287

A Anhang: Hilfreiche Adressen im Internet

Online-Service zum Buch: Der Online-Service mit dem Quellcode aller Bei­spielprogramme sowie weiteren Programme, Aufgaben mit Lösungen zu deneinzelnen Buchkapiteln, Folien für Lehrveranstaltungen und 3D-Modellenim Wavefront Object Format steht unter

http: / /public.ostfalia.de/rvklawonn /computergrafik

zur Verfügung.

Java 20: Weitere Informationen zu Java 2D findet man im Java- Tutorial

http: / /java.sun.com/docs/books/tutorial /2d /

Java 30: Die Homepage von Java 3D firmiert unter der Adresse

http: / /www.java3d.org

Dort findet man zahlreiche Links im Zusammenhang mit Java 3D, z.B. zumTutorial , zu Büchern, zu Beispielen oder hilfreiche Ergänzungen zum Ladenverschiedener Dateiformate oder auch einen Szenengraph-Editor. Selbst­verständlich ist dort auch der Link

http: / /java.sun.com/products/java-media /3D/

vorhanden, wo Java 3D kostenlos heruntergeladen werden kann und dasJava 3D API, das Tutorial sowie weitere Informationen zur Verfügung ste­hen.

30-Modellierung: Neben zahlreichen professionellen CAD-Modellierungswerk­zeugen im Design-Umfeld ist in den Bereichen Spiele, Animation und Filmdas kommerzielle und umfangreiche Programm Maya zur ModelIierung vondreidimensionalen Objekten sehr verbreitet, zu dem man unter

http: / /www.alias.com

288 A Anhang: Hilfreiche Adressen im Internet

Informationen findet. Biender3D ist ein freies Open Source Produkt für die3D-Modellierung, mit dem man auch Wavefront Object Dateien erstellenkann. Biender3D steht unter

http: / /www.blender3d.com

zur Verfügung.

Wavefront Object Dateien: Bei

http: / /http:j/www.3droad.com/3d_models_OBJ.htm

findet man eine Reihe von Objekten im Wavefront Object Format.

OpenGl: OpenGL firmiert unter der Adresse

http: / /www.opengl.org

und in Deutschland unter

http: / /www.open-gl.de

289

BAnhang: Beispielprogramme

Der Online-Service zu diesem Buch stellt alle erwähnten und weitere Beispiel­programme zur Verfügung. Die folgenden Tabellen verweisen auf die Stellen imBuch, in denen die jeweiligen Beispielprogramme erwähnt werden. Die Tabel­len enthalten getrennt nach Java 2D und 3D die Programme in alphabetischerReihenfolge.

I Java-KlasseJava 2DI Thema

ArcExample Ellipsenbogen, -ausschnitt und 21-abschnitt

AreaExample Vereinigung, Durchschnitt, Diffe- 22renz und symmetrische Differenzfür Flächen

BufferedlmageDrawer Generische Klasse für die Verwen- 95dung von Double-Buffering zumZeichnen eines BufferedImage

ConvexCombTransforms Animation mittels Konvexkombi- 44nationen von Transformationenam Beispiel der Umwandlung ei-ner Ellipse in eine andere

CurveDemo Zeichnen von Geradensegmen- 17ten, quadratischen und kubischenKurven

DoubleBufferingClockExampie Bewegungen am Beispiel einer 95Uhr realisiert mittels Double-Buffering

290 BAnhang: Beispielprogramme

Java 2DI Thema

DToCMorphing Transformation zweier Objekte inein- 44ander , die durch Kurven unter Ver-wendung von Kontrollpunkten definiertwerden, am Beispiel der Buchstaben Dund C

GeneraIPathCar Beispiel eines GeneralPath anhand 19des Umrisses eines Autos

GradientPa intExampie Verwendung von Farbverläufen 113ImageLoadingExample Laden eines JPEG-Bildes 96ImageSavingExampie Speichern eines JPEG-Bildes 97LineEndings Enden und Verbindungen bei breiten 87

