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为J2ME开发移动3D游戏之保留模式
摘要: 为J2ME开发移动3D游戏之保留模式
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如今，3D图形几乎是任何一部游戏的关键部分，甚至一些应用程序也通过用3D形式来描述信息而获得了成功。如前文中所述，以立即模式和手工编码建立所有的3D对象的方式进行开发速度很慢且很复杂。应用程序中多边形的所有角点必须在数组中独立编码。在JSR 184中，这称为立即模式。
另外一种更高级的模式称为保留模式，它允许设计者使用诸如3D Max Studio等3D建模软件来设计场景图，然后把它们应用在程序中。
一、3D编辑器
现在，最流行的商业动画制作软件应是3D Studio Max，它支持输出模型或场景图到M3G格式（JSR 184中指定的文件格式）。该文件格式是专门制订的，以适用于移动设备的特有需要。然而，3D Studio Max非常昂贵，即使它是一个很好的工具，也可能并不适合于任何一个人。
Superscape公司有他自己的Swerve产品家族（Swerve Studio，Swerve Client，Swerve Content），以帮助软件开发者来开发3D Java和本机应用程序。遗憾的是，Swerve Studio仅适于有限数目的对Superscape非常熟悉的开发者。
还有一个自由工具可以选择使用：Blender。Blender是一个开源的3D造型工具，其实它的功能相当强大。你可以用Blender来进行任何3D设计-从简单的造型到完整的动画制作。尽管现在还没有输出工具来输出Blender模型到M3G文件中，但是可能很快就出现一些可用的工具（因为Blender是开源的）。
三、建模
如何在MIDP应用程序中使用M3G 文件呢？首先，你需要一个已有某种3D模型的M3G文件。你可以用Google引擎快速查找一下，也可以使用和WirelessToolkit 2.2（在Demo3D 文件夹下）开发包一起发布的现成文件。在本文中，我们将对Sun的Pogoroo例程作深度修改（简化）。我们不让它动起来或者做任何奇特的事情，而仅仅在屏幕上展示各个对象。
四、加载World（世界）
首先，要从M3D文件中加载World。在pogoroo.m3g文件中，你会看到一只袋鼠在一根弹簧单高跷杆上跳跃，其身边是一片绿茵。下面的列表1调用了加载器类的方法load()。
列表1. 加载世界
try {
//从M3D文件中加载World
myWorld = (World)Loader.load("/pogoroo.m3g")[0];
[]getObjects();
setupAspectRatio();
}
catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
五、从3D世界中取得对象
3D世界已经被加载，现在你必须从中取得各个对象（见列表2）。这里，3D世界中有四个对象，其中之一是有关动画（袋鼠在单脚跳）的信息。你可以使用World的find()方法来取得这些对象。
列表2. 从3D World中取得对象
try {
tRoo = (Group) myWorld.find(POGOROO);
tCams = (Group) myWorld.find(CAMERA);
acRoo = (Group) myWorld.find(TRANSFORM);
animRoo = (AnimationController) myWorld.find(ROO);
//取得动画的长度
AnimationTrack track = acRoo.getAnimationTrack(0);
animLength = 1000; // 缺省长度为1秒
if (track != null) {
KeyframeSequence ks = track.getKeyframeSequence();
if (ks != null) animLength = ks.getDuration();
}
}
catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
六、设置窗口宽高比例
你必须设置窗口的宽高比例以使对象能够正确着色。列表3中的代码是未改动的-基本上同Sun的例子一样。首先，检查画布的宽度和高度，然后根据相机的类型来计算宽高比例。
列表3. 设置宽高比例
void setupAspectRatio() {
viewport_x = 0;
viewport_y = 0;
viewport_width = myCanvas.getWidth();
viewport_height = myCanvas.getHeight();
[]Camera cam = myWorld.getActiveCamera();
float[] params = new float[4];
int type = cam.getProjection(params);
if(type != Camera.GENERIC) {
//计算窗口的宽高比
float waspect=viewport_width/viewport_height;
if (waspect
float height = viewport_width/params[1];
viewport_height=(int)height;
viewport_y=(myCanvas.getHeight()-viewport_height)/2;
}
else {
float width = viewport_height*params[1];
viewport_width=(int)width;
viewport_x=(myCanvas.getWidth()-viewport_width)/2;
}
}
七、刷新视图
为了刷新视图，你可以用TimerTask来调用画布的repaint()方法。另一种方法是直接使用线程，然后创建ExampleCanvas（画布类的名字）来实现Runnable接口。
列表4. 刷新视图
private class RefreshTask extends TimerTask
{
[]public void run(){
if(myCanvas != null && myGraphics3D != null && myWorld != null) {
int startTime = (int)System.currentTimeMillis();
int validity = myWorld.animate(startTime);
myCanvas.repaint(viewport_x, viewport_y, viewport_width,
viewport_height);
}
}
}
八、完整的例程代码分析
在列表5中，你会看到应用程序的完整代码。虽然长些，但是比Sun的例子要简单许多。你可以通过给应用程序添加上一些动作和逻辑来练习你的MIDP技能。
[]
[] 列表5. 完整的例程代码
package com.kontio;
import javax.microedition.midlet.*;
import javax.microedition.lcdui.*;
import java.lang.IllegalArgumentException;
import java.io.*;
import java.util.*;
import javax.microedition.m3g.*;
public class Example3D extends MIDlet implements CommandListener{
//我们在场景中使用的对象的UserID
static final int POGOROO = 554921620;
static final int CAMERA = 769302310;
static final int TRANSFORM = 347178853;
static final int ROO = 418071423;
private Display myDisplay = null;
private ExampleCanvas myCanvas = null;
private Timer myRefreshTimer = new Timer();
private TimerTask myRefreshTask = null;
private Command exitCommand = new Command("Exit", Command.ITEM, 1);
Graphics3D myGraphics3D = Graphics3D.getInstance();
World myWorld = null;
[]private AnimationController animRoo = null;
private Group tRoo = null;
private Group tCams = null;
private Group acRoo = null;
private int animLength = 0;
int viewport_x;
int viewport_y;
int viewport_width;
int viewport_height;
public Example3D(){
super();
myDisplay = Display.getDisplay(this);
myCanvas = new ExampleCanvas(this);
myCanvas.setCommandListener(this);
myCanvas.addCommand(exitCommand);
}
public void startApp() throws MIDletStateChangeException{
myDisplay.setCurrent(myCanvas);
try{
// 从文件中加载World
myWorld = (World)Loader.load("/pogoroo.m3g")[0];
getObjects();
setupAspectRatio();
}
catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
myRefreshTask = new RefreshTask();
// 调度一个重要执行的计时器以显示出帧速率20fps.
