JavaFX - 3D形状

在前面的章节中,我们已经了解了如何在XY平面上绘制2D形状.除了这些2D形状,我们还可以使用JavaFX绘制其他几个3D形状.

3D形状

一般来说,3D形状是可以在XYZ平面上绘制的几何图形.这些包括 Cylinder,Sphere Box .

上述每个3D形状都由一个类表示,所有这些类属于包 javafx.scene.shape .名为 Shape3D 的类是JavaFX中所有三维形状的基类.

创建3D形状

要创建三维形状,您需要 :

  • 实例化所需3D形状的相应类.

  • 设置3D形状的属性.

  • 将3D形状对象添加到小组.

实例化各个类

要创建三维形状,请先您需要实例化其各自的类.例如,如果要创建3D框,则需要实例化名为Box的类,如下所示;

 Box box = new Box ();

设置形状的属性

实例化类后,需要使用形状设置属性setter方法.

例如,要绘制3D框,您需要传递其宽度,高度,深度.您可以使用各自的setter方法指定这些值,如下所示 :

//设置Box的属性
 box.setWidth (200.0); 
 box.setHeight(400.0); 
 box.setDepth(200.0);

将形状对象添加到组

最后,您需要将形状对象添加到组中通过将其作为构造函数的参数传递,如下所示.

//Creating a Group object  
Group root = new Group(box);

下表给出了JavaFX提供的各种3D形状的列表.

S.No形状和放大器;描述
1Box

长方体是三维形状,长度 (深度),宽度高度.

在JavaFX中,三维框由名为

通过实例化此类,您可以在JavaFX中创建一个Box节点.

这个类有3个double数据类型的属性,即 :

  • width : 盒子的宽度.

  • 身高 : 盒子的高度.

  • 深度 : 盒子的深度.

2Cylinder

圆柱体是一个封闭的实体,有两个平行的(大部分是圆形的)基座,由曲面连接.

它由两个参数描述,即半径其圆形底座和圆柱体的高度.

在JavaFX中,圆柱体由名为 Cylinder .此类属于包 javafx.scene.shape .

通过实例化此类,您可以在JavaFX中创建柱面节点.此类具有double数据类型的2个属性,即 :

  • height : 圆柱的高度.

  • 半径 : 圆柱的半径.

3Sphere

球体定义为距离3D空间中给定点的距离r相同的点集.此距离r是球体的半径,给定点是球体的中心.

在JavaFX中,球体由名为球体的类表示.此类属于包 javafx.scene.shape .

通过实例化此类,您可以在JavaFX中创建一个球体节点.

此类具有double数据类型的名为 radius 的属性.它代表球体的半径.

3D物体的属性

对于所有3维对象,您可以设置各种属性,如剔脸,绘图模式,材质.

以下部分讨论3D对象的属性.

剔除面

通常,剔除是去除形状中不正确定向的部分(在视图区域中不可见)./p>

Cull Face属性的类型为 CullFace ,它代表3D形状的剔除面.您可以使用方法 setCullFace()设置形状的剔除面,如下所示 :

box.setCullFace(CullFace.NONE);

形状的笔划类型可以是 :

  • : 没有进行剔除(CullFace.NONE).

  • 前面 : 所有正面饰面都被剔除. (CullFace.FRONT).

  • 返回 : 所有背面多边形都被剔除. (StrokeType.BACK).

默认情况下,三维形状的剔除面是后退.

示例

以下程序是演示球体各种剔除面的示例.将此代码保存在名为 SphereCullFace.java 的文件中.

import javafx.application.Application; 
import javafx.scene.Group; 
import javafx.scene.Scene; 
import javafx.scene.shape.CullFace; 
import javafx.stage.Stage; 
import javafx.scene.shape.Sphere; 
         
public class SphereCullFace extends Application { 
   @Override 
   public void start(Stage stage) { 
      //Drawing Sphere1 
      Sphere sphere1 = new Sphere();
      
      //Setting the radius of the Sphere 
      sphere1.setRadius(50.0);   
      
      //Setting the position of the sphere 
      sphere1.setTranslateX(100); 
      sphere1.setTranslateY(150); 
      
