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                      2008年09月14日

    楽しいJava講座 - 初心者から達人へのパスポート
                  vol.120

                                セルゲイ・ランダウ
 バックナンバー: http://www.flsi.co.jp/Java_text/
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◆ 01.3Dグラフィックスのアプリケーション開発
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さて、前回は人工衛星(の代わりの立方体)の周回の回転軸を傾けてみましたが、
傾きが固定されていたのであまり面白くなかったかもしれません。

回転軸の傾きを動的に自由に変えてみたいと思う人もいることでしょう。


では、やってみましょう。


実は、Java 3Dでは、画面上で物体をドラッグすると、マウスの動きに合わせて
物体の傾きがグルグルと自由に変わるというプログラムも簡単に作れてしまうの
です。

正確に言うと、物体を動かすのではなく、マウスに合わせて視点をグルグルと
動かすのですが、画面を見ている限りは物体のほうがグルグル動いているよう
に見えます。


というわけで、マウスのドラッグに合わせて視点をグルグルと動かすプログラム
を作ってみましょう。


Java 3Dでは、このプログラミングを簡単に行うために、OrbitBehaviorというクラスが
提供されています。

OrbitBehaviorは、マウスの動きに合わせて、視点の位置を原点の周りにグルグル回ら
せる振る舞いをするクラスです。
(ちなみにOrbitは軌道、Behaviorは振る舞いの意味です。人工衛星などの軌道は
地球の周りをグルグル回っていることから、点の周りをグルグル回る振る舞いを
表すネーミングになっています。)

OrbitBehaviorは具体的には次のようにして使います。

まず、インスタンスを生成します。

OrbitBehavior behavior = new OrbitBehavior(canvas, OrbitBehavior.REVERSE_ALL);

このときのコンストラクターの第一引数は、Canvas3Dのインスタンスです。第二引数
にはいくつかのフラグが設定できますが、ここではREVERSE_ALLという、すべての振る
舞いを逆転するフラグを設定しています。このフラグ設定をしておかないと、マウスの
ドラッグと球体の回転移動が逆方向のような振る舞いになってしまいます。

次に、この振る舞いが及ぶ領域を設定しておきます。これにはお馴染みのBoundingSphere
使用し、OrbitBehaviorのsetSchedulingBounds()というメソッドで設定します。

BoundingSphere behavBounds = new BoundingSphere(new Point3d(0.0, 0.0, 0.0), 100.0);
behavior.setSchedulingBounds(behavBounds);

最後にこのbehaviorを視点のオブジェクトに設定しておきます。これは下記のような
コードで行えます。

universe.getViewingPlatform().setViewPlatformBehavior(behavior);



では、これらを踏まえて、下記のようにinitialize()メソッドを書き換えてみてください。

--------------------------------------------------------
   private void initialize() {
      this.setSize(300, 300);
      this.setContentPane(getJContentPane());
      this.setTitle("立方体と球体");
      GraphicsConfiguration config = SimpleUniverse.getPreferredConfiguration();
      Canvas3D canvas = new Canvas3D(config);
      SimpleUniverse universe = new SimpleUniverse(canvas);
      BranchGroup group = new BranchGroup();
      TransformGroup transGroup = new TransformGroup();
      transGroup.addChild(new ColorCube(0.02));
      Transform3D trans = new Transform3D();
      trans.setTranslation(new Vector3d(0.7, 0.0, 0.0));
      transGroup.setTransform(trans);
      TransformGroup rotationTransGrp = new TransformGroup();
      rotationTransGrp.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE);
      Alpha alpha = new Alpha(-1, 5000);
      Transform3D axisLean = new Transform3D();
      axisLean.setRotation(new AxisAngle4d(1.0, 0.0, 0.0, Math.PI / 3));
      rotationTransGrp.setTransform(axisLean);
      RotationInterpolator rotator = new RotationInterpolator(
                                                alpha,
                                                rotationTransGrp,
                                                axisLean,
                                                0.0f,
                                                (float) Math.PI * 2.0f);
      BoundingSphere rotationBounds = new BoundingSphere(new Point3d(0.0,0.0,0.0), 1.0);
      rotator.setSchedulingBounds(rotationBounds);
      rotationTransGrp.addChild(transGroup);
      rotationTransGrp.addChild(rotator);
      group.addChild(rotationTransGrp);
      BranchGroup group2 = new BranchGroup();
      Color3f darkColor = new Color3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);
      Color3f ambiColor = new Color3f(0.0f, 0.1f, 0.0f);  // 弱い色にすること!
      Color3f diffuColor = new Color3f(0.0f, 0.6f, 0.0f);
      Material mat = new Material(ambiColor, darkColor, diffuColor, darkColor, 0.0f);
      Appearance appear = new Appearance();
      appear.setMaterial(mat);
      Sphere sphere = new Sphere(0.5f, Sphere.GENERATE_NORMALS, 100, appear);
      group2.addChild(sphere);
      Color3f color = new Color3f(1.5f, 1.5f, 0.0f);
      BoundingSphere bounds = new BoundingSphere(new Point3d(0.0,0.0,0.0), 1.0);
      Vector3f lightDirection = new Vector3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
      DirectionalLight light = new DirectionalLight(color, lightDirection);
      light.setInfluencingBounds(bounds);
      group2.addChild(light);
      AmbientLight ambiLight = new AmbientLight(color);
      ambiLight.setInfluencingBounds(bounds);
      group2.addChild(ambiLight);
      group.addChild(group2);
      universe.getViewingPlatform().setNominalViewingTransform();
      universe.getViewer().getView().setMinimumFrameCycleTime(5);
      OrbitBehavior behavior = new OrbitBehavior(canvas, OrbitBehavior.REVERSE_ALL);
      BoundingSphere behavBounds = new BoundingSphere(new Point3d(0.0, 0.0, 0.0), 1.0);
      behavior.setSchedulingBounds(behavBounds);
      universe.getViewingPlatform().setViewPlatformBehavior(behavior);
      group.compile();
      universe.addBranchGraph(group);
      getJContentPane().add(canvas);
   }
--------------------------------------------------------

なお、上のソース・コードでは、behavBoundsというBoundingSphereのインスタンスを
新たに用意しましたが、このbehavBoundsの代わりに既に定義済みのboundsを再利用して
もかまいません。


編集が終わったら、保管して実行してみてください。画面上でマウスをドラッグすると
球体がグルグル回って(光の当たり場所がグルグル移動して)、立方体が周回する軌道
の位置も変わることがわかりますね。


どうです。とても簡単でしょ。


(次回に続く)


では、今日はここまでにします。

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