Сфера Java3D Орбита

Я искал везде и не могу найти ничего о том, как сделать сферическую орбиту центральной точкой в ​​Java 3D. В частности, я хочу, чтобы сфера совершала круговое движение вокруг начала координат с постоянной скоростью и чтобы она зацикливалась вечно. Я предполагаю, что эти уравнения имеют к этому отношение:

X = originX + sin(угол)*Размер;

Y = originY + cos(угол)*Размер;

Я попытался использовать PositionInterpolator, но он охватывает только 1 ось, поэтому не образует круговую орбиту. Также я заметил, что одновременно можно выполнять только одно преобразование: вращение по оси ИЛИ PositionInterpolator. Как применить оба преобразования к объекту одновременно?

      Planet planet = new Planet(new Color3f(0.2f,0.2f,0.2f),new Vector3f(1.0f,0.0f,-10.0f), 0.2f,1.0f,1.0f, 1.0f);
      Sphere planet = new Sphere(planet.radius,planet.pl);
    
    Transform3D tfgPlanet = new Transform3D();
    
  //  tfg.setTranslation(planet.position);
    tfgplanet.setTranslation(planet.position);
    TransformGroup tgm = new TransformGroup(tfgPlanet);
    tgm.addChild(planet);
    theScene.addChild(tgm);


    Transform3D planetRotate = new Transform3D();
    
    int timerotation = 1500;//A slow rotation takes 1.5 seconds.
    
    //The Alpha for rotation
    Alpha planetRotationStart = new Alpha(1000,
            Alpha.INCREASING_ENABLE,0,0,timerotation,0,0,0,0,0);

    //rotate around axis
    RotationInterpolator planetrotation = new RotationInterpolator(
    planetRotationStart,tgm,
    planetRotate,planet.orbitAngle,(float) Math.PI*2);

    BoundingSphere bind = new BoundingSphere(new Point3d(0.0,0.0,0.0),Double.MAX_VALUE);
    planetrotation.setSchedulingBounds(bind);

    tgm.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE);
    tgm.addChild(planetrotation);
    

    Alpha planetOrbit = new Alpha(1000,
            Alpha.INCREASING_ENABLE,0,0,timerotation,0,0,0,0,0);
    
    Transform3D axis = new Transform3D();
    PositionInterpolator pi = new PositionInterpolator(planetOrbit,tgm,axis,1.0f, 10.0f);
    pi.setSchedulingBounds(bind);
    tgm.addChild(pi);

    //compiles scene
     theScene.compile();

    //Add everything to the universe.
    su.addBranchGraph(theScene);
    }

java animation transformation java-3d
person M.Programmer    schedule 14.05.2015    source источник

Ответы (1)


arrow_upward
3
arrow_downward

Код беспорядок (и кажется, что его части были продублированы при публикации?). Однако по существу вопроса:

Это правда, что один TransformGroup может содержать только один конкретный Transform3D. Хотя можно собрать несколько преобразований (например, вращение и перемещение) в одном Transform3D, это не очень хорошо работает с предопределенными интерполяторами.

Вся идея Java3D как API на основе графа сцены состоит в том, чтобы собрать "дерево" узлов, где каждый узел служит определенной цели.

В этом случае ваше дерево будет состоять из нескольких узлов:

 S     Sphere: The planet
 |
 |
RTG    Rotation TransformGroup: Responsible for 
 |     rotating the planet about its y-asis
 |
 |
TTG    Translation TransformGroup: Responsible for 
 |     translating the (rotating) planet away from
 |     the sun
 |
OTG    Orbit TransformGroup: Responsible for 
 |     rotating the (translated and rotating) planet 
 |     about the center of the sun
 |
Root   The root node of your universe

Вы можете убедиться, что структура кода похожа на структуру графика, задав соответствующие имена переменных и методов.

