?　　 簡(jiǎn)述

　　現(xiàn)在，移動(dòng)游戲和 移動(dòng)應(yīng)用 開發(fā)極為熱門！游戲中需要有時(shí)髦漂亮的圖形，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比以前任何時(shí)候都要高。本文將告訴你怎樣用酷斃的移動(dòng)3D圖形API為J2ME設(shè)備開發(fā)3D圖形游戲。

　　如果你在用MIDP1.0進(jìn)行用戶接口編程，那么有兩條路你可以選擇：使用高級(jí)的UI類或者一切由你自己從頭開始。作為游戲開發(fā)者，第一種選擇往往是不可能的；這是為什么游戲開發(fā)者不得不為他們的高級(jí)游戲開發(fā)自己的3D引擎的原因。無(wú)疑，這需要付出大量的時(shí)間和努力，而缺乏浮點(diǎn)數(shù)支持的CLDC 1.0（MIDP 1.0正是建于其上）對(duì)問(wèn)題的解決沒(méi)有多大幫助。

　　在MIDP 2.0中，有一個(gè)可選的叫移動(dòng)3D圖形API的軟件包，或者叫JSR 184。該API是第一個(gè)基于Java標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的移動(dòng)設(shè)備上的 三維圖 形軟件包。該API既有高級(jí)又有低級(jí)圖形特征；其中，高級(jí)特征稱為保留模式，低級(jí)特征稱為立即模式。保留模式使得開發(fā)者有可能使用場(chǎng)景圖形并使場(chǎng)景中的物體根據(jù)虛擬相機(jī)和燈光的位置進(jìn)行自身的著色。立即模式能夠允許應(yīng)用程序直接進(jìn)行物體繪制。如果需要，可以在同一個(gè)應(yīng)用程序中使用這兩種模式。

　　本文著重介紹立即模式（在第二篇文章中我們將分析保留模式）。

3D API

　　讓我們以列舉和解釋該3D API中的類作為開始。除了這些API外，JSR 184還包含了一個(gè)場(chǎng)景圖形結(jié)構(gòu)和一個(gè)相應(yīng)的文件格式以有效地管理和配置3D內(nèi)容。該文件格式定義了一種m3g文件，這種文件典型地從3D建模文件應(yīng)用程序中轉(zhuǎn)換而來(lái)。

　　表1．3D API類

類	描述
AnimationController	控制動(dòng)畫順序。
AnimationTrack	把一個(gè)KeyframeSequence同一個(gè)AnimationController相關(guān)聯(lián)。
Appearance	定義一個(gè) 網(wǎng)眼 （Mesh）或一個(gè)Spring3D的著色屬性的一組對(duì)象。
Background	定義視圖是怎樣被清除的。
Camera	一個(gè)場(chǎng)景圖頂點(diǎn)，它定義了場(chǎng)景中觀察者的位置以及從3D到2D的投影。
CompositingMode	一個(gè)Appearance類，它封裝了每一個(gè)像素的合成屬性。
Fog	一個(gè)Appearance類，它包含了霧化的有關(guān)屬性。
Graphics3D	一個(gè)單獨(dú)的3D圖形上下文。所有的著色操作都是在該類中的render()方法中實(shí)現(xiàn)的。
Group	一個(gè)場(chǎng)景圖形結(jié)點(diǎn)，它存儲(chǔ)了一個(gè)無(wú)序的結(jié)點(diǎn)集作為它的子結(jié)點(diǎn)。
Image2D	一個(gè)二維圖像，可用于紋理，背景，或者精靈圖像。
IndexBuffer	該類定義了如何把頂點(diǎn)連接起來(lái)以形成一個(gè) 幾何 體。
KeyframeSequence	封裝了一系列的具有時(shí)間戳和矢量值的關(guān)鍵幀的動(dòng)畫數(shù)據(jù)。
Light	描述了不同類型的光源。
Loader	下載和反串行化圖形結(jié)點(diǎn)及結(jié)點(diǎn)成分，以及整個(gè)場(chǎng)景圖形。
Material	封裝了進(jìn)行光學(xué)計(jì)算的材質(zhì)屬性。
Mesh	描述了一個(gè)3D對(duì)象，它是用多邊形面定義的。
MorphingMesh	描述了一個(gè)頂點(diǎn)－變形的多邊形網(wǎng)眼。
Node	所有場(chǎng)景圖形結(jié)點(diǎn)的 抽象 基類。其五個(gè)具體子類是：Camera，Mesh，Sprite3D，Light和Group。
Object3D	所有可以成為3D世界中組成部分的對(duì)象的抽象基類。
PolygonMode	封裝了多邊形級(jí)別屬性。
RayIntersection	存儲(chǔ)了對(duì)于分割的Mesh或Sprite3D的引用，以及有關(guān)分割點(diǎn)的信息。
SkinnedMesh	描述了一個(gè)框架動(dòng)畫的多邊形網(wǎng)眼。
Sprite3D	用3D位置來(lái)描述一個(gè)2D圖像。
Texture2D	封裝了一個(gè)2D紋理圖像和一個(gè)屬性集合，這些屬性指出該圖像是如何應(yīng)用到子網(wǎng)眼上的。
Transform	一個(gè)通用的4x4的浮點(diǎn)數(shù)矩陣，用來(lái)描述一個(gè)變換。
Transformable	Node和Texture2D類的抽象基類。
TriangleStripArray	定義了一個(gè)三角形帶數(shù)組。
VertexArray	一個(gè)整型矢量數(shù)組，描述了頂點(diǎn)位置，法線，顏色或者紋理坐標(biāo)。
VertexBuffer	存儲(chǔ)對(duì)于VertexArrays的引用，它包含了一個(gè)頂點(diǎn)集的位置，顏色，法線，以及紋理坐標(biāo)。
World	一個(gè)特別的Group結(jié)點(diǎn)，它作為場(chǎng)景圖最頂層的容器。

