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java游戏编程杀手：3d跳棋游戏（第一部分）
编者按：我们今天所要摘录的是给所有java玩家的，尤其是3d爱好者，我们知道你关心这。这两部分的第一部分是从《java游戏编程杀手》第十五章摘出，作者andrew davison描述了怎样在一个3d跳棋程序中用java建立一个场景。下周，andrew将说明怎样为这个3d跳棋程序建立一个浮动的球体。
版权声明：任何获得matrix授权的网站，转载时请务必保留以下作者信息和链接
作者:launze
原文:http://www.onjava.com/pub/a/onjava/excerpt/kgp_in_java_chap15/index.html
译文:http://www.matrix.org.cn/resource/article/44/44216_java+killer+game.html
关键字:java;killer;game
这章用一个java 3d例子来描述一个3d跳棋。这个例子建立了一个场景，包括：由一个暗绿色和兰色格相交平铺的，并带有标签的x轴和z轴形成的平面；一个兰色背景；一个可以在两个不同方向浮动的球体。用户可以通过鼠标来浏览（拉近放远）场景。
左边的截图15-1显示最初视图，右边的图是用户视图移动一些之后的效果。
figure 15-1. initial view, and later
3d跳棋阐述了java 3d编程中一些常用的方法和一些小窍门。例如，3d场景使用canvas3d类来实现显示（这个类和swing组件结合使用）。所有的java 3d程序需要一个场景图，3d跳棋说明了如何增加基本图形，灯光，背景。这些场景图形成了文件的可视形式，记录这些场景信息的文本版本通过daniel selman的java3dtree包很容易就能实现。（在这节的最后我会详细介绍）
地板和球体使用了java3d的quadarray, text2d, and sphere几何类：地板是由quadarray的一系列四边形组成，标签是用text2d对象沿着地板上的主轴形成。用户通过一个观察点查看这个3d世界，你将看到如何初始放置观察点、在使用java3d的orbitbehavior 类时候如何移动观察点。
3d跳棋类图
图15-2的类图说明了3d跳棋程序的public和private数据项和方法。
figure 15-2. class diagrams for checkers3d
checkers3d 是程序的顶层jframe . wrapcheckers3d 是场景图拥有的 jpanel ，作为一个canvas3d 对象，他是可视的. checkerfloor 建立地板的子图（例如方格，轴）, with所有同颜色的方格用单独的coloredtiles 对象表示。
提示：例子的原代码在checkers3d/目录（可能是原书附带光盘）
java 3d和swing 的结合
就向swing文本和按纽，checkers3d 是gui控制位置的的一个 jframe ，把他放在必要的地方。在这个例子中，他建立一个wrapcheckers3d (一个 jpanel) 实例，并把他放在 borderlayout 中间。
c.setlayout( new borderlayout( ) );
wrapcheckers3d w3d = new wrapcheckers3d( ); // panel for 3d canvas
c.add(w3d, borderlayout.center);
场景中的canvas3d
视图建立在wrapcheckers3d 类里。
public wrapcheckers3d( )
{
setlayout( new borderlayout( ) );
// other initialization code
graphicsconfiguration config =
simpleuniverse.getpreferredconfiguration( );
canvas3d canvas3d = new canvas3d(config);
add("center", canvas3d);
// other initialization code}
虽然 canvas3d 是一个重量级的
gui 元素（一个系统产生窗口的轻量层），还是有一些必须注意的。重量级的组件没那么容易与
swing控件组合（
swing是一个轻量组件），这些控件主要由
java产生。如果 canvas3d 对象内嵌到一个 jpanel问题就可以消除，并且建立出来的panel可以
安全地和
swing程序的其他部分结合。
提示: 这是在j3d.org的一个关于结合 canvas3d 和
swing的详细讨论：(http://www.j3d.org/tutorials/quick_fix/
swing.
html).
