【正文】 對于建立一個(gè)簡單的 Java3D 程序，我至少需要了解三個(gè)概念：虛擬宇宙（ Virtual Universe）、場景（ Locale）、坐標(biāo)系統(tǒng)。 Java3D 的坐標(biāo)系統(tǒng) 默認(rèn)情況下， Java3D 的坐標(biāo)系統(tǒng)是右旋的，用 方位語義學(xué)來解釋就是：正 y 方向是本地重力的上，正 x 方向是水平的右，正 z 是這對著觀察者的方向。這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)足夠用來描述一個(gè)超過幾百萬光年距離的宇宙，也可以定義小于一質(zhì)子大?。ㄐ∮谝黄绽士碎L度）的對象。高分辨率坐標(biāo)的 就是 1米。所有虛擬宇宙包含一個(gè)或多個(gè)高分辨率 Locale。然后，構(gòu)建出需要的場景圖像，它由一個(gè)分支組結(jié)點(diǎn)開始并且包括至少一個(gè)觀察平臺對象，而場景圖就是附加于這個(gè)觀察平臺。這也意味著在不需要修改場景圖的情況下，同一個(gè)應(yīng)用程序既能夠渲染立體景象，還能通過攝像頭的輸入控制渲染過的觀察圖。在有攝像頭的情況下，用戶會有好像他們是真實(shí)的存在在那個(gè)虛擬世界的錯(cuò)覺，而開發(fā)者可以不做任何附加的工作就可以為用戶帶來這種效果。就好像在一個(gè)游樂場中，游客乘坐觀光車按照固定的路線參觀游樂場，但是在這過程中，游客可以持續(xù)轉(zhuǎn)動他們的頭。觀察平臺的起始結(jié)點(diǎn)指定了它的位置、方向和在虛擬世界中的比例尺。 PhysicalEnvironment：一個(gè)包含刻度信息的對象，它描述了物理世界。圖 4 表示了一個(gè)場景圖的一部分，它包括一個(gè)觀察平臺結(jié)點(diǎn)。 控制觀察平臺對象能產(chǎn)生很有趣和有用的結(jié)果。 形體移動的實(shí)現(xiàn)向來都是三維實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)和復(fù)雜之處，傳統(tǒng)三維技術(shù)的實(shí)現(xiàn)多是注重模擬三維物體的真實(shí) 移動。 總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想是：以 JAVA3D 為平臺，使用 JBuilder 編譯器，生成一個(gè)三維小場景，實(shí)現(xiàn) 簡單實(shí)體建模 ,物體運(yùn)動，場景移動，各種燈光，霧等場景變換操作以及更換背景圖片增加背景音樂等三維體系的基本功能。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圓錐的生成 UTILITY 里 CONE 的構(gòu)造函數(shù)有： 1. public Cone() 生成一個(gè)底半徑為 1，高為 2 的 CONE。 點(diǎn)、線、面的生成 點(diǎn)的生成 編寫 JAVA3D 程序?qū)嶋H上是編寫一個(gè)特定的場景圖，給出了場景圖中帶有形體及其屬性的一個(gè)分支（ BranchGroup）和表示觀察位置等數(shù)據(jù)的另一個(gè)分支（ View Platform）。 JAVA3D 可以生成任意大小的點(diǎn)，并且可以使點(diǎn)為方點(diǎn)或圓點(diǎn) 。對于這些形體 ，我們可以非常方便地將其用到 JAVA3D 程序中去。 import .*。 背景變換 的實(shí)現(xiàn)方法 燈光 光用于照亮場景中的幾何對象。它不發(fā)自某個(gè)特定點(diǎn)，也不指向某個(gè)特定方向。 AmbientLight PointLight Spotlight DirectionalLight 所有的 Light 節(jié)點(diǎn)都是場景圖中的葉節(jié)點(diǎn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 Java 3D 簡化了裝入紋理圖像的過程。 動畫的生成 所有的內(nèi)插器節(jié)點(diǎn)在使用時(shí)都需要與 TimeSensor（時(shí)間傳感器）配合使用。 第四章 JAVA3D 場景的實(shí)現(xiàn) 167。它同時(shí)定義了其下的 Locale、 No畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 de、 Group 及 BranchGroup 結(jié)點(diǎn)。 tg = new TransformGroup( tr )。 ( tg )。 Transform3D tr = new Transform3D( )。各種點(diǎn)、線、面生成地面及背景環(huán)境。 Alpha 可以輸出從 0 到 1 之間的數(shù)值給特定的內(nèi)插對象，當(dāng) Alpha 輸出的數(shù)值為 0 時(shí)，對應(yīng)的特定內(nèi)插對象的值為最?。划?dāng) Alpha 輸出的數(shù)值為 1 時(shí)，對應(yīng)的特定內(nèi)插對象的值為最大；當(dāng) Alpha 輸出的數(shù)值為0 到 1 之間的數(shù)值時(shí)，對應(yīng)的特定內(nèi)插對象生成和 Alpha 成相同比例的數(shù)值 。為了看起來更真實(shí)，請總是將紋理圖像的寬度和高度設(shè)置成 2 的冪。