J2ME Mobile 3D入门教程

首先我要声明一下该文章，我已经在7月29日发布到了J2ME DEV网站上了，如果您需要转载请著名出处

3D图形技术在各个领域已经越来越多的被应用了，当然这也包括了J2ME领域。在J2ME中为我们提供了JSR184这样一个可选包，该套API 实现手机上3D图形的编程。同时也伴随着移动设备硬件的发展，现在也出现了越来越的支持该可选包的手机了，例如Sony Ericsson的 K系列、S系列等等。
正巧前一段时间我简单的学习了一下3D图形学，所以最近开始对Mobile 3D的学习，在这里把学习到的东西拿出来与大家共享，希望能对大家有所帮助，也同时希望大家能够一起来学习JSR184。

        下面言规正传，首先我们来想象一下在现实生活中，我们是如何观察这个世界的。我们是通过眼睛来观察，我们生活在一个3维坐标系构成的世界。在 Mobile3D中同样的有World类让你随心所欲的构造你想要的世界，当然在这里专业些，在3D制图中我们叫它“场景”；另外还有Camera类来作为你的眼睛，你可以来设置它的位置角度等参数，来显示出不同的图像。

        在Mobile 3D中是如何实现3D图像的显示呢？首先你要建立或者载入3D模型，然后根据需要设置场景中的环境、渲染方式等一系列的参数，再后生成并设置一架摄影机并且调整好你想要的光线，调整好你所需要的位置和角度。OK还需要什么呢？按下快门，这一步就是被叫做“渲染”一切就搞定了，这听起来似乎很简单其实也并不难，其实这也不难。

        下面我们分步骤的来讲解这些步骤：
        首先说模型的建立，在Mobile 3D中和大多数的3D编程API是一样的有两种方式：1 及时运算生成；2 外部建模导入。由于外部建模导入会将环境信息同时导入，所以稍候给大家做详细的介绍，这里着重要给大家介绍“及时运算生成”的部分，这样一来有助于大家了解Mobile 3D的工作原理
在Mobile 3D中为我们提供了VertexArray和VertexBuffer俩个类，这两个类用来保存3维模型的顶点信息。
其中VertexArray 类用处比较多，也比较灵活，这个类最常用的用法有3个，1 保存顶点坐标信息； 2 保存法线信息； 3 保存帖图信息。有人也许要问这一个类怎么管理3种不同的东西呢？那下面我们来分析一下该类，首先该类的构造器有3个参数：1 该实例要包括的元素的数量； 2 每个元素要包括的元素数量； 3每个子元素所占的字节数。这样一来似乎清楚很多为什么这个类能被使用到3种东西上。另外该类还有一个比较常用的方法set(int index,int length,short[] array0)这个方法是用来向该类的实例对象种存放数据的，第一个参数是指从第几个元素开始；第二个参数是指要设置多少个；第三个参数就是实际设置的置了。
下面简单介绍VertexBuffer类，该类才是真正保存多边形的框架信息的类。改类通过设置顶点位置、发现、帖图信息，来建立图形。其中 setPositions(VertexBuffer v,float s,float[]b)是用来设置顶点位置的，在这个方法中你会发现有3个参数，第一个不用说了，是顶点的坐标信息，后两个是用来做坐标偏移等操作的，操作是这样的数学公式v'=v*s+b。还有一个setNormals(vertexBuffer norm)方法来设置法线。还有一个非常重要的方法setTexCoords(int, VertexArray, float, float[])这个方法中参数除第一个以外，后三个和setPositions(VertexBuffer v,float s,float[]b)是一样的，第一个参数是开始的元素编号。这样说是不是有些抽象呢？给大家一个例子吧，好让大家理解。
  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.println("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 };

  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);

在上述代码中我建立一个正方体所需要全部顶点和面的信息，但大家要注意这里并没有生成对应的模型。原因就是我们还没有设置生成模型所以的其他信息，下面我们来看看TriangleStripArray类，该类是构成面所需要的三角面的信息类，熟悉3D制图的人都清楚构造3D图形是通过多个面构造一个3D实体的，而三角面是比较常用的一个方法。具体内容我这里不详细说明了。
下面我们还需要设置一些环境和材质信息，这里要用到的类比较多Appearance、Texture2D、Material。前来看个例子
  appearnce=new Appearance();

  //创建帖图
  Texture2D texture=new Texture2D(image2d);
  texture.setBlendColor(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.DIFFUSE, 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);

我个人感觉Appearance类有些类似VertexBuffer类，同样是多种属性的持有者；在这里要强调一点，就是Appearance类的设置远远不止上述给出的东西，还有很多的设置（例如FOG也就是雾的设置）。Texture2D是帖图类，用它来设置帖图的信息，例如帖图的方式是平铺等方式。 Material物名斯意就是指材质，这里你可是设置“反光度”、“颜色”等等信息。另外这里我还要介绍一种设置渲染参数的方法

  //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);
看刚刚给出的代码，似乎比上面的更简单是吧？其实在PolygonMode中已经替我们做了很多工作。该的设置很类似3D MAX中的Poly的使用。