LinienMorphingCandS Verwendet die Klasse 114

Triangulatedlmage , um zwei trian-gulierte Bilder schrittweise ineinanderumzuwandeln

MyFi nishWindow Klasse zum Schließen eines Fensters 11NonSynchronizedClock Bewegungen am Beispiel einer einfa- 39

chen UhrRecta ngleElli pseExampie Rechteck und Ellipse 20Rotation Exampie Rotation 35ScalingExample Skalierung 35ShearingExample Scherung 35SimpieJava2DExampie erstes Java 2D Beispielprogramm 10SimpleLetterC Darstellung des Buchstaben C mittels 44

zweier quadratischer KurvenSimpleLetterD Darstellung des Buchstaben D mittels 44

zweier quadratischer KurvenStrokingExampie verschiedene Strichel ungsmuster 67TextExample Zeichnen und modifizieren von Text 101Texture2DExampie Zeichnen von Texturen 97

I Java-Klasse

291

1 Seite I

Java 2D-----:----:-:-:---------1 Thema

TransformationOrderExampie Reihenfolge von Transformatio- 35nen

TransformationOrderExampleR Reihenfolge von Transformatio- 35nen

TransformationOrderExampleRT Reihenfolge von Transformatio- 35nen

TransformationOrderExampieT Reihenfolge von Transformatio- 35nen

TransformationOrderExampleTR Reihenfolge von Transformatio- 35nen

TranslationExampie Translation 35Triangulatedlmage Klasse für triangulierte Bil- 114

der, die sich schrittweise durchPixel- und Farbinterpolation in-einander umwandeln lassen

I Java-Klasse

I Java-Klasse 1 ThemaJava 3D

BackgroundExampie Verwendung eines aus einer Datei gelade- 241nen Bildes als Hintergrund. Dieses Pro-gramm benötigt die Datei sunset . j pg.Einen einfarbigen Hintergrund findet manz.B. im Programm StaticSceneExample.

C1ippingPlanes Veränderung des C1ipping-Volumens durch 194den Sichtfeldwinkel und die vordere undhintere C1ipping-Ebene

CollisionBehaviour1 Eine Klasse, die von CollisionExample 273verwendet wird, um die Farbe eines Objektbei einer Kollision zu ändern. Dazu wird einSwitch benutzt.

292 BAnhang: Beispielprogramme

Java 3DI Thema

CollisionBehaviour2 Eine Klasse, die von CollisionExample 271verwendet wird, um ein Objekt bei einerKollision zu bewegen.

CollisionExample Beispiel für die Verwendung der 270Kollisionsdetektion. Außerdem: Ver-wendung der Klasse Switch und derNavigation mittels Cursor- Tasten.Die Klassen CollisionBehaviourlund CollisionBehaviour2 werdenbenötigt.

ConstantFloatCreator Implementiert das Interface 257IFloatCreator.

Consta ntLongCreator Implementiert das Interface 257ILongCreator.

ConstantVector3fCreator Implementiert das Interface 257IVector3fCreator.

DynamicSurfaceExample Realisiert das Morphing el- 263ner Fläche In eine andere.IFunctionlnTwoVariables,FunctionlnTwoVariablesExampleFunctionlnTwoVariablesExample2und SimpleMorphBehaviour werdenbenötigt.

ExpFogExampie Exponentieller Nebel und die mehrfache 252Verwendung derselben Transformations-gruppe in einer Szene

Extract3DExampie Laden eines Objektes aus einer Da- 167tei im Wavefront Object Format, dar-gestellt wird nur ein Teilobjekt, nichtdas gesamte geladene Objekt. Die Da-tei schiff . obj wird für das Programmbenötigt.

Functionln- Two- Implementieru ng des Interfaces 172VariablesExampie IFunctionlnTwoVariables , das In

der Klasse SurfaceExample benötigtwird.

I Java-Klasse

293

Java 3DI Thema

GeomArrayExampie Erzeugung eines Objektes (Tetraeders) 165aus einzelnen Dreiecken

IDirectionCreator Ein Interface zur Erzeugung von Bewe- 257gungsrichtu ngen von Parti kel n.