[]myRefreshTimer.schedule(myRefreshTask, 0, 50);
}
void setupAspectRatio(){
viewport_x = 0;
viewport_y = 0;
viewport_width = myCanvas.getWidth();
viewport_height = myCanvas.getHeight();
Camera cam = myWorld.getActiveCamera();
float[] params = new float[4];
int type = cam.getProjection(params);
if(type != Camera.GENERIC){
//计算窗口的宽高比例
float waspect=viewport_width/viewport_height;
if (waspect
float height = viewport_width/params[1];
viewport_height=(int)height;
[]viewport_y=(myCanvas.getHeight()-viewport_height)/2;
}
else{
float width = viewport_height*params[1];
viewport_width=(int)width;
viewport_x=(myCanvas.getWidth()-viewport_width)/2;
}
[]}
}
public void getObjects(){
[]try{
tRoo = (Group) myWorld.find(POGOROO);
tCams = (Group) myWorld.find(CAMERA);
acRoo = (Group) myWorld.find(TRANSFORM);
animRoo = (AnimationController) myWorld.find(ROO);
//取得动画的长度
AnimationTrack track = acRoo.getAnimationTrack(0);
animLength = 1000; // 缺省的长度，1秒
if (track != null){
KeyframeSequence ks = track.getKeyframeSequence();
if (ks != null)
animLength = ks.getDuration();
}
}
catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
[]public void pauseApp(){}
public void destroyApp(boolean unconditional) throws
MIDletStateChangeException{
myRefreshTimer.cancel();
myRefreshTimer = null;
myRefreshTask = null;
}
public void paint(Graphics g){
if(g.getClipWidth() != viewport_width ||
g.getClipHeight() != viewport_height ||
g.getClipX() != viewport_x ||
[]g.getClipY() != viewport_y){
g.setColor(0x00);
g.fillRect(0, 0, myCanvas.getWidth(), myCanvas.getHeight());
}
if ((myGraphics3D != null) && (myWorld != null)){
myGraphics3D.bindTarget(g);
myGraphics3D.setViewport(viewport_x, viewport_y, viewport_width, viewport_height);
myGraphics3D.render(myWorld);
myGraphics3D.releaseTarget();
}
}
public void commandAction(Command cmd, Displayable disp)
[]{
if (cmd == exitCommand){
try{
destroyApp(false);
notifyDestroyed();
}
catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
private class RefreshTask extends TimerTask{
public void run(){
if(myCanvas !=null && myGraphics3D != null && myWorld != null{
int startTime = (int)System.currentTimeMillis();
int validity = myWorld.animate(startTime);
myCanvas.repaint(viewport_x, viewport_y,
viewport_width, viewport_height);
}
}
}
class ExampleCanvas extends Canvas{
Example3D myRooMIDlet;
int i = 0;
[]ExampleCanvas(Example3D Testlet) { myRooMIDlet = Testlet; }
void init() { }
void destroy() { }
protected void paint(Graphics g) { myRooMIDlet.paint(g); }
protected void keyPressed(int i) { }
protected void keyReleased(int i) { }
protected void keyRepeated(int i) { }
protected void pointerDragged(int x, int y) { }
[]protected void pointerPressed(int x, int y) { }
protected void pointerReleased(int x, int y) { }
}
}
[] 九、运行在模拟器中的例程
图1展示了例程在WTK模拟器中运行的结果。图中的袋鼠和田地看上去棒极了。如果设计者选择对其中任何对象改变一下的话，可以用the3D工具来完成，而在例程MIDlet中不需要作任何变化。
540) this.width = 540'>
图1 例程在模拟器中运行的结果
[] 十、结论
现在，你又看到一种使用JSR 184（也称移动3D API）的更高级的方式来创建3D应用程序。在保留模式下，设计者可以使用现有的3D建模工具来创建3D世界和其中的对象，然后把这些模型输出到M3G文件中。之后，应用程序只需装入该模型并在屏幕上绘制3D世界的视图即可。
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