舉例

　　我們將開發(fā)一個(gè)簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)一個(gè)多邊形的3D應(yīng)用程序?yàn)槔Ｔ摱噙呅问且粋€(gè)立方體，它的紋理是一張舊汽車相片。列表1展示了例程midlet的主要類-應(yīng)用程序的中心類。該類負(fù)責(zé)創(chuàng)建應(yīng)用程序并建立起運(yùn)行MyCanvas的計(jì)時(shí)器。

　　列表1. MIDletMain類

import javax.microedition.midlet.*; import javax.microedition.lcdui.*; import java.util.*; public class MIDletMain extends 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 MyTimerTask extends TimerTask { 　　public void run() { 　　　if( d != null ) { 　　　　d.repaint(); 　　　} 　　} 　} }

　　列表2顯示了MyCanvas類，該類包含了應(yīng)用程序的所有圖形邏輯。init()方法負(fù)責(zé)結(jié)點(diǎn)的創(chuàng)建，紋理文件的裝載并設(shè)置紋理，外觀和背景也被一起設(shè)置。paint()方法負(fù)責(zé)著色并旋轉(zhuǎn)立方體。圖1展示了正在一個(gè)模擬器中運(yùn)行的實(shí)際程序。

　　列表2. MyCanvas類

import javax.microedition.lcdui.*; import javax.microedition.m3g.*; public class MyCanvas extends 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() { 　　// 創(chuàng)建Displayable對(duì)象以探聽命令事件 　　setCommandListener(new CommandListener() { 　　　public void commandAction(Command c, Displayable d) { 　　　　if (c.getCommandType() == Command.EXIT) { 　　　　　MIDletMain.quitApp();}} 　　　}); 　　　try { init();} 　　　catch(Exception e) { e.printStackTrace();} 　} 　/** 　* 組件的初始化 　*/ 　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); 　　//立方體的各個(gè)結(jié)點(diǎn)法線 　　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); 　　//各個(gè)結(jié)點(diǎn)的紋理坐標(biāo) 　　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 }; 　　// 對(duì)象的VertexBuffer 　　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 ); 　　//紋理圖像 　　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); 　　// 創(chuàng)建外觀（Appearance）對(duì)象 　　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); 　　//設(shè)置照相機(jī) 　　Transform transform = new Transform(); 　　transform.postTranslate(0.0f, 0.0f, 30.0f); 　　graphics3d.setCamera(camera, transform); 　　//設(shè)置燈光 　　graphics3d.resetLights(); 　　graphics3d.addLight(light, transform); 　　//設(shè)置旋轉(zhuǎn) 　　angle += 1.0f; 　　transform.setIdentity(); 　　transform.postRotate(angle, 1.0f, 1.0f, 1.0f); 　　graphics3d.render(vbuffer, indexbuffer, appearance, transform); 　　graphics3d.releaseTarget(); 　} }

圖1 正在一個(gè)模擬器中運(yùn)行的應(yīng)用程序

小結(jié)

　　JSR 184對(duì)于可以運(yùn)行MIDP 2.0的設(shè)備來(lái)說(shuō)，是一個(gè)節(jié)省時(shí)間和空間的可選的軟件開發(fā)包。它允許開發(fā)者使用兩種圖形方式-保留模式和立即模式-來(lái)產(chǎn)生3D圖形。本文集中講述了立即模式，并給出一個(gè)例子程序來(lái)說(shuō)明怎樣使用3D API。

利用J2ME開發(fā)移動(dòng)3D游戲之3D圖形API