刚才的代码中还给出了一个Mesh类，该类材质最后我们要的模型。

建立模型后，我们要建立Camera。在Camera中我在这里只简单介绍两个方法setParallel(float, float, float, float)和setPerspective(float, float, float, float)。我们首先来看setParallel(float, float, float, float)该方法是设置Camera的视图方法为平视图；第一个参数是设置视角的高度，注意是高度，不是角度，因为这里是平视图；第二个参数是 Camera的宽高比例，例如我们的电视是4：3、宽银幕电影是16：9；第三、四参数分别是最近和最远渲染的范围。同样的setPerspective 是设置Camera为透视图，这种视图比较接近我们日常生活中的观察的角度，而该方法的后三个参数和setParallel的后三个参数是一样的，而第一个参数是可是角度，这里你可不要忽视这个角度问题，这个角度是在透视图中计算投影的一个重要参数。

似乎一切都设置好了，其实不然，到目前为止我们仅仅是把我们所需要的素材都准备好了。下面我们来看看Mobile 3D的管理机制，熟悉3D制图的人都清楚大部分3D软件，3D API都是通过树状结构来管理素材的，这样的好处是每个模型、模型组、摄像机等元素作为节点都可以设置自己的旋转轴等等属性，并可以按照自己所设定好的动画信息进行运动。在Mobile 3D中为我们规定了该树状结构的根节点必须是World类的实例对象，其中摄影机和光线比较特殊，可以不被放置在这个树中，而是通过Graphics3D 类的对象来设置（只是可以不被放到树中，而不是必须不放到树中）。
  world=new World();
  //world.addChild(camera);
  world.addChild(mesh);
  //world.setActiveCamera(camera);
  //world.addChild(light);

记得在前面我们提到过模型可以从外部文件导入，这里要介绍了，你可以通过*.m3g文件导入，导入后你就可以直接获得World的实例对象，这里有可能包括各种模型、摄像机、灯光、环境、材质以及三角面的各种信息。也就是说通过*.m3g文件，我们可以直接获得World的实力化对象。
Object3D[] roots = Loader.load(“http://www.example.com/m3g/samples/simple.m3g”);
myWorld = (World)roots[0];

最后在我们建立这棵“参天大树”后我们终于可以绘制了，这也是最激动人心的时刻喽……^-^……前看代码    g.setClip(0,0,getWidth(),getHeight());
  g.drawString("3D demo",2,100,Graphics.LEFT|Graphics.TOP);
  g3d.bindTarget(g,true,Graphics3D.DITHER|Graphics3D.TRUE_COLOR);
  g3d.setViewport(0,0,getWidth(),getHeight());
  g3d.resetLights();
  g3d.clear(background);
  g3d.addLight(light,transform_light);



  transForm.postRotate(angle,1,1,1);
  //transForm.postTranslate(0,0,0);
  transform_camera.postTranslate(0,0,0.02f);
  g3d.setCamera(camera,transform_camera);
  g3d.render(world,transForm);
  //g3d.render(vb,tsa,appearnce,transForm);
  g3d.releaseTarget();

这个简单吧～不用再说什么了吧？嘿嘿

希望上述的内容对你学习有帮助，有什么问题发邮件到我的信箱该邮件地址已受到反垃圾邮件插件保护。要显示它需要在浏览器中启用 JavaScript。或该邮件地址已受到反垃圾邮件插件保护。要显示它需要在浏览器中启用 JavaScript。，当然更欢迎大家一起来探讨Moblie 3D

作者：魏祖英文章来源：http://www.j2medev.com/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=562

3D 图形技术在各个领域已经越来越多的被应用了，当然这也包括了J2ME领域。在J2ME中为我们提供了JSR184这样一个可选包，该套API实现手机上 3D图形的编程。同时也伴随着移动设备硬件的发展，现在也出现了越来越的支持该可选包的手机了，例如Sony Ericsson的 K系列、S系列等等。
正巧前一段时间我简单的学习了一下3D图形学，所以最近开始对Mobile 3D的学习，在这里把学习到的东西拿出来与大家共享，希望能对大家有所帮助，也同时希望大家能够一起来学习JSR184。

在Mobile 3D中是如何实现3D图像的显示呢？首先你要建立或者载入3D模型，然后根据需要设置场景中的环境、渲染方式等一系列的参数，再后生成并设置一架摄影机并且调整好你想要的光线，调整好你所需要的位置和角度。OK还需要什么呢？按下快门，这一步就是被叫做“渲染”一切就搞定了，这听起来似乎很简单其实也并不难，其实这也不难。

