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主题:JAVA3D学习系列(11)--Wavefront的OBJ图形
发信人: vrml()
整理人: (1999-04-27 13:36:36), 站内信件
    JAVA3D学习系列(11)---外部复杂形体的调用
    (Wavefront的OBJ,Lightwave的LWS和LWO,WRL,DWG,3DS)

    汕头大学机电系    张杰([email protected]

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    我们可以利用前面介绍的方法生成我们所需要的基本形体,
生成点、线、平面。但有的时候,我们需要用到其它格式的三
维形体,如VRML2.0格式的图形文件,AUTOCAD绘出的DWG格式的
三维形体,3DS MAX绘制出的复杂形体。对于这些形体,我们可
以非常方便地将其用到JAVA3D程序中去。下面我们介绍一些图形
格式在JAVA3D中的应用方法。

一. Wavefront的OBJ格式的图形文件的调用

1. OBJ格式图形的简单调用

    JAVA3D编译环境所带的UTILITY有两个LOADER,一个可用来
调用Wavefront软件的OBJ格式的三维图形格式文件,一个可用来
调用Lightwave软件的LWS及LWO格式的三维图形格式文件。
    假设我们有一个OBJ格式的文件(JAVA3D附带有两个OBJ,文
件名分别为galleon.obj和p51_mustang.obj,以及调用它们的一
个程序ObjLoad.java)。
    我们编写的第一个程序Obj1.java介绍了OBJ图形的调用方法。
    程序的便宜方法:
        javac Obj1.java
    程序的运行方法(假设图形在同一目录):
        java Obj1 galleon.obj

//Obj1.java

import com.sun.j3d.loaders.objectfile.ObjectFile;
import com.sun.j3d.loaders.ParsingErrorException;
import com.sun.j3d.loaders.IncorrectFormatException;
import com.sun.j3d.loaders.Scene;
import java.io.*;
import java.applet.Applet;
import java.awt.BorderLayout;
import com.sun.j3d.utils.applet.MainFrame;
import com.sun.j3d.utils.universe.*;
import javax.media.j3d.*;
import javax.vecmath.*;

public class Obj1 extends Applet {

private String filename = null;

    public BranchGroup createSceneGraph(String args[])  {
BranchGroup objRoot = new BranchGroup();
 
         Color3f light1Color = new Color3f(1.0f, 1.0f, 0.9f);
        Vector3f light1Direction  = new Vector3f(4.0f, -7.0f, -12.0f);


BoundingSphere bounds =
  new BoundingSphere(new Point3d(0.0,0.0,0.0), 100.0);

        DirectionalLight light1
            = new DirectionalLight(light1Color, light1Direction);
        light1.setInfluencingBounds(bounds);
        objRoot.addChild(light1);


TransformGroup objTrans = new TransformGroup();
        objTrans.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE);

  objRoot.addChild(objTrans);

  ObjectFile   f = new ObjectFile( );
Scene s = null;
try {
  s = f.load(filename);
}
catch (FileNotFoundException e) {
  System.err.println(e);
  System.exit(1);
}
catch (ParsingErrorException e) {
  System.err.println(e);
  System.exit(1);
}
catch (IncorrectFormatException e) {
  System.err.println(e);
  System.exit(1);
}
  
objTrans.addChild(s.getSceneGroup());

        Transform3D yAxis = new Transform3D();
        Alpha rotationAlpha = new Alpha(-1, Alpha.INCREASING_ENABLE,
                                        0, 0,
                                        4000, 0, 0,
                                        0, 0, 0);
        RotationInterpolator rotator =
            new RotationInterpolator(rotationAlpha, objTrans, yAxis,
                                     0.0f, (float) Math.PI*2.0f);
      
        rotator.setSchedulingBounds(bounds);
        objTrans.addChild(rotator);
        

    objRoot.compile();
return objRoot;
    }

    public Obj1(String args[]) {
            filename = args[0];
setLayout(new BorderLayout());
Canvas3D c = new Canvas3D(null);
add("Center", c);
BranchGroup scene = createSceneGraph(args);  //与通常的有不同
SimpleUniverse u = new SimpleUniverse(c);
        u.getViewingPlatform().setNominalViewingTransform();
        u.addBranchGraph(scene);
    }

    public static void main(String[] args) {
        new MainFrame(new Obj1(args), 400,400);
    }
}

