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为J2ME开发移动3D游戏之保留模式

  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。



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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