      //setting the cull face of the sphere to front 
      sphere1.setCullFace(CullFace.FRONT); 
       
      //Drawing Sphere2 
      Sphere sphere2 = new Sphere(); 
      
      //Setting the radius of the Sphere 
      sphere2.setRadius(50.0);   
      
      //Setting the position of the sphere 
      sphere2.setTranslateX(300);  
      sphere2.setTranslateY(150); 
      
      //Setting the cull face of the sphere to back 
      sphere2.setCullFace(CullFace.BACK); 
             
      //Drawing Sphere3 
      Sphere sphere3 = new Sphere(); 
      
      //Setting the radius of the Sphere 
      sphere3.setRadius(50.0);   
      
      //Setting the position of the sphere 
      sphere3.setTranslateX(500); 
      sphere3.setTranslateY(150); 
      
      //Setting the cull face of the sphere to none 
      sphere2.setCullFace(CullFace.NONE);          
       
      //Creating a Group object  
      Group root = new Group(sphere1, sphere2, sphere3); 
         
      //Creating a scene object 
      Scene scene = new Scene(root, 600, 300);  
      
      //Setting title to the Stage
      stage.setTitle("Drawing a Sphere"); 
         
      //Adding scene to the stage 
      stage.setScene(scene); 
         
      //Displaying the contents of the stage 
      stage.show(); 
   } 
   public static void main(String args[]){ 
      launch(args); 
   } 
}

使用以下命令从命令提示符编译并执行保存的Java文件.

 javac SphereCullFace.java 
 java SphereCullFace

执行时,上述程序生成一个JavaFX窗口,分别显示三个具有剔除面值 FRONT,BACK NONE 的球体,如下所示;

Cull Faces

绘图模式

属性属于 DrawMode 并且它表示用于绘制当前3D形状的绘图模式.您可以选择绘制模式使用方法setDrawMode()绘制3D形状,如下所示 :

 box.setDrawMode(DrawMode.FILL) ;

在JavaFX中,您可以选择两种绘制模式来绘制3D形状,这是 :

  • 填写 : 此模式绘制并填充2D形状(DrawMode.FILL).

  • : 此模式使用线条绘制3D形状(DrawMode.LINE).

默认情况下,3Dimensional形状的绘制模式为fill.

示例

以下程序演示了3D框的各种绘制模式.将此代码保存在名为 BoxDrawMode.java 的文件中.

import javafx.application.Application; 
import javafx.scene.Group; 
import javafx.scene.PerspectiveCamera; 
import javafx.scene.Scene;  
import javafx.scene.shape.Box; 
import javafx.scene.shape.DrawMode; 
import javafx.stage.Stage; 
         
public class BoxDrawMode extends Application { 
   @Override 
   public void start(Stage stage) { 
      //Drawing a Box 
      Box box1 = new Box(); 
      
      //Setting the properties of the Box 
      box1.setWidth(100.0); 
      box1.setHeight(100.0);   
      box1.setDepth(100.0); 
      
      //Setting the position of the box 
      box1.setTranslateX(200); 
      box1.setTranslateY(150); 
      box1.setTranslateZ(0);
      
      //Setting the drawing mode of the box 
      box1.setDrawMode(DrawMode.LINE); 
       
      //Drawing a Box 
      Box box2 = new Box(); 
      
      //Setting the properties of the Box 
      box2.setWidth(100.0); 
      box2.setHeight(100.0);   
      box2.setDepth(100.0); 
      
      //Setting the position of the box 
      box2.setTranslateX(450); //450 
      box2.setTranslateY(150);//150 
      box2.setTranslateZ(300); 
  
      //Setting the drawing mode of the box 
      box2.setDrawMode(DrawMode.FILL);     
         
      //Creating a Group object   
      Group root = new Group(box1, box2); 
         
      //Creating a scene object 
      Scene scene = new Scene(root, 600, 300); 
       
      //Setting camera 
      PerspectiveCamera camera = new PerspectiveCamera(false); 
      camera.setTranslateX(0); 
      camera.setTranslateY(0); 
      camera.setTranslateZ(0); 
      scene.setCamera(camera);  
      