Вот полный пример вращающегося объекта, который вращается вокруг центра:

import java.awt.GraphicsConfiguration;

import javax.media.j3d.Alpha;
import javax.media.j3d.BoundingSphere;
import javax.media.j3d.BranchGroup;
import javax.media.j3d.Canvas3D;
import javax.media.j3d.Node;
import javax.media.j3d.RotationInterpolator;
import javax.media.j3d.Transform3D;
import javax.media.j3d.TransformGroup;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.SwingUtilities;
import javax.vecmath.Point3d;
import javax.vecmath.Vector3d;

import com.sun.j3d.utils.geometry.ColorCube;
import com.sun.j3d.utils.geometry.Sphere;
import com.sun.j3d.utils.universe.SimpleUniverse;

public class SphereOrbit
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        System.setProperty("sun.awt.noerasebackground", "true");
        SwingUtilities.invokeLater(new Runnable()
        {
            @Override
            public void run()
            {
                createAndShowGUI();
            }
        });
    }

    private static void createAndShowGUI()
    {
        JFrame frame = new JFrame();
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);;

        GraphicsConfiguration config = 
            SimpleUniverse.getPreferredConfiguration();
        Canvas3D canvas = new Canvas3D(config);
        frame.getContentPane().add(canvas);
        SimpleUniverse simpleUniverse = new SimpleUniverse(canvas);

        BranchGroup rootBranchGroup = new BranchGroup();
        createContents(rootBranchGroup);

        simpleUniverse.addBranchGraph(rootBranchGroup);
        Transform3D viewPlatformTransform = new Transform3D();
        Transform3D t0 = new Transform3D();
        t0.setTranslation(new Vector3d(0,0,10));
        Transform3D t1 = new Transform3D();
        t1.rotX(Math.toRadians(-30));
        viewPlatformTransform.mul(t1, t0);
        simpleUniverse.getViewingPlatform().
            getViewPlatformTransform().setTransform(viewPlatformTransform);;

        frame.setSize(800,800);
        frame.setLocationRelativeTo(null);
        frame.setVisible(true);

    }

    private static BoundingSphere boundingSphere = 
        new BoundingSphere(new Point3d(0.0,0.0,0.0), Double.MAX_VALUE);


    // Build the transform group that does the rotation
    // of the planet in its local coordinate system 
    // (This will cause the planet to spin about its own y-axis)
    private static TransformGroup createRotationTransformGroup(
        int rotationTimeMs)
    {
        TransformGroup rotationTransformGroup = new TransformGroup();
        rotationTransformGroup.setCapability(
            TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE);
        Alpha rotationAlpha = new Alpha(-1, rotationTimeMs);
        RotationInterpolator rotationInterpolator = 
            new RotationInterpolator(rotationAlpha, rotationTransformGroup);
        rotationInterpolator.setSchedulingBounds(boundingSphere);
        rotationTransformGroup.addChild(rotationInterpolator);
        return rotationTransformGroup;
    }

    // Build the transform group that moves the (rotating) planet 
    // about a certain (fixed) distance, away from the center
    private static TransformGroup createTranslatingTransformGroup(
        double distanceFromCenter)
    {
        TransformGroup translationTransformGroup = new TransformGroup();
        Transform3D translationTransform = new Transform3D();
        translationTransform.setTranslation(
            new Vector3d(distanceFromCenter, 0, 0));
        translationTransformGroup.setTransform(translationTransform);
        return translationTransformGroup;
    }

    // Build the transform group that orbits the planet. This
    // transform group will rotate the (translated and rotating)
    // planet around the center
    private static TransformGroup createOrbitTransformGroup(int orbitTimeMs)
    {
        TransformGroup orbitTransformGroup = new TransformGroup();
        orbitTransformGroup.setCapability(
            TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE);
        Alpha orbitAlpha = new Alpha(-1, orbitTimeMs);
        RotationInterpolator orbitInterpolator = 
            new RotationInterpolator(orbitAlpha, orbitTransformGroup);
        orbitInterpolator.setSchedulingBounds(boundingSphere);
        orbitTransformGroup.addChild(orbitInterpolator);
        return orbitTransformGroup;
    }


    private static void createContents(BranchGroup rootBranchGroup)
    {
        // The basic properties of the Planet
        int rotationTimeMs = 1500;
        double distanceFromCenter = 3;
        int orbitTimeMs = 4000;

        // The planet (using a color cube here, so that its 
        // own rotation is visible)
        //Node planet = new Sphere(0.2f);
        Node planet = new ColorCube(0.2);