IFloatCreator Ein Interface zur Erzeugung von Ge- 257schwindigkeiten von Partikeln.

IFunctionlnTwoVariables Ein Interface, das eine reelle Funktion in 172zwei Variablen beschreibt.

ILongCreator Ein Interface zur Erzeugung von Zwi- 257schena nkunftszeiten und Lebensdauernvon Partikeln.

Interaction Exampie Auswahl von Objekten mit der Maus und 268Initiierung einer Bewegung. Dazu wirddie Klasse PickingExample verwendet.

Interaction Test Auswahl von Objekten mit der Maus. 267Es wird unter Verwendung der KlassePickingTest ausgegeben, welches Ob-jekt ausgewählt wurde.

ISimpleParticieCreator Ein Interface Im Package 256simpleParticleSystemPackagezur Erzeugung einzelner Partikel.

IVector3fCreator Ein Interface zur Erzeugung von An- 257fangspositionen einzelner Partikel.

LightingExampie Verwendung verschiedener Lichtquellen 227und Reflexionseigenschaften von Ober-flächen

LightingExample2 Eine um die Szene rotierende Lichtquel- 227le verdeutlicht unrealistische Farbeffek-te, die entstehen, wenn die Reflexionsfar-ben einer Oberfläche völlig unterschied-lich gewählt werden.

LineOfSparksCreator Implementiert das Interface 256ISimpleParticleCreator.

I Java-Klasse

294 BAnhang: Beispielprogramme

Java 3DI Thema

LinFogExample Linearer Nebel und die mehrfache 252Verwendung derselben Transformations-gruppe in einer Szene

Load3DExampie Laden und Darstellen eines Objektes aus 167einer Datei im Wavefront Object For-mat, Ausgabe der Namen aller Teilob-jekte, Färben eines Teilobjekts. Die Da-tei schiff. obj wird für das Programmbenötigt.

LODExample Verwendung der LOD-Technik (Level of 277Detail)

MovingLight Eine sich bewegende Lichtquelle 217MovingSpotLight Ein um die Szene rotierender Scheinwer- 227

fer, dessen Lichtintesität zum Rand desLichtkegels nicht abnimmt, dort aber ab-rupt auf Null fällt.

NormalsForGeomArrays Erzeugung eines Objektes (Tetraeders) 189aus einzelnen Dreiecken, bei dem die Nor-malenvektoren der Dreiecke interpoliertwerden.

ParticieSystemExampie Realisierung einer Wunderkerze mit Hilfe 255eines Partikelsystems. Eswird das Packa-ge simpleParticleSystemPackagebenötigt.

PickingExampie Eine Klasse, die von 268InteractionExample benutzt wird, ummit der Maus ausgewählte Objekte zubewegen.

PickingTest Eine Klasse, die von InteractionTest 267benutzt wird, um die Namen mit derMaus ausgewählter Objekte auszugeben.

RandomDirectionCreator2 Implementiert das Interface 257IDirectionCreator.

RandomLongCreator Implementiert das Interface 257ILongCreator.

I Java-Klasse

295

Java 3DI Thema

ShadingExample Verwendung von konstanter statt 231Gouraud-Schattieru ng

SimpleAnimation3d Einfache Animation, die einen Hub- 142schrauber starten und landen lässt

SimpleMorphBehaviour Ein Behaviour, das die Konvexkom- 263bination bei einem Morph steuert.

SimpleParticieSystem Die zentrale Klasse Im Package 255simpleParticleSystemPackage zurErzeungung eines einfachen Partikelsy-stems

SimpleParticieSystemRunner Ein Thread, in dem Partikel für ein 258Partikelsystem erzeugt werden.

SimpleSingleParticieCreator Ein Thread, zur Erzeugung einzelner 258Partikel inklusive Bewegung.

