tutoriel java3d

Tutoriel java3D

Projet tutore

Java3D c’est quoi ?

• API haut niveau 3D– Construire– Interagir

• Un ensemble de classes– Structure arborescente– java3D utilise des librairies natives

• directX, openGL

Repère 3D

y

x

z

Graphe de scène

• C’est une structure arborescente– Contient une scene 3D– Organise une scene 3D– Se charge du rendu de la scene

• Deux éléments (tous implements Node)– Feuilles : shape : objet 3D– Nœuds :

• BranchGroup : ensemble de formes• TransformGroup : transformations

Scene graph

Universe

locale

BG

Shape

BG

TG

View

Scene 3D Vue

…

Scene graph

Universe

locale

BG

Shape

BG

TG

View

Scene 3D Vue

…

simpleUniverse

Exemple 1 : colorcube centre

Exemple : colorcube centre

Universe

locale

BG

colorcube

BG

TG

View

Scene 3D Vue

…

Exemple : colorcube centre

• 1) créer un SimpleUniverse– SimpleUniverse su = new SimpleUniverse();

Universe

locale

BG

TG

View

Vue

…

Exemple : colorcube centre

• 1) créer un SimpleUniverse

• 2) creer le colorcube– ColorCube c = new ColorCube();

Universe

locale

colorcube

BG

TG

View

Vue

…

Exemple : colorcube centre

• 1) créer un SimpleUniverse

• 2) creer la sphere

• 3) créer un Branchgroup– BranchGroup BG=new BranchGroup()

Universe

locale

BG

colorcube

BG

TG

View

Vue

…

Exemple : colorcube centre

• 1) créer un SimpleUniverse

• 2) creer la sphere

• 3) créer un Branchgroup

• 4) ajouter la sphere au BG– Bg.addChild(c)

Universe

locale

BG

colorcube

BG

TG

View

Vue

…

Exemple : colorcube centre

• 1) créer un SimpleUniverse

• 2) creer la sphere

• 3) créer un Branchgroup

• 4) ajouter la sphere au BG

• 5) ajouter le Bg à la scene– su.addBranchGraph(bg)

Universe

locale

BG

colorcube

BG

TG

View

Scene 3D Vue

…

Fin tut1

• Résultat :– Rien n’est affiché

• Réponse :– On se trouve au centre du colorcube– Les surfaces ont un exterieur/interieur

• la camera par defaut :– Elle doit etre en 0,0,0– Regarde dans l’axe des z>0

• Mettre à jourunivers.getViewingPlatform( ).setNominalViewingTransform( ) ;

y

x

z

Tut2 : déplacer le colorcube

• En java3D– On n’accède pas directement aux coordonnées

• Tout fonctionne par transformation– Translations

– Rotations

• Comment ca marche– On cree un objet centre du repere

– On décale l’objet en y ajoutant des transformations

Les transformations

• Deux classes– transformGroup : un noeud de transformation– transform3D : une transformation

• Utilisation

TG

colorcube

BG

Construit avec transform3D

BG

colorcube

TG

BG

TG

View

Vue

Colorcube decale

Universe

locale

Graph scene voulu

BG

TG

View

Vue

Colorcube decale

Universe

locale

1. créer univers• simpleUniverse su= …

colorcube

BG

TG

View

Vue

Colorcube decale

Universe

locale

1. créer univers

2. créer colorcube• ColorCube c=new ColorCube()

colorcube

TG

BG

TG

View

Vue

Colorcube decale

Universe

locale

1. créer univers

2. créer colorcube

3. créer transformgroup• TransformGroup Tg

= new TransformGroup()

colorcube

TG

BG

TG

View

Vue

Colorcube decale

Universe

locale

1. créer univers

2. créer colorcube

3. créer transformgroup

4. ajouter sphere au TG• Tg.addChild(s)

BG

colorcube

TG

BG

TG

View

Vue

Colorcube decale

Universe

locale

1. créer univers

2. créer colorcube

3. créer transformgroup

4. ajouter sphere au TG

5. créer branchgroup• BranchGroup bg=

new Branchgroup()

