LIBGDX APIMoverModelos3D

De Manuais Informática - IES San Clemente.
Ir a la navegación Ir a la búsqueda
La versión para imprimir ya no se admite y puede contener errores de representación. Actualiza los marcadores del navegador y utiliza en su lugar la función de impresión predeterminada del navegador.

UNIDADE 5: Mover modelos 3D


Introdución

Neste apartado imos ver como mover os modelos 3D cargados coa clase ModelInstance, facendo uso das matrices.

Para mover os modelos só temos que aplicar o aprendido na Unidade 4.


Preparación:

Creamos unha nova clase de nome EX_3_MoverModelos que sexa chamada pola clase PracticasNovaApi3D.


Movendo os Modelos 3D

A matriz de modelado-vista se atopa na propiedade transform do ModelInstance, e este a su vez está asociado a un Model.

Clase utilizada: Matrix4.

Operacións (todas elas sobrecargadas) sobre a propiedade transform do ModelInstance:

  • Traslación:
public Matrix4 setToTranslation(float x,float y, float z): Carga a matriz identidade e posiciona o obxecto nas coordenadas indicadas. Esta sería a forma que deberíamos utilizar se seguimos o esquema Modelo-Vista-Controlador.
public Matrix4 setTranslation(float x,float y, float z): Posiciona o obxecto nas coordenadas indicadas. Non carga a matriz identidade.
  • Rotación:
public Matrix4 setToRotation(Vector3 axis, float degrees): Carga a matriz de identidade e rota a matriz no ángulo indicado en grados e no eixe que teña o valor 1.
public Matrix4 rotate(float axisX,float axisY,float axisZ,float degrees): Rota a matriz no ángulo indicado en grados e no eixe que teña o valor 1.
  • Escala:
public Matrix4 setToScaling(Vector3 vector): Carga a matriz identidade e escala a matriz no valor indicado no eixe correspondente.
Atención:: Se usamos este método estaremos perdendo a información gardada na matriz de modelado. Para aplicar unha traslación e escala teremos que aplicar o método seguinte:
  • Traslación e escala:
public Matrix4 setToTranslationAndScaling(float translationX,float translationY,float translationZ,float scalingX,float scalingY,float scalingZ): Rota e escala á vez. Carga a matriz de identidade e aplica a rotación e escala nos eixes indicados cun valor de 1.



Imos facer un exemplo.

Seguindo co exercicio anterior (o podedes gardar facendo copy e paste sobre o propio arquivo en Eclipse).

Código da clase EX_3_MoverModelos
Obxectivo: Cargar varios modelos e animalos. Operacións de escala, rotacion e traslación. 

import com.badlogic.gdx.Gdx;
import com.badlogic.gdx.Screen;
import com.badlogic.gdx.assets.AssetManager;
import com.badlogic.gdx.graphics.GL20;
import com.badlogic.gdx.graphics.PerspectiveCamera;
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.Environment;
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.Model;
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.ModelBatch;
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.ModelInstance;
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.attributes.ColorAttribute;
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.environment.DirectionalLight;
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.utils.CameraInputController;
import com.badlogic.gdx.utils.Array;



public class EX_3_MoverModelos implements Screen {

	private PerspectiveCamera camara3d;
	private  ModelBatch modelBatch;

	private Array<ModelInstance> instances;
	private ModelInstance instanceNave;
	
	
	private Environment environment;
	private CameraInputController camController;
	
	private float pos;
		
	public EX_3_MoverModelos(){
		camara3d = new PerspectiveCamera();
		camController = new CameraInputController(camara3d);
		Gdx.input.setInputProcessor(camController);
		
		modelBatch = new ModelBatch();
		environment = new Environment();
        environment.set(new ColorAttribute(ColorAttribute.AmbientLight, 0.4f, 0.4f, 0.4f, 1f));
        environment.add(new DirectionalLight().set(1f, 1f, 1f, 1f, 0f, 0f));

        instances = new Array<ModelInstance>();