SoundExample Einbindung von Akustikeffek- 280ten In eine Szene In Form ei-nes BackgroundSound und ei-nes PointSound. Die Dateienbgsound .wav, psound.wav unddarkclouds . jpg werden für dasProgramm benötigt.

StaticSceneExampie Erzeugung einer statischen Szene mit 130einem Hubschrauber und einem Baum

SurfaceExample Darstellung einer Funktion In zwei 172Variablen als Oberfläche. Die KlassenIFunctionInTwoVariables undFunctionInTwoVariablesExamplewerden dafür benötigt.

Tesselation BWExampie Drahtgittermodelldarstell ung einer 162statischen Szene mit einem Hub-schrauber und einem Baum

Tesselation Exampie teiIweise Drahtgittermodelldarstell ung 162einer statischen Szene mit einem Hub-schrauber und einem Baum

I Java-Klasse

296 BAnhang: Beispielprogramme

Java 3DI Thema

TesselationResolution Annäherung einer Kugeloberfläche mit 163einer unterschiedlichen Anzahl von Drei-ecken

Text3DExampie Verwendung von Text und eines 174Billboard-Behaviours In einer dreidi-mensionalen Darstellung. Die KlassenIFunctionlnTwoVariables undFunctionlnTwoVariablesExamplewerden dafür benötigt.

TextureExample Aufbringen einer aus einer Bilddatei ge- 241ladenen Textur auf eine Kugel. Die DateimyTexture . jpg wird für das Programmbenötigt.

TransparencyExampie Beispiel für interpolierte und Screen- 236Door-Transparenz

ViewParallelProjection Para Iiel projektion zur Darstellung einer 149statischen Szene mit einem Hubschrau-ber und einem Baum

I Java-Klasse

C Anhang: Hinweise zu Java 2D Klassenund Methoden

297

AffineTransform, 33Arc2D,20Area, 21BasicStroke, 66, 86Bufferedimage, 93Color, 109concatenate, 34createGlyphVector, 100createTransformedArea, 35createTransformedSha pe, 35CubicCurve2D, 17curveTo, 18deriveFont, 100draw, 16drawlmage, 93drawString, 99Ellipse2D, 20fill, 16Font, 99GeneralPath, 17getClip, 97getGlyphOutline, 101getGlyphPosition, 100getMatrix, 44getRGB, 114GlyphVector, 100GradientPaint, 113Graphics, 10Graphics2D, 10Image, 93Line2D, 17lineTo, 18moveTo, 18paint, 10

Point2D, 16Point2D.Double, 16Point2D.Float, 16preConcatenate, 34QuadCurve2D, 17quadTo, 18Rectangle2D, 19rotation, 33scale, 34setClip, 97setFont, 100setPaint, 109setRenderingHint, 84setRGB, 114setStroke, 66setToRotation, 33setToSeale, 34setToShear, 34setToTranslation, 34setWindingRule, 93Shape, 16shear, 34TexturePaint, 97transform, 35translate, 34update, 94

298

D Anhang: Hinweise zu Java 3D Klassenund Methoden

addBranchGraph, 132addChild, 131, 132Alpha, 136AmbientLight, 215Appearance, 126, 226AxisAngle4d, 122Background, 241BackgroundSound, 279Behavior, 262, 265Billboard, 174BitSet, 274BoundingBox, 140BoundingSphere, 140Box, 127BranchGroup, 132, 214Color3f, 126ColoringAttributes, 231compile, 132Cone, 163ConeSound, 280Cylinder, 127, 163DirectionalLight, 215ExponentialFog, 252Font3D, 174FontExtrusion, 174GeometryArray, 163,188getlmage, 241getNamedObjects, 166getScaledlmage, 240getSceneGroup, 166ImageComponent2D, 240initialize, 262, 272Interpolator, 135KeyNavigatorBehavior, 276