      //Setting title to the Stage 
      stage.setTitle("Drawing a Box"); 
         
      //Adding scene to the stage 
      stage.setScene(scene);
      
      //Displaying the contents of the stage 
      stage.show(); 
   }      
   public static void main(String args[]){ 
      launch(args); 
   } 
}

使用以下命令从命令提示符编译并执行保存的java文件.

 javac BoxDrawMode.java 
 java BoxDrawMode

执行时,上述程序生成一个JavaFX窗口,分别显示两个带有绘图模式值LINE和FILL的框,如下所示;

绘图模式

材料

剔除Face属性属于材质,它用于选择材质的表面3D形状.您可以使用方法 setCullFace()设置3D形状的材质,如下所示 :

cylinder.setMaterial(material);

如上所述,此方法需要传递Material类型的对象.软件包 javafx.scene.paint PhongMaterial 类是此类的子类,它提供了7个表示Phong着色材质的属性.您可以使用这些属性的setter方法将所有这些类型的材质应用于3D形状的表面.

以下是JavaFX中可用的材料类型 :

  • bumpMap : 这表示存储为RGB图像的法线贴图.

  • diffuseMap : 这表示漫反射贴图.

  • selfIlluminationMap : 这代表了这个PhongMaterial的自发光地图.

  • specularMap : 这代表了这个PhongMaterial的镜面地图.

  • diffuseColor : 这表示此PhongMaterial的漫反射颜色.

  • specularColor : 这代表了这个PhongMaterial的镜面颜色.

  • specularPower : 这代表了这个PhongMaterial的镜面反射力.

默认情况下,三维形状的材质是具有漫反射颜色的PhongMaterial浅灰色.

示例

以下示例显示了圆柱体上的各种材料.将此代码保存在名为 CylinderMaterials.java 的文件中.

import javafx.application.Application; 
import javafx.scene.Group; 
import javafx.scene.PerspectiveCamera; 
import javafx.scene.Scene; 
import javafx.scene.image.Image; 
import javafx.scene.paint.Color; 
import javafx.scene.paint.PhongMaterial; 
import javafx.scene.shape.Cylinder; 
import javafx.stage.Stage;

public class CylinderMaterials extends Application {  
   @Override 
   public void start(Stage stage) { 
      //Drawing Cylinder1 
      Cylinder cylinder1 = new Cylinder();         
   
      //Setting the properties of the Cylinder 
      cylinder1.setHeight(130.0f); 
      cylinder1.setRadius(30.0f);   
     
      //Setting the position of the Cylinder 
      cylinder1.setTranslateX(100); 
      cylinder1.setTranslateY(75); 
        
      //Preparing the phong material of type bump map  
      PhongMaterial material1 = new PhongMaterial();  
      material1.setBumpMap(new Image
         ("http://www.IT屋.com/images/tplogo.gif"));   
      
      //Setting the bump map material to Cylinder1 
      cylinder1.setMaterial(material1);    
       
      //Drawing Cylinder2 
      Cylinder cylinder2 = new Cylinder();         
      
      //Setting the properties of the Cylinder 
      cylinder2.setHeight(130.0f); 
      cylinder2.setRadius(30.0f);   
      
      //Setting the position of the Cylinder 
      cylinder2.setTranslateX(200); 
      cylinder2.setTranslateY(75); 
       
      //Preparing the phong material of type diffuse map 
      PhongMaterial material2 = new PhongMaterial();
      material2.setDiffuseMap(new Image
         ("http://www.IT屋.com/images/tp-logo.gif")); 
      
      //Setting the diffuse map material to Cylinder2 
      cylinder2.setMaterial(material2);         
       
      //Drawing Cylinder3 
      Cylinder cylinder3 = new Cylinder();         
      
      //Setting the properties of the Cylinder 
      cylinder3.setHeight(130.0f); 
      cylinder3.setRadius(30.0f);   
  
      //Setting the position of the Cylinder 
      cylinder3.setTranslateX(300); 
      cylinder3.setTranslateY(75); 
       
      //Preparing the phong material of type Self Illumination Map 
      PhongMaterial material3 = new PhongMaterial();  
      material3.setSelfIlluminationMap(new Image
         ("http://www.IT屋.com/images/tp-logo.gif"));  
      