        TransformGroup rotationTransformGroup = 
            createRotationTransformGroup(rotationTimeMs);

        // Attach the planet to the rotation transform group
        rotationTransformGroup.addChild(planet);

        TransformGroup translationTransformGroup =
            createTranslatingTransformGroup(distanceFromCenter);

        // Attach the rotating planet to the translation transform group
        translationTransformGroup.addChild(rotationTransformGroup);

        TransformGroup orbitTransformGroup = 
            createOrbitTransformGroup(orbitTimeMs);

        // Add the (translated and rotating) planet to the orbitTransformGroup
        orbitTransformGroup.addChild(translationTransformGroup);

        rootBranchGroup.addChild(orbitTransformGroup);
    }
}

(Примечание. Если внимательно присмотреться, вы заметите, что метод createRotationTransformGroup и метод createOrbitTransformGroup на самом деле делают одно и то же! Один из них относится к планете, а другой — к переведенной планете. Итак, для реального приложения их можно было бы объединить в один метод. Я надеялся, что в нынешнем виде идея сборки нескольких нод может стать более понятной)

Изменить: расширено на основе комментариев

Чтобы добавить другой объект (луну), который вращается вокруг существующего объекта (который сам уже вращается и вращается вокруг солнца), вы должны прикрепить новую ветвь к соответствующему существующему узлу графа сцены. Основываясь на приведенном выше изображении («ASCII-Art»), вам нужно будет прикрепить этот узел к «TTG». Новый узел сам будет содержать узел орбиты, узел перемещения и узел вращения (который содержит фактический лунный объект).

Орбитальный

Если вы намерены построить полную солнечную систему, подобную этой, вам, вероятно, следует ввести соответствующие служебные методы, подобные тем, которые я уже набросал в этом расширенном примере:

import java.awt.GraphicsConfiguration;

import javax.media.j3d.Alpha;
import javax.media.j3d.BoundingSphere;
import javax.media.j3d.BranchGroup;
import javax.media.j3d.Canvas3D;
import javax.media.j3d.Node;
import javax.media.j3d.RotationInterpolator;
import javax.media.j3d.Transform3D;
import javax.media.j3d.TransformGroup;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.SwingUtilities;
import javax.vecmath.Point3d;
import javax.vecmath.Vector3d;

import com.sun.j3d.utils.geometry.ColorCube;
import com.sun.j3d.utils.universe.SimpleUniverse;

public class SphereOrbitExtended
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        System.setProperty("sun.awt.noerasebackground", "true");
        SwingUtilities.invokeLater(new Runnable()
        {
            @Override
            public void run()
            {
                createAndShowGUI();
            }
        });
    }

    private static void createAndShowGUI()
    {
        JFrame frame = new JFrame();
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);;

        GraphicsConfiguration config = 
            SimpleUniverse.getPreferredConfiguration();
        Canvas3D canvas = new Canvas3D(config);
        frame.getContentPane().add(canvas);
        SimpleUniverse simpleUniverse = new SimpleUniverse(canvas);

        BranchGroup rootBranchGroup = new BranchGroup();
        createContents(rootBranchGroup);

        simpleUniverse.addBranchGraph(rootBranchGroup);
        Transform3D viewPlatformTransform = new Transform3D();
        Transform3D t0 = new Transform3D();
        t0.setTranslation(new Vector3d(0,0,10));
        Transform3D t1 = new Transform3D();
        t1.rotX(Math.toRadians(-30));
        viewPlatformTransform.mul(t1, t0);
        simpleUniverse.getViewingPlatform().
            getViewPlatformTransform().setTransform(viewPlatformTransform);;

        frame.setSize(800,800);
        frame.setLocationRelativeTo(null);
        frame.setVisible(true);

    }

    private static BoundingSphere boundingSphere = 
        new BoundingSphere(new Point3d(0.0,0.0,0.0), Double.MAX_VALUE);