BG

colorcube

TG

BG

TG

View

Vue

Colorcube decale

Universe

locale

1. créer univers

2. créer colorcube

3. créer transformgroup

4. ajouter sphere au TG

5. créer branchgroup

6. ajouter transformgroup au BG• Bg.addChild(tg);

BG

colorcube

TG

BG

TG

View

Vue

Colorcube decale

Universe

locale

1. créer univers

2. créer colorcube

3. créer transformgroup

4. ajouter sphere au TG

5. créer branchgroup

6. ajouter transformgroup au BG

7. ajouter BG à la scène• Su.addGraphChild(Bg)

BG

colorcube

TG

BG

TG

View

Vue

Colorcube decale

Universe

locale

1. créer univers

2. créer colorcube

3. créer transformgroup

4. ajouter sphere au TG

5. créer branchgroup

6. ajouter transformgroup au BG

7. ajouter BG à la scène

8. Modifier la transformation

Changer la transformation

1. Créer un objet transform3D– Transform3D tr = new Transform3D();

2. Modifier l’objet transform– Translation

• Tr.setTranslation(new Vector3f(0f,0f,1f));

– Rotation• Tr.rotY(angle);

3. Mettre à jour le transformgroup– Tg.setTransform(tr);

Important

• Différence entre– Déplacer la camera

– Déplacer l’objet

• Avec un seul objet on ne s’en rend pas compte

• Mais … déplacer un objet– Deplacer par rapport à la camera

– Deplacer par rapport aux autres objets

Tutoriel 3

• Raisonner de manière hiérarchique– Avec des branchgroup

• Exemple faire un carrelage …

Scene graphe…

Universe

locale

BG

cube

BG

TG

View

Vue

…

cube cube cube

TG TG TG TG

TG

Position globale du sol

Carreau

Tutorial 4 : composition des transformations

• On peut mettre des transformations – Les unes au dessus des autres

• Mais attention à l’ordre– Un exemple

BG

colorcube

TG

TG

rotation

translation

BG

colorcube

TG

TG

translation

rotation

Composition de transformation

• Tg.setTransform – Associe au tg le transform3D

– On « repart de 0 »

• Le faire de manière incrémentale– Je fais une translation

– J’ajoute une autre translation, etc…

• Utiliser la methode mul de transform3D– Multiplication de matrice

Exemple …• J’ai Tg avec une certaine rotation

• Je fais tourner de Pi/4 en plus

//modifier la transformationTransform3D tr2=new Transform3D();tr2.rotY(Math.PI/4);//mise à jour de tgtg.setTransform(tr2);

//recuperation du trTransform3D trDeTg=new Transform3D();tg.getTransform(trDeTg);//cretion de la seconde transfoTransform3D t2=new Transform3D();t2.rotY(Math.PI/4);//compositiontrDeTg.mul(t2);//je remet le transformtg.setTransform(trDeTg);

Tut 5 : Objets reels

• On fait comme le tut3– Mais au lieu d’un colorcube, on met une sphere

• Resultat :– On ne voit rien

Il faut modifier les propriétés de l’objet

Modification des propriétés

• Classe Appearance– Couleur

• Methode setColoringAttributes( ) ;

– Texture, etc …

• Classe Material– Gestion de la reaction à lumiere

Juste modification de la couleur

• Reste (texture, etc …) allez voir API

//creation apparenceAppearance SphereApp= new Appearance ( ) ;ColoringAttributes ca;ca= new ColoringAttributes(1, 0, 0,ColoringAttributes.SHADE_GOURAUD); SphereApp.setColoringAttributes(ca) ;

//affectation apparencesphere.setAppearance( SphereApp) ;

RGBChaque composante entre 0 et 1

Tut6 : accès à la camera

• La camera est dans le ViewPlatform…

• Structure de la manière suivante :

• Acces au tg de la camera…– TransformGroup view =

simpleU.getViewingPlatform().getViewPlatformTransform();

BG

TG

View…

Tut7 : simuler une voiture

• On arrive dans le vif du sujet …– Je veux controler une voiture qui bouge

• Deux choses– Modele reel

• position de la voiture, attributs de voiture, etc …– Le modele3D

• position du cube de la voiture dans le repere

• Les deux doivent être traités !!!– On ne se concentrera que sur le modele3D– Le reste c’est du java classique

Tut7 : simuler une voiture

• Comment faire …– Classe voiture avec une methode

• deplacer

– Dans ces methodes• Gerer la modification des attributs

• Gerer la scene3D

• Premiere question – Comment organiser la scene ?