相比前几章，这里没有update/draw循环。因为
java 3d自身有机制来监视场景和最初
视图的变化。下面以伪代码给出算法：
while(true) {
process user input; //用户输入
if (exit request) break;
perform behaviors;
if (scene graph has changed) //场景改变
traverse scene graph and render; //移动场景视图
}其中的behaviors是一些影响其他部分图象的代码，比如移动的图形或改变灯光。他们用来监
视图象，传递给程序中非3d部分详情。
详细代码比例子中的伪代码更加复杂，
java 3d用多
线程来并发移动和图形描述。因此，对这个过程有一个概括了解会对本章其他部分的理解有帮助。
场景图形建立场景图形用 wrapcheckers3d的构造函数建立。
public wrapcheckers3d( )
{
// initialization code
graphicsconfiguration config =
simpleuniverse.getpreferredconfiguration( );
canvas3d canvas3d = new canvas3d(config);
add("center", canvas3d);
canvas3d.setfocusable(true); // give focus to the canvas
canvas3d.requestfocus( );
su = new simpleuniverse(canvas3d);
createscenegraph( );
inituserposition( ); // set user's viewpoint
orbitcontrols(canvas3d); // controls for moving the viewpoint
su.addbranchgraph( scenebg );
}
canvas3d 对象用从getpreferredconfiguration( );获得的配置来初始化。这个方法能取得硬件的图形信息。一些老的
java 3d程序没有初始化一个graphicsconfiguration 对象，而是用null作为 canvas3d 的构造函数的参数，这种编程可不太好。
canvas3d 被设置成焦点，以便键盘能传递动作给场景图形。这些动作的触发通常是按键的按压和弹起，但是他们也能由定时器、帧的改变和由
java 3d内部产生的事件触发。 checkers3d就不需要设置焦点，因为他没有任何动作。因为在所有的其他程序中我们都会考虑到线条，所以我没有给出线条的描绘代码。
su simpleuniverse 对象建立了标准子
视图、场景图形的virtualuniverse 和locale 节点。
createscenegraph( ) 设置了灯光，天空的背景，地板，还有浮动球体。inituserposition( ) 和 orbitcontrols( ) 处理用户视角问题。最后把配置好的 branchgroup 加入到方法：
private void createscenegraph( )
{
scenebg = new branchgroup( );
bounds = new boundingsphere(new point3d(0,0,0), boundsize);
lightscene( ); // add the lights
addbackground( ); // add the sky
scenebg.addchild( new checkerfloor( ).getbg( ) ); // add floor
floatingsphere( ); // add the floating sphere
scenebg.compile( ); // fix the scene
} // end of createscenegraph( )
使用不同的方法来增加子图到 scenebg以建立需要的子
视图。一旦图形被绘制完毕后，并允许
java3d来优化他，scenebg 便只被编译一次。优化包括重排图形、重新组合编译节点。例如一连串的包含不同转换的transformgroup 节点会被编译成一个独立节点。另一个可能的优化是把具有相同显示属性的图形编成组，以便能更快地描绘。
bounds是一个 boundingsphere 类的全局实例，他用来指定环境节点对灯光、背景和orbitbehavior 对象的影响。跳跃的球体被放在场景的中心，被赋 boundsize 单位半径，并影响场景中所有事件。
最后的 wrapcheckers3d( ) 所显示的场景图象在图15-3中。
"floor branch" 节点是我发明出来掩藏一些细节，稍后将会涉及。图15-3所缺少的是场景图形的分支部分。
场景灯光通过 lightscene( ).把一个环境灯光、两个有向灯光加入到场景中。环境灯光能到达场景中的每个角落，并且强度相同。
color3f white = new color3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
// set up the ambient light
ambientlight ambientlightnode = new ambientlight(white);
ambientlightnode.setinfluencingbounds(bounds);
scenebg.addchild(ambientlightnode);
代码设置了灯光的颜色，环境灯光以bounds配置建立，并加入到场景中。类 color3f( ) 的构造函数设置rgb颜色为0.0f到1.0f(1.0f是全色)。
有向灯光模拟的一个从原处照射来的一束灯光，并从特定方向碰上物体表面。有向灯光和环境灯光的区别是有向灯光必须是方向向量。