LinearFog, 252Link, 252DistanceLOD, 277 Material, 226MediaContainer, 280Morph,262mul, 123NormalGenerator, 188ObjectFile, 166OrbitBehavior, 130, 265pickAll, 267pickAIiSorted, 267pickAny, 267pickCanvas, 267pickClosest, 267PickMouseBehavior, 265PickTranslateBehavior, 270Point3f, 216PointSound, 280PolygonAttributes, 162Position Interpolator, 139Primitive, 265processStimulus, 262, 273removeChild, 258Rotation Interpolator, 141rotX, 122rotY, 122rotZ, 122Scalelnterpolator, 141Scene, 166setAppearance, 166setApplicationBounds, 241setBackClipDistance, 194setCapability, 141, 270

setChildMask, 274setCollidable, 271setCollisionBounds, 271setCreaseAngle, 188setEnable , 278setFieldONiew, 194setFrontClipDistance, 194setlnitialGain, 278setLoop, 278setMaterial, 226set(matrix), 123setPickable , 265setPolygonAttributes, 162setScale, 122setSchedulingBounds, 140setShadeModel , 231setSoundData, 278setStartTime, 267setTranslation, 122setTransparency, 236setTransparencyAttri butes, 236setTransparencyMode, 236setUserData, 265setWeights, 262setWhichChild , 274Shape3D, 165SharedGroup, 252SimpleUniverse, 128Sphere, 127, 163SpotLight, 216Switch,273Text2D, 173Text3D, 173, 174Textur2D, 240TextureLoader, 241Transform3D, 122TransformGroup, 131TransparencyAttributes, 236updateScene, 266

Vector3f, 215View, 194WakeupOnCollisionEntry, 272WakeupOnCollisionExit , 272WakeupOnCollisionMovement, 272WakeupOr, 272

299

300

Literaturverzeichnis

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304

Index

Abschluss, 156Akkomodation, 281Algorithmus von Brons, 62Aliasing-Effekt, 7Alpha-Blending, 235ambientes Licht, 212Anaglyphen-Verfahren , 282Animation, 133Anker , 92Antialiasing, 81API,9Application Programming Interface , 9Approximation, 177Audio-Format, 280Augmented Reality, 3

B-Spline , 179Bezier-Fläche, 183Bezier-Kurve, 178Bezier-Punkt, 178- innerer, 179Back Face Culling , 196Bernstein-Polynome, 178Bewegungsparallaxe, 281Bildraumverfahren, 195binokular, 281Bitmaske, 65Bresenham-Algorithmus- für Geraden , 59- für Kreise, 77Bump-Mapping, 238

CAD ,2CAM,2CIEXYZ-Modell, 105C1ipmaps, 171C1ipping, 4, 68- dreidimensionales, 4, 191- zweidimensionales, 4C1ippingbereich, 68C1ippingebene- hintere, 192

Index

- vordere, 192Clippingvolumen, 191CMY-Modell, 105CMYK-Modell, 106CNS-Modell, 108Cohen-Sutherland-C1ipping, 70CSG-Schema , 159Cyrus-Beck-Clipping, 72

Dämpfung, 212- atmosphärische, 213Deferred Shading, 225Differenz von Mengen, 15direktionales Licht, 212Dither-Matrix, 102Double-Buffering, 37, 94Drahtgittermodell, 162Dreipunktperspektive, 148Durchschnitt, 15

Entkernung, 157Environment-Mapping, 238, 242

Farbmodell- additives , 105- subtraktives, 105- wahrnehmungsorientiertes, 108Farbton, 104Fläche, 13Fluchtpunkt, 147Font, 98Formfaktoren, 243Formparameter, 181Freiformfläche , 175, 183

geometrische Transformation (2D), 22Glättungsoperator, 109Glattheit, 176Gouraud-Schattierung, 229Grundobjekt, 12

Halbtonverfahren, 102

Index

Head Mounted Display, 283HLS-Modell, 107Holgraphie. 283homogene Koordinaten, 27, 118HSV-Modell, 107