下面我们分步骤的来讲解这些步骤：
首先说模型的建立，在Mobile 3D中和大多数的3D编程API是一样的有两种方式：1 及时运算生成；2 外部建模导入。由于外部建模导入会将环境信息同时导入，所以稍候给大家做详细的介绍，这里着重要给大家介绍“及时运算生成”的部分，这样一来有助于大家了解Mobile 3D的工作原理
在Mobile 3D中为我们提供了VertexArray和VertexBuffer俩个类，这两个类用来保存3维模型的顶点信息。
其中VertexArray 类用处比较多，也比较灵活，这个类最常用的用法有3个，1 保存顶点坐标信息； 2 保存法线信息； 3 保存帖图信息。有人也许要问这一个类怎么管理3种不同的东西呢？那下面我们来分析一下该类，首先该类的构造器有3个参数：1 该实例要包括的元素的数量； 2 每个元素要包括的元素数量； 3每个子元素所占的字节数。这样一来似乎清楚很多为什么这个类能被使用到3种东西上。另外该类还有一个比较常用的方法set(int index,int length,short[] array0)这个方法是用来向该类的实例对象种存放数据的，第一个参数是指从第几个元素开始；第二个参数是指要设置多少个；第三个参数就是实际设置的置了。
下面简单介绍VertexBuffer类，该类才是真正保存多边形的框架信息的类。改类通过设置顶点位置、发现、帖图信息，来建立图形。其中 setPositions(VertexBuffer v,float s,float[]b)是用来设置顶点位置的，在这个方法中你会发现有3个参数，第一个不用说了，是顶点的坐标信息，后两个是用来做坐标偏移等操作的，操作是这样的数学公式v'=v*s+b。还有一个setNormals(vertexBuffer norm)方法来设置法线。还有一个非常重要的方法setTexCoords(int, VertexArray, float, float[])这个方法中参数除第一个以外，后三个和setPositions(VertexBuffer v,float s,float[]b)是一样的，第一个参数是开始的元素编号。这样说是不是有些抽象呢？给大家一个例子吧，好让大家理解。
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.println("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 };

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);

在上述代码中我建立一个正方体所需要全部顶点和面的信息，但大家要注意这里并没有生成对应的模型。原因就是我们还没有设置生成模型所以的其他信息，下面我们来看看TriangleStripArray类，该类是构成面所需要的三角面的信息类，熟悉3D制图的人都清楚构造3D图形是通过多个面构造一个3D实体的，而三角面是比较常用的一个方法。具体内容我这里不详细说明了。
下面我们还需要设置一些环境和材质信息，这里要用到的类比较多Appearance、Texture2D、Material。前来看个例子
appearnce=new Appearance();

//创建帖图
Texture2D texture=new Texture2D(image2d);
texture.setBlendColor(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.DIFFUSE, 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);

我个人感觉Appearance类有些类似VertexBuffer类，同样是多种属性的持有者；在这里要强调一点，就是Appearance类的设置远远不止上述给出的东西，还有很多的设置（例如FOG也就是雾的设置）。Texture2D是帖图类，用它来设置帖图的信息，例如帖图的方式是平铺等方式。 Material物名斯意就是指材质，这里你可是设置“反光度”、“颜色”等等信息。另外这里我还要介绍一种设置渲染参数的方法

//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);
看刚刚给出的代码，似乎比上面的更简单是吧？其实在PolygonMode中已经替我们做了很多工作。该的设置很类似3D MAX中的Poly的使用。

刚才的代码中还给出了一个Mesh类，该类材质最后我们要的模型。

似乎一切都设置好了，其实不然，到目前为止我们仅仅是把我们所需要的素材都准备好了。下面我们来看看Mobile 3D的管理机制，熟悉3D制图的人都清楚大部分3D软件，3D API都是通过树状结构来管理素材的，这样的好处是每个模型、模型组、摄像机等元素作为节点都可以设置自己的旋转轴等等属性，并可以按照自己所设定好的动画信息进行运动。在Mobile 3D中为我们规定了该树状结构的根节点必须是World类的实例对象，其中摄影机和光线比较特殊，可以不被放置在这个树中，而是通过Graphics3D 类的对象来设置（只是可以不被放到树中，而不是必须不放到树中）。
world=new World();
//world.addChild(camera);
world.addChild(mesh);
//world.setActiveCamera(camera);
//world.addChild(light);

最后在我们建立这棵“参天大树”后我们终于可以绘制了，这也是最激动人心的时刻喽……^-^……前看代码 g.setClip(0,0,getWidth(),getHeight());
g.drawString("3D demo",2,100,Graphics.LEFT|Graphics.TOP);
g3d.bindTarget(g,true,Graphics3D.DITHER|Graphics3D.TRUE_COLOR);
g3d.setViewport(0,0,getWidth(),getHeight());
g3d.resetLights();
g3d.clear(background);
g3d.addLight(light,transform_light);

transForm.postRotate(angle,1,1,1);
//transForm.postTranslate(0,0,0);
transform_camera.postTranslate(0,0,0.02f);
g3d.setCamera(camera,transform_camera);
g3d.render(world,transForm);
//g3d.render(vb,tsa,appearnce,transForm);
g3d.releaseTarget();

这个简单吧～不用再说什么了吧？嘿嘿

PS:最后把全部代码给大家吧～别嫌我罗嗦，还有一点要强调一下的，帖图的长宽都要为2的指数例如我这里用到的帖图是64*64的
Mobile3D入门代码

作者Blog：http://blog.csdn.net/mobilechannel/

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