    // Build the transform group that does a rotation about the
    // y-axis, rotating once in the given time
    private static TransformGroup createRotationTransformGroup(
        int rotationTimeMs, boolean forward)
    {
        TransformGroup rotationTransformGroup = new TransformGroup();
        rotationTransformGroup.setCapability(
            TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE);
        Alpha rotationAlpha = new Alpha(-1, rotationTimeMs);
        float angle = forward ? (float) (2 * Math.PI) : (float)(-2 * Math.PI);
        RotationInterpolator rotationInterpolator = 
            new RotationInterpolator(rotationAlpha, rotationTransformGroup, 
                new Transform3D(), 0.0f, angle);
        rotationInterpolator.setSchedulingBounds(boundingSphere);
        rotationTransformGroup.addChild(rotationInterpolator);
        return rotationTransformGroup;
    }

    // Build the transform group that performs the specified translation
    private static TransformGroup createTranslatingTransformGroup(
        double dx, double dy, double dz)
    {
        TransformGroup translationTransformGroup = new TransformGroup();
        Transform3D translationTransform = new Transform3D();
        translationTransform.setTranslation(
            new Vector3d(dx, dy, dz));
        translationTransformGroup.setTransform(translationTransform);
        return translationTransformGroup;
    }


    private static void createContents(BranchGroup rootBranchGroup)
    {
        int orbitTimeMs = 4000;
        TransformGroup orbitTransformGroup = 
            createRotationTransformGroup(orbitTimeMs, true);
        rootBranchGroup.addChild(orbitTransformGroup);

        double distanceFromCenter = 3;
        TransformGroup translationTransformGroup =
            createTranslatingTransformGroup(distanceFromCenter, 0, 0);
        orbitTransformGroup.addChild(translationTransformGroup);

        int rotationTimeMs = 1500;
        Node planet = new ColorCube(0.2);
        TransformGroup rotationTransformGroup = 
            createRotationTransformGroup(rotationTimeMs, true);
        rotationTransformGroup.addChild(planet);
        translationTransformGroup.addChild(rotationTransformGroup);

        int moonOrbitTimeMs = 1000;
        TransformGroup moonOrbitTransformGroup = 
            createRotationTransformGroup(moonOrbitTimeMs, false);
        translationTransformGroup.addChild(moonOrbitTransformGroup);

        double moonDistanceFromPlanet = 0.8;
        TransformGroup moonTranslationTransformGroup =
            createTranslatingTransformGroup(moonDistanceFromPlanet, 0, 0);
        moonOrbitTransformGroup.addChild(moonTranslationTransformGroup);

        int moonRotationTimeMs = 500;
        Node moon = new ColorCube(0.1);
        TransformGroup moonRotationTransformGroup = 
            createRotationTransformGroup(moonRotationTimeMs, true);
        moonRotationTransformGroup.addChild(moon);
        moonTranslationTransformGroup.addChild(moonRotationTransformGroup);
    }


}
person Marco13    schedule 14.05.2015
comment
Ваш код, кажется, работает только для colorcube, когда он заменяется сферой, у которой есть материал, ничего не рисуется. - person M.Programmer; 14.05.2015
comment
Он показывает, что находится в последнем узле. Если он не показывает сферу, проблема не в коде, который я выложил. Используйте Node planet = new Sphere(0.2f, new Appearance());, и вы увидите сферу. Дальнейшие вопросы с материалом и освещением следует уточнить в другом месте. - person Marco13; 14.05.2015
comment
как мне изменить центральную точку орбиты для этих методов, я сделал это так, что new Vector3d(parentPosition.x + distanceFromCenter, parentPosition.y, parentPosition.z)); является центром группы преобразования перевода и создал ограничивающую сферу, которая является положением местоположения родительской планеты - person M.Programmer; 15.05.2015
comment
Чтобы изменить центральную точку орбиты (то есть положение солнца), вам нужно вставить другую группу TransformGroup (с желаемым переводом) между rootBranchGroup и orbitTransformGroup. - person Marco13; 15.05.2015
comment
Я не уверен, что вы имеете в виду под этим, я пытаюсь заставить Луну вращаться вокруг Земли, но вместо этого она вращается вокруг центральной точки, изменение кода в orbitTransformGroup не меняет точку, вокруг которой вращается Луна, и я не уверен, какой перевод чтобы добавить между строками кода, чтобы он вращался вокруг постоянно движущейся центральной точки - person M.Programmer; 15.05.2015