//end of Obj1.java
    程序运行后我们发现,显示的效果不太正确,形体只显示了
一部分,我们将在Obj2.java将其效果修正一下。
    我们来看程序,为了使JAVA3D能够调用Wavefront的OBJ格式
的图形文件,我们需要用到JAVA3D所附带的UTILITY。程序的头
四行import语句就是用来处理Wavefront的OBJ格式的图形文件,第
五行的import语句则是打开外部文件之用。
    为了调用一个外部文件,我们给出一个定义:
       private String filename = null;
    为了使得形体得以看见,我们通过下面的一段程序,设定了
一个颜色并将其作为定向光的颜色,确定定向光的影响范围,并
使其放入进objRoot。
       Color3f light1Color = new Color3f(1.0f, 1.0f, 0.9f);
        Vector3f light1Direction  = new Vector3f(4.0f, -7.0f, -12.0f);


BoundingSphere bounds =
  new BoundingSphere(new Point3d(0.0,0.0,0.0), 100.0);

        DirectionalLight light1
            = new DirectionalLight(light1Color, light1Direction);
        light1.setInfluencingBounds(bounds);
        objRoot.addChild(light1);
    下面这段则是用来调用外部的OBJ文件之用:
  ObjectFile   f = new ObjectFile( );
Scene s = null;
try {
  s = f.load(filename);
}
catch (FileNotFoundException e) {
  System.err.println(e);
  System.exit(1);
}
catch (ParsingErrorException e) {
  System.err.println(e);
  System.exit(1);
}
catch (IncorrectFormatException e) {
  System.err.println(e);
  System.exit(1);
}
  
objTrans.addChild(s.getSceneGroup());
    文件调用之后,其它部分的处理和前面的几个例子基本
上相同,这里就不介绍了,
  
2. OBJ格式图形的缩小
    运行前面的程序时,我们发现,显示效果不正确,原因
是图形太大,只能看到图形的一部分。因而我们编写了
Obj2.java程序,通过形体所在的坐标系的比例缩小,使形体
也相应地缩小。
//Obj2.java

import com.sun.j3d.loaders.objectfile.ObjectFile;
import com.sun.j3d.loaders.ParsingErrorException;
import com.sun.j3d.loaders.IncorrectFormatException;
import com.sun.j3d.loaders.Scene;
import java.io.*;
import java.applet.Applet;
import java.awt.BorderLayout;
import com.sun.j3d.utils.applet.MainFrame;
import com.sun.j3d.utils.universe.*;
import javax.media.j3d.*;
import javax.vecmath.*;

public class Obj2 extends Applet {
  
  
    private double creaseAngle = 60.0;
    private String filename = null;

    public BranchGroup createSceneGraph(String args[])  {
BranchGroup objRoot = new BranchGroup();

    TransformGroup objScale = new TransformGroup();
        Transform3D t3d = new Transform3D();
        t3d.setScale(0.3);
        objScale.setTransform(t3d);
        objRoot.addChild(objScale);


         Color3f light1Color = new Color3f(1.0f, 1.0f, 0.9f);
        Vector3f light1Direction  = new Vector3f(4.0f, -7.0f, -12.0f);


BoundingSphere bounds =
  new BoundingSphere(new Point3d(0.0,0.0,0.0), 100.0);

        DirectionalLight light1
            = new DirectionalLight(light1Color, light1Direction);
        light1.setInfluencingBounds(bounds);
        objRoot.addChild(light1);


TransformGroup objTrans = new TransformGroup();
        objTrans.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE);

  objScale.addChild(objTrans);

      int flags = ObjectFile.RESIZE;

ObjectFile f = new ObjectFile(flags, 
(float)(creaseAngle * Math.PI / 180.0));
Scene s = null;
try {
  s = f.load(filename);
}
catch (FileNotFoundException e) {
  System.err.println(e);
  System.exit(1);
}
catch (ParsingErrorException e) {
  System.err.println(e);
  System.exit(1);
}
catch (IncorrectFormatException e) {
  System.err.println(e);
  System.exit(1);
}
  
objTrans.addChild(s.getSceneGroup());

        Transform3D yAxis = new Transform3D();
        Alpha rotationAlpha = new Alpha(-1, Alpha.INCREASING_ENABLE,
                                        0, 0,
                                        4000, 0, 0,
                                        0, 0, 0);
        RotationInterpolator rotator =
            new RotationInterpolator(rotationAlpha, objTrans, yAxis,
                                     0.0f, (float) Math.PI*2.0f);
      
        rotator.setSchedulingBounds(bounds);
        objTrans.addChild(rotator);
        

    objRoot.compile();
return objRoot;
    }

    public Obj2(String args[]) {
            filename = args[0];
setLayout(new BorderLayout());
Canvas3D c = new Canvas3D(null);
add("Center", c);
BranchGroup scene = createSceneGraph(args);
SimpleUniverse u = new SimpleUniverse(c);
        u.getViewingPlatform().setNominalViewingTransform();
        u.addBranchGraph(scene);
    }