        AssetManager assets = new AssetManager();
        assets.load("ship.obj", Model.class);
        assets.load("cube.g3db", Model.class);
        assets.finishLoading();
        
        Model modelNave = assets.get("ship.obj", Model.class);
        Model modelCubo = assets.get("cube.g3db", Model.class);

        instanceNave = new ModelInstance(modelNave);
        instanceNave.transform.setToRotation(0, 1, 0, 90);
        
        for (int cont=1; cont < 10;cont++){
        	ModelInstance cubo = new ModelInstance(modelCubo);
        	if (cont>3 && cont<6){
        		cubo.transform.setToTranslationAndScaling(cont*3, 0, 0, 0.5f, 0.5f, 0.5f);
        	}
        	else
        		cubo.transform.setTranslation(cont*3,0,0);
        	
            instances.add(cubo);
     
        }

	}
	

	@Override
	public void render(float delta) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Gdx.gl.glClear(GL20.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL20.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
		 
		camController.update();
		
		pos+=delta * 1f;
	
		for (ModelInstance modelI : instances){
			modelI.transform.rotate(0,1,0,delta*30f);	// Continua a rotación, non empeza de 0
		}
	
		instanceNave.transform.setTranslation(pos,0,0);

		
		camara3d.lookAt(pos,0,0);
		camara3d.update();
		
        modelBatch.begin(camara3d);

        modelBatch.render(instances,environment);
        modelBatch.render(instanceNave,environment);
        
        modelBatch.end();	
	}

	
	@Override
	public void resize(int width, int height) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		camara3d.fieldOfView=67;
		camara3d.viewportWidth=width;
		camara3d.viewportHeight=height;
		
		Gdx.input.setInputProcessor(camController);
		
		camara3d.position.set(0f,0f,15f);
		camara3d.lookAt(0,0,0);
		camara3d.near=1;
		camara3d.far=300f;
		camara3d.update();
		

	}

	@Override
	public void show() {
		// TODO Auto-generated method stub
	}

	@Override
	public void hide() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}

	@Override
	public void pause() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}

	@Override
	public void resume() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}

	@Override
	public void dispose() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		modelBatch.dispose();
		instances.clear();
		
		
	}

}

Comentemos o código:

  • Liñas 51-52: Creamos un ModelInstance a partires do Model da nave e rotamos no eixe Y 90 grados a nave, para poñela cara os cubos.
  • Liñas 54-62: Creamos o array de ModelInstance. Os trasladamos chamando ó método setTranslate e dous deles (os números 4 e 5) ademais de trasladalos os escalamos á metade do seu tamaño orixinal.
  • Liñas 78-80: Rotamos todos os cubos. Como xa están trasladados, a rotación é no punto onde se atopan (como o movemento de rotación da Terra). Chamamos a translate e non a setToTranslate xa que este último inicializa a matriz e polo tanto movería todos os cubos á posición (0,0,0).
  • Liña 82: Movemos a nave.
  • Liñas 85-86: Facemos que a cámara siga á nave.
  • Liñas 90-91: Renderizamos os ModelInstace dos bloques (array) e a nave.

Ó final teremos como resultado isto:

LIBGDX UD5 CargaModelos3D 3.jpg

Modelo-Vista-Controlador: Movendo os Modelos 3D

Imos modificar o exercicio anterior para que siga a arquitectura Modelo-Vista.

O controlador xa o sabedes implementar das unidades referidas o xogo 2D polo que por motivos de 'rapidez' non o imos utilizar neste exemplo.

Preparación:

  • Crear unha nova clase de nome EX_4_MoverModelosMVC.
  • Cambiade a clase PracticasNovaApi3D para que chame á nova clase.

