Использование 3D графики в J2ME. Простейшее 3D приложение

Введение

Возможность работать с 3D графикой программисты получили вместе с выходом MIDP 2.0, в состав которого был включен дополнительный пакет "Mobile 3D Graphics API" (или JSR 184). Фактически он является Java стандартом для работы с 3D графикой на портативных устройствах. Пакет имеет два уровня, верхний - retained mode и нижний - immediate mode. Первый позволяет работать с 3D сценами, используя виртуальную камеру и источники света. Второй - непосредственно рисовать объекты. Оба уровня при необходимости могут использоваться в одном приложении.

В этой статье будет рассмотрен immediate mode.

Для начала давайте перечислим классы, которые предоставляет в наше распоряжение 3D API. (В дополнение к API, JSR 184 также содержит структуры для описания сцен и соответствующий формат для эффективного представления и развертывания 3D контента. В JSR используется m3g формат файлов.)

3D API классы

Простейшее J2ME 3D приложение

Давайте напишем простейшее 3D приложение - вращающийся полигон. Наш полигон - кубик, на который натянута текстура. В листинге 1 приведен главный класс MIDlet-а. Он создает приложение и устанавливает таймер для запуска MyCanvas

<b>Листинг1. Класс MIDletMain</b>
 
import javax.microedition.midlet.*;
import javax.microedition.lcdui.*;
import java.util.*;
 
publicclass MIDletMainextends MIDlet{
static MIDletMain midlet;
MyCanvas d=new MyCanvas();
Timer iTimer=new Timer();
 
public MIDletMain(){
this.midlet= this;
}
 
public void startApp(){
Display.getDisplay(this).setCurrent(d);
iTimer.schedule(new MyTimerTask(),0,40);
}
 
public void pauseApp(){
}
 
public void destroyApp(boolean unconditional){
}
 
 
public static void quitApp(){
midlet.destroyApp(true);
midlet.notifyDestroyed();
midlet=null;
}
 
 
class MyTimerTaskextends TimerTask{
public void run(){
if( d!=null){
d.repaint();
}
}
}
}
 

В листинге 2 показан класс MyCanvas. Он содержит все операции с графикой. В методе init() создаются вершины, загружается и устанавливается текстура. Также там задаются вид и задний план. Метод paint() рисует и вращает куб.

<b>Листинг2. Класс MyCanvas</b>
import javax.microedition.lcdui.*;
import javax.microedition.m3g.*;
 
publicclass MyCanvasextends Canvas{
 
private Graphics3D graphics3d;
private Camera camera;
private Light light;
private float angle= 0.0f;
private Transform transform=new Transform();
private Background background=new Background();
private VertexBuffer vbuffer;
private IndexBuffer indexbuffer;
private Appearance appearance;
private Material material=new Material();
private Image image;
 
public MyCanvas(){
// Устанавливаем Displayable для прослушивания команд от пользователя
setCommandListener(new CommandListener(){
public void commandAction(Command c, Displayable d){
if(c.getCommandType()== Command.EXIT){
MIDletMain.quitApp();}}
});
try{ init();}
catch(Exception e){ e.printStackTrace();}
}
 
/**
* Инициализация.
*/
private void init() throws Exception{
addCommand(new Command("Exit", Command.EXIT,1));
graphics3d= Graphics3D.getInstance();
 
camera=new Camera();
camera.setPerspective( 60.0f,
(float)getWidth()/(float)getHeight(),
1.0f,
1000.0f);
 
light=new Light();
light.setColor(0xffffff);
light.setIntensity(1.25f);
 
short[] vert={
5,5,5,-5,5,5,5,-5,5,-5,-5,5,
-5,5,-5,5,5,-5,-5,-5,-5,5,-5,-5,
-5,5,5,-5,5,-5,-5,-5,5,-5,-5,-5,
5,5,-5,5,5,5,5,-5,-5,5,-5,5,
5,5,-5,-5,5,-5,5,5,5,-5,5,5,
5,-5,5,-5,-5,5,5,-5,-5,-5,-5,-5};
 
VertexArray vertArray=new VertexArray(vert.length/3,3,2);
vertArray.set(0, vert.length/3, vert);
 
// Задаем нормали куба
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};
 
VertexArray normArray=new VertexArray(norm.length/3,3,1);
normArray.set(0, norm.length/3, norm);
 
// Задаем текстурные координаты
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};
 
VertexArray texArray=new VertexArray(tex.length/2,2,2);
texArray.set(0, tex.length/2, tex);
 
int[] stripLen={4,4,4,4,4,4};
 
// VertexBuffer для нашего объекта
VertexBuffer vb= vbuffer=new VertexBuffer();
vb.setPositions(vertArray, 1.0f,null);
vb.setNormals(normArray);
vb.setTexCoords(0, texArray, 1.0f,null);
 
indexbuffer=new TriangleStripArray(0, stripLen);
 
// изображение для текстуры
image= Image.createImage("/pic1.png");
Image2D image2D=new Image2D( Image2D.RGB, image);
Texture2D texture=new Texture2D( image2D);
texture.setFiltering(Texture2D.FILTER_NEAREST,
Texture2D.FILTER_NEAREST);
texture.setWrapping(Texture2D.WRAP_CLAMP,
Texture2D.WRAP_CLAMP);
texture.setBlending(Texture2D.FUNC_MODULATE);
 
// создаем вид
appearance=new Appearance();
appearance.setTexture(0, texture);
appearance.setMaterial(material);
material.setColor(Material.DIFFUSE,0xFFFFFFFF);
material.setColor(Material.SPECULAR,0xFFFFFFFF);
material.setShininess(100.0f);
 
background.setColor(0xffffcc);
}
 
protected void paint(Graphics g){
graphics3d.bindTarget(g,true,
Graphics3D.DITHER|
Graphics3D.TRUE_COLOR);
graphics3d.clear(background);
 
// устанавливаем камеру
Transform transform=new Transform();
transform.postTranslate(0.0f, 0.0f, 30.0f);
graphics3d.setCamera(camera, transform);
 
// Устанавливаем имточники света
graphics3d.resetLights();
graphics3d.addLight(light, transform);
 
// Задаем вращение
angle+= 1.0f;
transform.setIdentity();
transform.postRotate(angle, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
 
graphics3d.render(vbuffer, indexbuffer, appearance, transform);
graphics3d.releaseTarget();
}
}

Конечно, эта статья не в коей мере не претендует на руководство по созданию 3D игр, но она позволяет увидеть всю простоту и доступность создания 3D приложений для телефонов.

Статья основана на документе
"Developing Mobile 3D Graphics for J2ME (JSR-184)"
by Mikko Kontio.
Перевод: aRix