Intensität, 104Interface, 172Interpolation, 177

Java 2D, 9

Kern, 156Knotenpunkt, 179Kohärenzbetrachtungen, 205Kollisionsdetektion, 268Kontrollierbarkeit , 176Kontrollpunkt, 176Konvergenz, 282konvex, 13Konvexkombination, 41Koord inatensystem- rechtshändiges, 118Kurve, 13Kurvenzug, 13- geschlossener, 13

lentikulares Display, 283Level of Detail , 171, 276Licht- ambientes, 212- direktionales, 212- parallel einfallendes, 212Lichtquelle- punktförmige, 212Ligatur, 98Light Map, 238, 247Linienbreite, 84Linienstil , 64LOD , 171,276Lokalitätsprinzip, 176

Menge- abgeschlossene, 156- offene, 156

- reguläre, 156Mittelpunktalgorithmus- für Geraden, 59- für Kreise, 77monokular, 281

Nebel,250- exponentieller, 251- linearer, 251NURBS, 181

Objektraumverfahren, 195Odd-Parity-Regel, 89Oktalbaum, 158

Parallax-Barriere, 283Parallaxe- divergente , 285- negative, 285- positive, 285Parallelprojektion, 143Partikelsystem, 253Phong-Schattierung, 230Phongsches Beleuchtungsmodell, 222Physik-Engine, 255Pixel-Replikation, 84Polarisation, 283Polygon, 13Polygonzug, 13- geschlossener, 13Prioritätsalgorithmus, 207Projektion, 142- perspektivische, 142Projektionsebene , 142Projektionszentrum, 142Proportionalschrift, 98Pulfrich Effekt, 282Punkt, 22- innerer, 156punktförmige Lichtquelle, 212

Quadtree, 158

räumliche Partitionen, 197Rückseitenentfernung, 196

305

306

Radiosity-Modell , 243Rand, 156Randpunkt, 156Rastergrafik, 7rasterorientierte Grafik, 7Ray Casting, 204Ray Tracing, 248Reflection-Mapping, 238Reflexion- diffuse, 219Regularisierung, 156rekursiver Teilungsalgorithmus, 198Rendering, 4Rendering Pipeline, 4RGB-Modell, 105Rotation, 24, 119Rundungsfehler, 45

Sättigung, 104Scan Conversion, 7Scan-Linien-Verfahren, 90, 202Schatten, 232Schattierung, 211, 219- interpolierte, 229- konstante, 228Scheinwerfer, 213Scherung, 24schrittweise Verfeinerung, 246Schwarmverhalten, 255Screen-Door-Transparenz, 235Shading, 211Shutter-Brille, 283Skalarprodukt, 23Skalierung, 23, 119Skelett, 260Spiegelreflexion, 220Spiegelreflexionsexponent, 223Spiegelreflexionskoeffizient, 223Spotlight, 213Stauchung, 23Stereoskopie, 282Strahlverfolgung, 204, 248Streckung , 23Streulicht. 212struktureller Algorithmus, 60

Supersampling , 206symmetrische Differenz, 16Szenengraph, 124

Tesselierung, 153Texei, 237Textur, 91, 237Texture-Map, 237Tiefenpuffer-Algorithmus, 199Transformationsgruppe, 124, 125Transformationsmatrix, 28Translation, 26, 119Transluzenz, 234Transmissionskoeffizient, 234Transparenz, 234- gefilterte, 234- interpolierte, 234Triangulation , 110

Umgebung, 155Unweighted Area Sampling , 81

Vektor , 22Vektorgrafik , 6vektororientierte Grafik , 6Vereinigung, 15Verschiebegeometrie, 160Viewport, 31Virtual Reality, 3, 250Visibilitätsbetrachtung, 4VisibiIitätsverfa hren, 195Volumen- begrenzendes, 269Voxel, 157

Warn-Modell, 214Wave-Format, 280Wavefront Object, 165Weighted Area Sampling, 82Weltkoordinaten, 31

YIQ-Modell , 106

z-Puffer-Algorithmus, 199Zeichensatz, 98

Index

Index

Zeichenstift, 84Zweipass-Tiefenpuffer-Algorithmus, 232Zweipass-z-Puffer-Algorithmus, 232Zweipunktperspektive, 148

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