Empecemos creando os modelos:

Código da clase Elemento3D
Obxectivo: Crear o Modelo. Saltamos o paso de crear a clase Mundo para facelo máis sinxelo. 

import com.badlogic.gdx.math.Matrix4;
import com.badlogic.gdx.math.Vector3;

public class Elemento3D {
	public Matrix4 matriz;
	public Vector3 posicion;
	public float escala;
	public Vector3 velocidade;
	public Vector3 rotacion;

	public float anguloRotacion;
	private int velocidadeRotacion;
	
	private Vector3 temp;
	
	public Elemento3D(Vector3 pos, float escala,Vector3 velocidade, Vector3 rotacion,int velocidadeRotacion){
		matriz = new Matrix4();
		posicion = pos;
		this.escala=escala;
		this.velocidade = velocidade;
		this.rotacion=rotacion;
		anguloRotacion=0;
		this.velocidadeRotacion=velocidadeRotacion;
		
		temp = new Vector3();
	}
	
	
	public void update(float delta){
		
		temp.set(velocidade);
		posicion.add(temp.scl(delta));
		anguloRotacion+=delta*velocidadeRotacion;

		matriz.idt();
		matriz.translate(posicion);
		matriz.scl(escala);
		matriz.rotate(rotacion, anguloRotacion);
		
	}

}


Como vemos o máis importante a ter en conta é que imos gardar nesta clase a Matriz de modelado que vai usarse para representar a figura. Fixarse como sempre partimos da matriz de identidade e aplicamos a traslación, escala e rotación (liñas 35-38).

  • Liñas 24-25: Agora xa non necesitamos un array de ModelInstances. Imos gardar un único ModelInstance por cada tipo de elemento gráfico (unha nave e un bloque).
  • Liñas 27-28: Gardamos en obxectos da clase Elemento3D os datos de cada figura.
  • Liñas 44-53: Facemos o mesmo que no exercicio anterior (os mesmos datos) pero esta vez son gardados en obxectos que pertencen á clase Elementos3D.
  • Liña 76: A cámara mira cara a posición da nave.
  • Liñas 81-86: Moi importante: Actualizamos a MATRIZ de cada bloque e asinamos ó ModelInstance a matriz gardada.
  • Liñas 88-92: Movemos a nave e a rotamos para que estea cara os bloques. Actualizamos a matriz e asinamos ó ModelInstance da nave a matriz gardada.
  • Liña 145: Limpamos o array del bloques.


Código da clase EX_4_MoverModelosMVC
Obxectivo: Facemos o mesmo exercicio anterior pero utilizando a matriz gardada na clase Elemento3D. 

import com.badlogic.gdx.Gdx;
import com.badlogic.gdx.Screen;
import com.badlogic.gdx.assets.AssetManager;
import com.badlogic.gdx.graphics.GL20;
import com.badlogic.gdx.graphics.PerspectiveCamera;
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.Environment;
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.Model;
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.ModelBatch;
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.ModelInstance;
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.attributes.ColorAttribute;
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.environment.DirectionalLight;
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.utils.CameraInputController;
import com.badlogic.gdx.math.Vector3;
import com.badlogic.gdx.utils.Array;
import com.plategaxogo3davanzado.angel.Elemento3D;



public class EX_4_MoverModelosMVC implements Screen {

	private PerspectiveCamera camara3d;
	private  ModelBatch modelBatch;

	private ModelInstance instanceNave;
	private ModelInstance instanceBloques;
	
	private Array<Elemento3D>bloques;
	private Elemento3D nave;
	
	private Environment environment;
	private CameraInputController camController;
	
		
	public EX_4_MoverModelosMVC(){
		camara3d = new PerspectiveCamera();
		camController = new CameraInputController(camara3d);
		Gdx.input.setInputProcessor(camController);
		
		modelBatch = new ModelBatch();
		environment = new Environment();
                environment.set(new ColorAttribute(ColorAttribute.AmbientLight, 0.4f, 0.4f, 0.4f, 1f));
                environment.add(new DirectionalLight().set(1f, 1f, 1f, 1f, 0f, 0f));

                bloques = new Array<Elemento3D>();
                for (int cont=1; cont < 10;cont++){
          	   if (cont>3 && cont<6){
        		bloques.add(new Elemento3D(new Vector3(3*cont, 0, 0),0.5f,new Vector3(0,0,0),new Vector3(1,1,1),30));
        	   }
        	   else
        		bloques.add(new Elemento3D(new Vector3(3*cont, 0, 0),1f,new Vector3(0,0,0),new Vector3(1,1,1),50));
                }
        
                nave = new Elemento3D(new Vector3(0,0,0), 1, new Vector3(1f, 0, 0),new Vector3(0,0,0),0);
        
