Introducción a Java3D

Introducción a Java3D

Daniel Prieto Vicente

Héctor Rodríguez Cornejo

Departamento de Informática y Automática

Universidad de Salamanca

Introducción a Java3D

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JAVA 3D 2

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Información de los autores:

Daniel Prieto Vicente

abosanh@hotmail.com

Héctor Rodríguez Cornejo

hrcornejo@wanadoo.es

Este documento Puede ser libremente distribuido.

© 2003 Departamento de Informática y Automática - Universidad de Salamanca

Prieto y Rodríguez

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3 JAVA 3D

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Resumen

Este trabajo pretende ser una introducción al lenguaje Java3D. Tanto en el enfoque de diseño

sobre este lenguaje, como en la creación practica de trabajos con él.

Abstract

This work try to introduce de Java3D lenguaje. The desing and the practical creation of proyects

are presented by this work.

Introducción a Java3D

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JAVA 3D 4

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Tabla de Contenidos

1. Introducción________________________________________________________ 7

1.1 ¿Que es la API Java3D?_____________________________________________ 7

1.2 Características ____________________________________________________ 7

1.3 Estructura de los objetos en Java3D ___________________________________ 8

1.4 Paradigma de Programación _________________________________________ 8

1.4.1 Modelo de programación del grafo de escena __________________________ 9

1.4.2 Aplicaciones y applets ____________________________________________ 9

2. Conceptos Generales _______________________________________________ 10

2.1 Universo Virtual __________________________________________________ 10

2.2 Objetos del grafo escena ____________________________________________ 11

2.2.1 Objetos de la superestuctura del grafo escena __________________________ 11

2.2.2 Objetos de la agrupación de nodos __________________________________ 12

2.2.3 Objetos nodos hoja _______________________________________________ 13

2.3 Otros objetos implicados ____________________________________________ 14

2.4 Construcción de un árbol ____________________________________________ 15

2.5 Sistemas de coordenadas ____________________________________________ 15

2.5.1 Coordenadas de alta resolución _____________________________________ 16

2.6 Modos de renderización_____________________________________________ 18

2.7 Paquetes de Java3D ________________________________________________ 19

3. Ejemplos de Código _________________________________________________ 20

3.1 HelloJava3Da _____________________________________________________ 20

3.2 Clases Java3D usadas en hellojava3Da _________________________________ 23

3.3 Código fuente _____________________________________________________ 26

4. Conclusiones_______________________________________________________27

5. Bibliografía ________________________________________________________ 28

Prieto y Rodríguez

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5 JAVA 3D

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Tabla de figuras

Figura 1.1. Grafo de diseño del universo virtual_____________________________ 8

Figura 2.1. Sistema de coordenadas en Java 3D ____________________________ 16

Figura 3.1 __________________________________________________________ 22

Figura 3.2 __________________________________________________________ 22

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Tabla de tablas

Tabla 2.1. Notación utilizada en los grafos de escena. _______________________ 11

Tabla 2.2Escalas de las coordenadas de alta resolución ______________________17

Prieto y Rodríguez

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7 JAVA 3D

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1.INTRODUCCIÓN

1.1 ¿Qué es la API Java3D?

La API (Application Program Interface) Java 3D es una interfaz de programación de aplicación

utilizada para realizar aplicaciones y applets con gráficos en tres dimensiones. Proporciona a los

desarrolladores constructores de alto nivel para crear y manipular geometrías 3D y para

construir las estructuras utilizadas en el renderizado de dichas geometrías. Se pueden describir

grandes mundos virtuales utilizando estos constructores, que proporcionan a Java 3D la

suficiente información como para renderizar dichos mundos de forma eficiente. Java 3D

proporciona a los desarrolladores de gráficos 3D la principal característica de Java: “escribe una

vez y ejecútalo donde sea”. Java 3D es parte del conjunto de APIs JavaMedia, lo cual hace que

esté disponible en un gran número de plataformas. También, se integra correctamente con

Internet ya que tanto los applets como las aplicaciones escritas utilizando Java 3D tienen acceso

al conjunto completo de clases de Java.

Los objetos geométricos creados por los constructores residen en un universo virtual, que

luego es renderizado. El API está diseñado con flexibilidad para crear universos virtuales

precisos de una amplia variedad de tamaños, desde astronómicos a subatómicos.

A pesar de toda esta funcionalidad, la API es sencilla de usar. Los detalles de renderizado se

manejan automáticamente. Aprovechándose de los Threads Java, el renderizador Java 3D es

capaz de renderizar en paralelo. El renderizador también puede optimizarse automáticamente

para mejorar el rendimiento del renderizado.

Un programa Java 3D crea ejemplares de objetos Java 3D y los sitúa en un estructura de

datos de escenario gráfico. Este escenario gráfico es una composición de objetos 3D en una

estructura de árbol que especifica completamente el contenido de un universo virtual, y cómo va

a ser renderizado.

Las construcciones gráficas de bajo nivel de Java 3D sintetizan las mejores ideas

encontradas en otras APIs de bajo nivel como Direct3D, OpenGL, QuickDraw3D y XGL. Del

mismo modo, sus construcciones de alto nivel integran las mejores características

proporcionadas por varios sistemas de escenas basados en grafos. Además, Java 3D introduce

algunos conceptos que no se consideran habitualmente como parte de los entornos gráficos,

como el sonido espacial 3D. Las posibilidades de sonido de Java 3D permiten proporcionar una

experiencia más realista al usuario.

1.2 Características

El diseño de de Java 3D se basa en múltiples objetivos, siendo el principal el rendimiento. Se

tomaron diferentes decisiones relativas al diseño de tal forma que las implementaciones de Java

3D proporcionaran el mejor rendimiento posible a las aplicaciones de usuario. En particular,

cuando se realizan distribuciones, se elige la alternativa que permite obtener mejores

prestaciones en tiempo de ejecución.

Otros objetivos importantes de Java 3D son:

• Proporcionar un amplio conjunto de utilidades que permitan crear mundos en 3D

interesantes. Se evitó incluir características no esenciales u oscuras y tampoco

características que se podrían colocar directamente sobre Java 3D.

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• Proporcionar un paradigma de programación orientado a objeto de alto nivel para

permitir a los desarrolladores generar sofisticadas aplicaciones y applets de forma

rápida.

• Proporcionar soporte a cargadores en tiempo de ejecución. Esto permite que Java 3D se

adapte a un gran número de formatos de ficheros, como pueden ser formatos específicos

de distintos fabricantes de CAD, formatos de intercambio o VRML 1.0 (Virtual Reality

Modelling Language) y VRML 2.0

1.3 Estructura de los objetos en Java 3D

Java 3D distribuye la información necesaria para representar objetos y escenas en tres

dimensiones en una estructura de grafo. Siguiendo dicha estructura desde el nodo raíz hasta los

distintos nodos hoja, se ven las distintas operaciones que se realizan para crear la escena final

que se quiere conseguir. Este grafo incluye tanto los distintos elementos que forman parte de la

escena como las transformaciones que les aplica. Del mismo modo, se insertan en el mismo

grafo (aunque en otra rama distinta) los diferentes elementos relacionados con el punto de vista

del usuario.

La Figura 1. 1 representa cómo se representa la información del universo virtual a

modelar con Java 3D.

Figura 1. 1. Grafo

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