    public static void main(String[] args) {
        new MainFrame(new Obj2(args), 400,400);
    }
}
//end of Obj2.java
    我们发现,和Obj1.java相比,程序增加了下面这段语句,
通过这几个语句,使坐标系发生了比例变换,成为了原来大小
的0.3倍:
      TransformGroup objScale = new TransformGroup();
        Transform3D t3d = new Transform3D();
        t3d.setScale(0.3);
        objScale.setTransform(t3d);
        objRoot.addChild(objScale);
    并将
          objRoot.addChild(objTrans);
    改成了
          objScale.addChild(objTrans);
    这表面,程序的场景图中,最根部的objRoot上面是
objScale,objScale上面才是objTrans,形体放在
objTrans这个BranchGroup中的。当然灯光是放在objRoot
这个BranchGroup中的。
    程序的开头,我们给出了:
          private double creaseAngle = 60.0;
    它可以使程序运行时通过设定和VRML程序中同样的
creaseAngle来提高或降低图形的显示效果。
    给出了creaseAngle,f的定义也相应地有了变化,即调用
的是ObjectFile的另一个构造函数:
   ObjectFile f = new ObjectFile(flags, 
(float)(creaseAngle * Math.PI / 180.0));
    并在前面定义了flag:
        int flags = ObjectFile.RESIZE;
    本人未获得定义ObjectFile对象的源程序,故
猜测ObjectFile.RESIZE可能是一个开关参数,表示允许
改变尺寸。


3.分成两个程序
    上面给出的两个程序,程序不是很清晰,阅读起来比较困难,
为此,我们将Obj2.java分解成两个程序:
Obj3.java和objFile.java。

//Obj3.java

import java.applet.Applet;
import java.awt.BorderLayout;
import com.sun.j3d.utils.applet.MainFrame;
import com.sun.j3d.utils.universe.*;
import javax.media.j3d.*;
import javax.vecmath.*;
import com.sun.j3d.loaders.Scene;
import com.sun.j3d.loaders.objectfile.ObjectFile;

public class Obj3 extends Applet {
    public BranchGroup createSceneGraph()  {
  BranchGroup objRoot = new BranchGroup();
      TransformGroup objScale = new TransformGroup();
        Transform3D t3d = new Transform3D();
        t3d.setScale(0.3);
        objScale.setTransform(t3d);
        objRoot.addChild(objScale);

BoundingSphere bounds =
  new BoundingSphere(new Point3d(0.0,0.0,0.0), 100.0);
     Color3f bgColor = new Color3f(0.05f, 0.05f, 0.2f);
Background bg = new Background(bgColor);
bg.setApplicationBounds(bounds);
objRoot.addChild(bg);


        Color3f light1Color = new Color3f(1.0f, 1.0f, 0.9f);
        Vector3f light1Direction  = new Vector3f(4.0f, -7.0f, -12.0f);




        DirectionalLight light1
            = new DirectionalLight(light1Color, light1Direction);
        light1.setInfluencingBounds(bounds);
        objRoot.addChild(light1);

TransformGroup objTrans = new TransformGroup();
        objTrans.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE);

  objScale.addChild(objTrans);
     
        BranchGroup b1 = new  objFile("galleon.obj");
           objTrans.addChild(b1);

        Transform3D yAxis = new Transform3D();
        Alpha rotationAlpha = new Alpha(-1, Alpha.INCREASING_ENABLE,
                                        0, 0,
                                        4000, 0, 0,
                                        0, 0, 0);
        RotationInterpolator rotator =
            new RotationInterpolator(rotationAlpha, objTrans, yAxis,
                                     0.0f, (float) Math.PI*2.0f);
      
        rotator.setSchedulingBounds(bounds);
        objTrans.addChild(rotator);
        
        objRoot.compile();
return objRoot;
    }

    public Obj3(String args[]) {
      setLayout(new BorderLayout());
Canvas3D c = new Canvas3D(null);
add("Center", c);
BranchGroup scene = createSceneGraph();
SimpleUniverse u = new SimpleUniverse(c);
        u.getViewingPlatform().setNominalViewingTransform();
        u.addBranchGraph(scene);
    }

    public static void main(String[] args) {
        new MainFrame(new Obj3(args), 400,400);
    }
}