光將僅僅影響那些位于光的 BoundingSphere 所定義的空間內(nèi)的幾何對象，因此我們需要確 保 BoundingSphere 足夠大。點(diǎn)光源的一個(gè)例子是沒有燈罩的臺燈 。所有光都有一個(gè)顏色值，即開／關(guān)位，以及一個(gè)描述它照亮的場景區(qū)域的綁定對象。調(diào)用 VRML97 程序就象調(diào)用 Wavefront 的 OBJ 一樣簡單。 一 . Wavefront 的 OBJ 格式的圖形文件的調(diào)用 JAVA3D 編譯環(huán)境所帶的 UTILITY 有兩個(gè) LOADER，一個(gè)可用來調(diào)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 用 Wavefront 軟件的 OBJ 格式的三維圖形格式文件，一個(gè)可用來調(diào)用 Lightwave 軟件的 LWS 及 LWO 格式的三維圖形格式文件?？梢陨芍本€的對象有： 1. LineArray 2. LineStripArray 3. IndexedLineArray 4. IndexedLineStripArray 我們可以根據(jù)各種不同的情況，生成不同的直線，如給定寬度的直線、虛線等。 在這個(gè)方法里，程序先定義了一個(gè)分支 objRoot，然后用數(shù)組的形式定義了頂點(diǎn)坐標(biāo) vert 和顏色 color，再用 PointArray 定義了一組點(diǎn) point，并將頂點(diǎn)坐標(biāo)及顏色賦值給 point，由于 JAVA3D 中的 PointArray 點(diǎn)是 Shape3D 的子類，它不能直接放入一個(gè) BranchGroup,因而我們還要先定義一個(gè) Shape3D 對象 shape，再將 point 賦予 shape，這樣 point 就可以放入 BranchGroup 類型的對象 objRoot 中了。 ydivision = 1。 基本形體的生成 和 VRML 不同， JAVA3D 沒有基本形體類，因而在程序中無法直接生成大量應(yīng)用的基本形體，如 BOX、 CONE、 SPHERE 等。如同物理所學(xué)的切割磁力線發(fā)電，轉(zhuǎn)子和靜子本來就是一對可以互逆的對象，結(jié)果都是把動能轉(zhuǎn)化為電能。 不管在中心的對象，而讓 ViewPlatform 在虛擬世界中繞圈。應(yīng)用程序和行為通過修改直接在觀察平臺之上任何與 TransformGroup 結(jié)點(diǎn)結(jié)合的 Tramsform3D 對象可以在虛擬世界中任意移動 ViewPlatform。 圖 3： View 和它的組件對象以及它們的相互聯(lián)系 這些對象一起描述觀察的幾何體勝于明白的提供觀察或投影基體。 Canvas3D：抽象窗口工具箱中畫布對象的 3D 版本。影響觀察和投影基體的因素包括顯示設(shè)備的物理尺寸，顯示設(shè)備的安裝方法（在用戶的桌面或用戶的頭頂上），計(jì)算機(jī)是否知道用戶的頭在三維空間的位置，頭頂裝置真實(shí)的觀察領(lǐng)域，顯示設(shè)備上每平方英寸的像素?cái)?shù)，還有其他類似的參數(shù)。 在一個(gè)需要由物理環(huán)境規(guī)定一些觀察參數(shù)的系統(tǒng)中，讓應(yīng)用程序來控制所有的觀察參數(shù)并不合理。這種模式區(qū)分了以下兩種情況： 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1. 一個(gè)應(yīng)用程序通過控制觀察平臺的位置和方向在虛擬宇宙中對一個(gè)觀察臺對象（ ViewPlatform）定位、定向和設(shè)定比例尺； 2. 渲染器使用已知位置和方向計(jì)算出要使用的觀察對象，對終端用戶物理環(huán)境的描述確定用戶在物理環(huán)境中的位置和方向。這樣，場景就會和它的觀察對象一起被繪制在畫布上。在整個(gè)體系中，高分辨率坐標(biāo)扮演的是上層的僅供翻譯的轉(zhuǎn)換結(jié)點(diǎn)。 大一些的虛擬宇宙期待被構(gòu)建為有如同計(jì)算機(jī)文件那樣的層次，這意味著一個(gè)根宇宙要包含由外部文件引用的嵌入虛擬宇宙。用這種方法，可以創(chuàng)造出一個(gè)具有任意大小和規(guī)模的在視覺上無縫的虛擬宇宙，而且可以不必?fù)?dān)心數(shù)字上的精度。 雙精度浮點(diǎn)、單精度浮點(diǎn)甚至是定點(diǎn)來表示的三維坐標(biāo)都足夠來表示和顯示豐富的 3D 場景。虛擬宇宙被用作最大 的聚集體表現(xiàn)單位，同時(shí)也可被看作一個(gè)數(shù)據(jù)庫。所有三維形體的其位置信息（ Transform Group Nodes）都建立在 Branch Group 節(jié)點(diǎn)之上。 Java3D 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用的是 Scene Graphs Structure（場景圖），就是一些具有方向性的不對稱圖形組成的樹狀結(jié)構(gòu)（圖 1）。 DIRECT3D DIRECT3D 是 Microsoft 公司推出的三維圖形編程 API，它主要應(yīng)用于三維游戲的編程。 Java3D 把 OpenGL 和DirectX 這些底層技術(shù)包裝在 Java 接口中。而所有的展示文件只有 1M2M，不需下載插件。 