。
对象（object）则是指一个类的实例。
而内容(content)指的是一个场景图中全部的可视对象。
1.3构建场景图一个Java3D的虚拟世界创建自一个场景图,而场景图就是由Java3D类的实例构建而成.场景图集成了定义图形、声音、光线、位置、方向以及可视物体和声音对象的表面属性等对象。
一个通常的图形定义是一个由结点和弧边组成的数据结构。
一个结点是一个数据元素，而边则是数据元素之间的关系。
场景图中的结点就是Java3D类的实例，而边展示了这些Java 3D实例之间的两种关系。
最为通用的关系是就是父子关系(parent-child relationship),一组结点可以有任意数目的孩子却只能有一个双亲。
一个叶子结果可以有一个双亲但是没有孩子。
另一个关系是引用（reference）。
一个引用与场景图结点中的结点组件（NodeComponent）对象相关联。
结点组件定义了用于渲染可视对象的图形和表面属性。
Java 3D场景图就是由一堆具有父子关系的结点构建成的树形结构。
在树形结构里，其中有且仅有一个结点是根结点，共他结点都可以顺着从根开始的弧边可以访问到，树形结构中的结点是没有回路的。
一个场景图就是由植根于本地（Locale）对象的树而形成的。
结点组件和引用弧边都不是场景图树的组成部分。
在树形结构中，从根结点到叶子结点有且仅有一条路径，因此，从场景图的根到其每个叶子结点也仅有一条路径。
从场景图根结点到到特点叶子结果的路径我们称之为该叶子结点的场景图路径（scene graph path）。
因此，一条场景图路径恰恰只通向了一个叶子结点。
而在场景图中从根到每个叶子结点都有一条这样的路径。
在Java3D场景图中的每一条场景图路径也完全地定义了路径的叶子的状态信息。
状态信息包括位置、方向、可视对象的大小。
由此可见，每一个可视对象的可视属性仅仅由其场景图路私决定。
Java3D渲染利用这点，以仅可能有效地按它所定义的顺序来渲染叶子对象。
Java 3D程序员一般情况下不用控制渲染对象的顺序。
[原注：Java3D 程序员仅仅可以用来控制渲染对象顺序的是OrderedGroup类结点，在本教程中对此部分未加论述，请参见Java3D API规范文档]在树形结构中，从根结点到叶子结点有且仅有一条路径，因此，从场景图的根到其每个叶子结点也仅有一条路径。
从场景图根结点到到特点叶子结果的路径我们称之为该叶子结点的场景图路径（scene graph path）。
因此，一条场景图路径恰恰只通向了一个叶子结点。
而在场景图中从根到每个叶子结点都有一条这样的路径。
在Java3D场景图中的每一条场景图路径也完全地定义了路径的叶子的状态信息。
状态信息包括位置、方向、可视对象的大小。
由此可见，每一个可视对象的可视属性仅仅由其场景图路私决定。
Java3D渲染利用这点，以仅可能有效地按它所定义的顺序来渲染叶子对象。
Java 3D程序员一般情况下不用控制渲染对象的顺序。
[原注：Java3D 程序员仅仅可以用来控制渲染对象顺序的是OrderedGroup类结点，在本教程中对此部分未加论述，请参见Java3D API规范文档]场景图的图形表示可以当作设计工具或者Java3D程序的文档。
场景图一般用一些标准的图形标记来绘制，如图1-1所示。
Java 3D程序可能不止有包含场景图中的这些对象。
可以用以上标志集合来设计一个Java3D虚拟世界场景图。
等设计上的事情完成后，场景图的设计就是程序设计的规范。
等到程序也设计完成，同一个场景图就是程序的精解表现（假设程序是依照设计的图来进行的话）。
一个从已有程序绘制成的场景图可以做创建程序场景图的文档。
可以用以上标志集合来设计一个Java3D虚拟世界场景图。
等设计上的事情完成后，场景图的设计就是程序设计的规范。
等到程序也设计完成，同一个场景图就是程序的精解表现（假设程序是依照设计的图来进行的话）。
一个从已有程序绘制成的场景图可以做创建程序场景图的文档。
图1-1左边所示的每一个标记代表了场景图中的每一个对象，前两个标记代表特定的类的对象,即VirtualUniversee和Locale类的对象，下面的三个则常常用于标注特定对象[译者注:Group子类的对象等]的子类，最后一个标记用于表示其它类的对象。
实线箭头表示两个所连接的对象之间存在父子关系。
而虚线箭头则表求一个对象是另一个对象的引用。
引用的对象可以供一个场景图中的不同的分支所共享。
一个简单的场景图的例子如图1-2所示。
在平时,创建一个错误的场景图也是可能的,一个不合理的场景图的例子如图1-3所示.图1-3所描绘的场景图之所以不合理是因为它与有向无环图(Directed Acyclic Graph Or DAG)的规则相冲突.问题存在于两个TransformGroup对象都以同样的Shap E3D 叶子对象作为其孩子。
请记住，一个叶子结点只能一个双亲，也就是，从Locale对象到叶子结点只能有一条路径（或者从叶子结点到Locale 对象只能有一条路径）。
你也许会认为，图1-3图所示的场景在虚拟世界中定义了三个可视对象。
它看起来好像是这个场景图通过重用图形右边的可视对象（Shape3D）而定义了两个对象。
从概念上讲，每一个TransformGroup 对象都作为共享的那个Shape3D的双亲，这个Shape3D的可视化对象可以允许在不同地方放置一张图片。
尽管如此，由于父子边之间的关系构不成树形结构，所以这个场景图是不合法的。
在这个例子中，表现为Shape3D对象有多于一个以上的双亲。
对树形结构和有向无环图的讨论是正确的，然而，Java 3D运行时系统会报告这类父子关系之间的错误。
树形结构存在的限制是每一个Shape3D 对象只能有一个双亲。
从图1-3所示的例子看来，‘多亲'异常会在运行时报告出来。
图1-4中，展示了这种不合法场景图的解决办法，每一个Shape3D只有一个双亲。
一个定义了不合理（法）场景图的Java3D程序可能通过编译，但是不会在运行时渲染。
当一个定义了不合法场景图的Java3D程序运行时，Java3D 系统会检测到这个问题，从而会报告一个异常。
程序还会继续运行，但是结果是，应该被关闭，没有任何渲染好的图象生成。
每一个场景图有一个唯一的VirtualUniverse，这个VirtualUniverse有一系列 Locale 对象。
一个Locale对象，提供了虚拟世界中的一个参考点。
可以把Locale对象看作是在虚拟世界中定义可视对象位置的标志。
一个Java3D程序有多于一个的VirtualUniverse对象，技术上是可行的，因此，可以在虚拟世界中定义多个Locale对象，然而，在多个虚拟世界之间没有内在的沟通方式，更进一步讲，一个场景图不能存于多个虚拟世界中。