//end of Obj3.java
--------------------------
//objFile.java

import com.sun.j3d.loaders.objectfile.ObjectFile;
import com.sun.j3d.loaders.ParsingErrorException;
import com.sun.j3d.loaders.IncorrectFormatException;
import com.sun.j3d.loaders.Scene;
import java.io.*;
import javax.media.j3d.*;

public class objFile extends BranchGroup{
    private double creaseAngle = 60.0;
    
    public  objFile(String filename)  {
            BranchGroup obj = new BranchGroup( );

int flags = ObjectFile.RESIZE;

ObjectFile f = new ObjectFile(flags, 
(float)(creaseAngle * Math.PI / 180.0));
Scene s = null;
try {
  s = f.load(filename);
}
catch (FileNotFoundException e) {
  System.err.println(e);
  System.exit(1);
}
catch (ParsingErrorException e) {
  System.err.println(e);
  System.exit(1);
}
catch (IncorrectFormatException e) {
  System.err.println(e);
  System.exit(1);
}
  obj.addChild(s.getSceneGroup( ) );
     this.addChild(obj);  
                 }
}

//end of objFile.java


4.同时调用两个形体,两者单独旋转。
    前面的程序中,形体只有一个,为此,我们编了一个
程序,利用它可以调用两个OBJ形体,一左一右,它们分别绕
自身的轴旋转,当然,形体的生成仍然使用上面的
objFile.java程序。另外,我们还在程序中加了红色的背景。
//Obj4.java

import java.applet.Applet;
import java.awt.BorderLayout;
import com.sun.j3d.utils.applet.MainFrame;
import com.sun.j3d.utils.universe.*;
import javax.media.j3d.*;
import javax.vecmath.*;
import com.sun.j3d.loaders.Scene;
import com.sun.j3d.loaders.objectfile.ObjectFile;

public class Obj4 extends Applet {
    public BranchGroup createSceneGraph()  {
  BranchGroup objRoot = new BranchGroup();
      TransformGroup objScale = new TransformGroup();
        Transform3D t3d = new Transform3D();
        t3d.setScale(0.3);
        objScale.setTransform(t3d);
        objRoot.addChild(objScale);

      BoundingSphere bounds =
  new BoundingSphere(new Point3d(0.0,0.0,0.0), 100.0);
     Color3f bgColor = new Color3f(1.05f, 0.00f, 0.0f);
Background bg = new Background(bgColor);
bg.setApplicationBounds(bounds);
objRoot.addChild(bg);


        Color3f light1Color = new Color3f(1.0f, 1.0f, 0.9f);
        Vector3f light1Direction  = new Vector3f(4.0f, -7.0f, -12.0f);


        DirectionalLight light1
            = new DirectionalLight(light1Color, light1Direction);
        light1.setInfluencingBounds(bounds);
        objRoot.addChild(light1);

             BranchGroup b1 = new  objFile("1.obj");
              BranchGroup b2 = new  objFile("2.obj");

             objScale.addChild(createObject (b1, -1.2f , 0.0f ));
             objScale.addChild(createObject (b2, 1.2f , 0.0f ));

       objRoot.compile();
return objRoot;
    }

  private Group  createObject (BranchGroup b, float xpos, float ypos )
 {
               Transform3D  t = new  Transform3D ( );
                 t.setTranslation ( new Vector3f ( xpos, ypos, 0.0f ) 
);
TransformGroup objTrans = new TransformGroup(t);
            TransformGroup spin = new TransformGroup();
        spin.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE);
  spin.addChild(b);
 
              Transform3D  yAxis = new  Transform3D ( );
       
        Alpha rotationAlpha = new Alpha(-1, Alpha.INCREASING_ENABLE,
                                        0, 0,
                                        4000, 0, 0,
                                        0, 0, 0);
        RotationInterpolator rotator =
            new RotationInterpolator(rotationAlpha, spin, yAxis,
                                     0.0f, (float) Math.PI*2.0f);
         BoundingSphere bounds =
  new BoundingSphere(new Point3d(0.0,0.0,0.0), 100.0);

        rotator.setSchedulingBounds(bounds);
        objTrans.addChild(rotator);
              objTrans.addChild ( spin );
   
             return objTrans ;
}

    public Obj4(String args[]) {
      setLayout(new BorderLayout());
Canvas3D c = new Canvas3D(null);
add("Center", c);
BranchGroup scene = createSceneGraph();
SimpleUniverse u = new SimpleUniverse(c);
        u.getViewingPlatform().setNominalViewingTransform();
        u.addBranchGraph(scene);
    }

    public static void main(String[] args) {
        new MainFrame(new Obj4(args), 400,400);
    }
}
//end of Obj4.java    

--
※ 来源:.月光软件站 http://www.moon-soft.com.[FROM: 202.192.159.19]

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