Shout Interactive and Blaxxun 兩個(gè)公司使用純 Java 技術(shù)開發(fā)了實(shí)時(shí)渲染引擎（大小只有 50K），這個(gè)小小的 JAVA 小程序， 不僅在網(wǎng)上自動下載，而且可以在客戶端實(shí)時(shí)渲染 3D 場景，逐幀顯示動態(tài)的 3D 圖像。使用 Java 的重要理由之一是它的平臺無關(guān)性。它真正實(shí)現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實(shí)，在互聯(lián)網(wǎng)上仿真虛擬社會的各種活動，分布在世界各地的人可以借助互聯(lián)網(wǎng)開展各種文化科技，娛樂活動。 2. 聯(lián)機(jī)娛樂休閑與游戲： 多用戶聯(lián)機(jī) 3D 游戲?qū)嵘匣ヂ?lián)網(wǎng)，現(xiàn)在您已經(jīng)可以在網(wǎng)上經(jīng)歷簡單的賽車或空中射擊游戲，下載文件不超過 2M?；ヂ?lián)網(wǎng)上的交互式 3D 圖形技術(shù) Web3D 正在取得新的進(jìn)展，正在脫離本地主機(jī)的 3D 圖形，而形成自己獨(dú)立的框架。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第一章 緒論 167。 的實(shí)現(xiàn)流程 ..........................................................................................................24 167。 JAVA3D 的場景圖結(jié)構(gòu) ....................................................................................................... 9 虛擬宇宙（ Virtual Universe） ...............................................................................10 Java3D 的坐標(biāo)系統(tǒng) .................................................................................................10 場景（ Locale） ........................................................................................................12 167。 Java3D 提供了基于 Java 的上層接口。 3D 圖形技術(shù)并不是一個(gè)新話題，在圖形工作站以至于 PC 機(jī)上早已日臻成熟，并已應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。 關(guān)鍵字 :Java3D、 Web3D、三維 Abstract: The Inter appearance and the rapid development caused each domain to IT industry have the deep transformation, it initiated some new technical inevitably the appearance. The 3D graph technology is not a new topic, in the graph workstation down to on PC machine already more or day matured, and has applied to each domain. However the Inter appearance, caused the 3D graph technology to occur actually and is occurring is being subtle but the deep transformation. The Web3D association (predecessor is the VRML association) uses the Web3D terminology first, this terminology appearance had reflected this kind of change plete picture, nobody can strictly define Web3D, in here we do the Web3D understanding is: On the Inter 3D graph technology, the Inter has represented the future new technology, is very obvious, the 3D graph and the animation will hold the important status on the Inter. Java3D API is the Sun definition uses in realizing the 3D demonstration connection. Uses one of Java important reasons is its platform irrelevant. Java3D has provided