      //Setting the Self Illumination Map material to Cylinder3 
      cylinder3.setMaterial(material3);  
       
      //Drawing Cylinder4 
      Cylinder cylinder4 = new Cylinder();         
      
      //Setting the properties of the Cylinder 
      cylinder4.setHeight(130.0f); 
      cylinder4.setRadius(30.0f);   
      
      //Setting the position of the Cylinder 
      cylinder4.setTranslateX(400); 
      cylinder4.setTranslateY(75); 
       
      //Preparing the phong material of type Specular Map  
      PhongMaterial material4 = new PhongMaterial();  
      material4.setSpecularMap(new Image
         ("http://www.IT屋.com/images/tp-logo.gif")); 
      
      //Setting the Specular Map material to Cylinder4 
      cylinder4.setMaterial(material4);  
       
      //Drawing Cylinder5 
      Cylinder cylinder5 = new Cylinder();         
      
      //Setting the properties of the Cylinder 
      cylinder5.setHeight(130.0f); 
      cylinder5.setRadius(30.0f);   
      
      //Setting the position of the Cylinder 
      cylinder5.setTranslateX(100); 
      cylinder5.setTranslateY(300); 
       
      //Preparing the phong material of type diffuse color 
      PhongMaterial material5 = new PhongMaterial();  
      material5.setDiffuseColor(Color.BLANCHEDALMOND); 
      
      //Setting the diffuse color material to Cylinder5 
      cylinder5.setMaterial(material5);   
       
      //Drawing Cylinder6  
      Cylinder cylinder6 = new Cylinder();         
      
      //Setting the properties of the Cylinder 
      cylinder6.setHeight(130.0f); 
      cylinder6.setRadius(30.0f);   
      
      //Setting the position of the Cylinder 
      cylinder6.setTranslateX(200); 
      cylinder6.setTranslateY(300); 
       
      //Preparing the phong material of type specular color 
      PhongMaterial material6 = new PhongMaterial();  
      
      //setting the specular color map to the material 
      material6.setSpecularColor(Color.BLANCHEDALMOND); 
      
      //Setting the specular color material to Cylinder6 
      cylinder6.setMaterial(material6);    
       
      //Drawing Cylinder7 
      Cylinder cylinder7 = new Cylinder();
      
      //Setting the properties of the Cylinder 
      cylinder7.setHeight(130.0f); 
      cylinder7.setRadius(30.0f);   
      
      //Setting the position of the Cylinder 
      cylinder7.setTranslateX(300); 
      cylinder7.setTranslateY(300); 
       
      //Preparing the phong material of type Specular Power 
      PhongMaterial material7 = new PhongMaterial();  
      material7.setSpecularPower(0.1); 
      
      //Setting the Specular Power material to the Cylinder 
      cylinder7.setMaterial(material7);         
      
      //Creating a Group object  
      Group root = new Group(cylinder1 ,cylinder2, cylinder3, 
      cylinder4, cylinder5, cylinder6, cylinder7); 
          
      //Creating a scene object 
      Scene scene = new Scene(root, 600, 400); 
       
      //Setting camera 
      PerspectiveCamera camera = new PerspectiveCamera(false); 
      camera.setTranslateX(0); 
      camera.setTranslateY(0); 
      camera.setTranslateZ(-10); 
      scene.setCamera(camera); 
       
      //Setting title to the Stage 
      stage.setTitle("Drawing a cylinder"); 
         
      //Adding scene to the stage 
      stage.setScene(scene); 
         
      //Displaying the contents of the stage 
      stage.show(); 
   }      
   public static void main(String args[]){ 
      launch(args); 
   } 
}

使用以下命令从命令提示符编译并执行保存的java文件.

 Javac CylinderMaterials.java 
 java CylinderMaterials

执行时,上述程序生成一个JavaFX窗口,分别显示7个圆柱体,包括材质,凹凸贴图,漫反射贴图,自发光贴图,高光贴图,漫反射颜色,镜面反射颜色,(BLANCHEDALMOND)镜面反射功率,如下面的截图 :

Cylinder Material