vector3f light1direction = new vector3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
// left, down, backwards
directionallight light1 = new directionallight(white, light1direction);
light1.setinfluencingbounds(bounds);
scenebg.addchild(light1);
figure 15-3. partial scene graph for checkers3d
方向是介于(0,0,0)和(-1,-1,-1)的向量。灯光可以想象成是很多从不同方向，不同来源的平行灯光汇聚而成。
点光和场光是
java 3d灯光的另外一种形式。点光放置在空间中，并向所有方向发射。场光以特定方向朝点光聚焦。
场景的背景场景的背景可以指定为特定的背景（如下所示），一个静态图像或这是一个带形体的几何材质。
background back = new background( );
back.setapplicationbounds( bounds );
back.setcolor(0.17f, 0.65f, 0.92f); // sky color
scenebg.addchild( back );
浮动的球体sphere 是来自
java 3d的 com.sun.j3d.utils.geometry 包的一个工具类，是primitive 类的一个子类，primitive 类为带有 shape3d 孩子节点的一个 group 节点。他的几何特性存储在
java 3d的 trianglestriparray，这种类把球体看成一组可连接的三角形体。我没必要校准他的几何特性，但是他的现实和位置要改变。
appearance 节点是一个包含很多信息的容器，包含颜色、线条、点、多边形、描绘、透明度和材质特性。
colouringattributes 确定形体的颜色，而且不受场景灯光影响。如果一个形体需要颜色和灯光的交互作用，就要用到 material 组件。灯光要影响形体的颜色必须满足三种情况：
• 形体的几何特性必须是标准的。
• 形体的 appearance 节点必须拥有 material 组件。
• material 必须用 setlightingenable( )打开他的光照允许。
用工具类 sphere 能自动制作成标准形体，所以第一种情况容易满足。
形体颜色java 3d material 组件控制当一个形体被不同种类的灯光照射后的颜色。
material mat = new material(ambientcolor, emissivecolor,
diffusecolor, specularcolor, shininess);
环境颜色参数指定当形体被环境灯光照射后的颜色：他给对象统一的颜色。放射性颜色贡献形体生成的颜色。这个参数经常被设置成黑色（相当于关闭）。当照射的时候，发散颜色就是对象的颜色，他的强度取决于光波照射到形体的角度。
提示：发散灯光和环境灯光通常被设置成相同，这与真实世界中的对象被照射时候的颜色一样。
镜子颜色参数的强度与从形体的光亮区域反射出的多少有关。他由控制reflective highlight尺寸的发光参数组合成。
提示：镜子颜色通常设置成白色，符合真实世界中大部分对象产生的颜色。
checkers3d类中，有两个不同方向的光，他们在球体顶部建立了两个不同的光路（如图15-1）。地板在他们的颜色未在形体的几何特性中设置前，是没有被照射到的。
floatingsphere( ) 中处理形体现实的代码如下：
color3f black = new color3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);
color3f blue = new color3f(0.3f, 0.3f, 0.8f);
color3f specular = new color3f(0.9f, 0.9f, 0.9f); // near white
material bluemat= new material(blue, black, blue, specular, 25.0f);
bluemat.setlightingenable(true);
appearance blueapp = new appearance( );
blueapp.setmaterial(bluemat);
布置形体形体放置一般是在transformgroup 下放置图形节点。（参见图15-3 sphere group）。一个 transformgroup 用来放置、旋转和度量旗下节点。他由
java 3d transform3d 对象定义其格式。
transform3d t3d = new transform3d( );
t3d.set( new vector3f(0,4,0)); // place at (0,4,0)
transformgroup tg = new transformgroup(t3d);
tg.addchild(new sphere(2.0f, blueapp));
// set the sphere's radius and appearance
// and its normals by default
scenebg.addchild(tg);
set( ) 方法将形体的中心放置在(0.4.0)，重置先前的旋转和度量。在重置其他格式的时候，set( ) 能用来改变度量和角度。方法settranslation( ), setscale( )和setrotation( ) 只能对已给格式起作用。
与其他3d画图程序包不同的是，
java 3d中的y轴是垂直方向，而水平面由xoz决定，如图15-4。
球体的位置被设置为(0,4,0)，在xoz面中心上方4个单位。
图15-4，
java 3d中的坐标系
完，请等待part 2...