        

                AssetManager assets = new AssetManager();
                assets.load("ship.obj", Model.class);
                assets.load("cube.g3db", Model.class);
                assets.finishLoading();
        
                Model modelNave = assets.get("ship.obj", Model.class);
                Model modelCubo = assets.get("cube.g3db", Model.class);

                instanceBloques = new ModelInstance(modelCubo);
                instanceNave = new ModelInstance(modelNave);
	}
	
	@Override
	public void render(float delta) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Gdx.gl.glClear(GL20.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL20.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
		 
		camController.update();
		
		camara3d.lookAt(nave.posicion);
		camara3d.update();
		
        modelBatch.begin(camara3d);

        for (Elemento3D bloque : bloques){
        	bloque.update(delta);
        	instanceBloques.transform.set(bloque.matriz);
            modelBatch.render(instanceBloques,environment);
        	
        }
        
        nave.posicion.x += nave.velocidade.x*delta;
        nave.update(delta);
        nave.matriz.rotate(0, 1,0,90);
        instanceNave.transform.set(nave.matriz);
        modelBatch.render(instanceNave,environment);
        
        modelBatch.end();	
	}

	
	@Override
	public void resize(int width, int height) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		camara3d.fieldOfView=67;
		camara3d.viewportWidth=width;
		camara3d.viewportHeight=height;
		
		Gdx.input.setInputProcessor(camController);
		
		camara3d.position.set(0f,0f,15f);
		camara3d.lookAt(0,0,0);
		camara3d.near=1;
		camara3d.far=300f;
		camara3d.update();
		

	}

	@Override
	public void show() {
		// TODO Auto-generated method stub
	}

	@Override
	public void hide() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}

	@Override
	public void pause() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}

	@Override
	public void resume() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}

	@Override
	public void dispose() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		modelBatch.dispose();
		bloques.clear();
		
		
	}

}


Vexamos as diferenzas:

  • Liñas 24-25: Agora xa non necesitamos un array de ModelInstances. Imos gardar un único ModelInstance por cada tipo de elemento gráfico (unha nave e un bloque).
  • Liñas 27-28: Gardamos en obxectos da clase Elemento3D os datos de cada figura.
  • Liñas 44-53: Facemos o mesmo que no exercicio anterior (os mesmos datos) pero esta vez son gardados en obxectos que pertencen á clase Elementos3D.
  • Liña 76: A cámara mira cara a posición da nave.
  • Liñas 81-86: Moi importante: Actualizamos a MATRIZ de cada bloque e asinamos ó ModelInstance a matriz gardada.
  • Liñas 88-92: Movemos a nave e a rotamos para que estea cara os bloques. Actualizamos a matriz e asinamos ó ModelInstance da nave a matriz gardada.
  • Liña 145: Limpamos o array del bloques.


Se executades o código o resultado é o mesmo que no caso anterior.

Por eficiencia pode ser mellor ter un array de ModelInstances e renderizalos todos de vez. Isto o podemos facer igual pero teríamos que asinar a cada elemento do array de ModelInstace a matriz gardada no array de Elementos3D.

No blog de Xoppa tedes unha entrada no que amosa como podemos cargar todos os modelos de vez dun só acceso á disco: http://blog.xoppa.com/loading-a-scene-with-libgdx/







-- Ángel D. Fernández González -- (2014).

Obtenido de «https://manuais.iessanclemente.net/index.php?title=LIBGDX_APIMoverModelos3D&oldid=48731»