Tut7 : simuler une voiture

• Scene tres simple …

BG

TG

rectangle

Voiture

Modèle de la voitureÉventuellement un BG

Translation dans le monde

Tut7 : simuler une voiture

• Classe voiture de basepublic static final int NORD=0;public static final int EST=1;public static final int SUD=2;public static final int OUEST=3;

int x;int y;

public voiture(){x=0;y=0;}

public void deplace(int action){switch(action){case NORD : y=y-1; break;case SUD : y=y+1; break;case EST : x=x+1; break;case OUEST: x=x-1; break;}}

Tut7 : simuler une voiture

• Classe voiture 3D– Hérite de voiture

• Connaît TG

– Génère modèle 3D

– Modifie la scène

public class Voiture3D extends voiture {TransformGroup tg;

public void createModel(SimpleUniverse u) { if (tg == null) { BranchGroup bg = new BranchGroup(); tg = new TransformGroup(); bg.addChild(tg); BranchGroup voiture = shapeVoiture(); tg.addChild(voiture); u.addBranchGraph(bg); }}

public BranchGroup shapeVoiture(){ BranchGroup bg=new BranchGroup(); bg.addChild(new ColorCube()) return (bg);}

public void deplace(int action){ super.deplace(action); Transform3D tr=new Transform3D(); tr.setTranslation(new Vector3f(x,y,0)); tg.setTransform(tr);}

}

Tut7 : déplacement

• Juste des appels à la méthode déplace– De voiture 3D

• Pour le clavier – Regarder les classes behaviour (cf suite)

• Attention, – Lorsqu’on ajoute un TG à une scène il n’est pas

modifiable par défaut– Exception :

javax.media.j3d.CapabilityNotSetException– Besoin de changer ses capacités

• tg.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE);

Tut 7 :main

public class mainVoiture {

/** * @param args */public static void main(String[] args) { Voiture3D v=new Voiture3D(); //créer univers SimpleUniverse su=new SimpleUniverse(); TransformGroup camera=su.getViewingPlatform( ).getViewPlatformTransform();

//decale camera Transform3D position=new Transform3D(); position.setTranslation(new Vector3f(0,0,10)); Camera.setTransform(position);

//ajoute la voiture et la deplace v.createModel(su); v.deplace(voiture.NORD); v.deplace(voiture.EST);}

}

Tut8 : déplacement de camera

• Presque pareil …

• Sauf que …– Modifier la position de la camera– A partir du clavier

• Pour récupérer le Tg de la camera– camera=su.getViewingPlatform( ).getViewPlatformTransform();

Tut 8 : juste la rotation

• Faire une rotation de angle à partir TG– Récupérer le Tranfsorm3D du TG

• Tg.getTransform(tr);

– Le multiplier par un transform3D qui rotate• TrRotate=new Transform3D();• TrRotate.rotY(angle);• Tr.mul(TrRotate);

– Modifier le TG• TG.setTransform(tr);

Tut 8 :les behaviours

• Pour le clavier, on ajoute un behaviour– S’ajoute au TG– Permet de gérer les événements claviers

• Créer une classe qui étend behaviour– Recupere les evenement clavier

• Exécute les bonnes transformations en fonction de l’evenement

Tut 8 :deplacements subjectifs

• On suppose qu’on a un TG avec un TR

• Pour une rotation– On cree la rotation R– on fait R avant TR pour la rotation locale– R.TR

• Pour une translation (avancer reculer dans la bonne direction)– On cree la translation trans (0,0,1)– On fait la translation apres TR pour etre dans repere local– TR.trans