基于j2me的视觉增强仿真设计

基于j2me的视觉增强仿真设计

1j2me的配置java平台介绍给java2后，java平台对不同特定领域的需求主要分为三个版本：j2e、j2se和j2me。其中J2ME定位在消费性电子产品的应用上。这个版本针对资源有限的电子消费产品的需求精简核心类库，并提供了模块化的架构让不同类型产品能够随时增加支持的能力。J2ME中有两个最主要的配置：ConnectedLimitedDevicesConfiguration(CLDC）和ConnectedDevicesConfiguration(CDC）。作为第一个面对小型设备的Java应用开发规范，CLDC是由包括Nokia,Motorola和Siemens在内的18家全球知名公司共同协商完成的。CLDC是J2ME核心配置之一，可以支持一个或多个profile。其目标主要面向小型的、网络连接速度慢、能源有限（主要是电池供电）且资源有限的设备，如手机、PDA等。2d游戏的发展现在PC上的3D游戏已经达到了一个相当的高度，在高性能的硬件平台上运行起来视觉效果堪称完美。随着技术的发展，人们开始想到在手机上开发3D游戏。虽然现在已经有了一些手机3D游戏，但是这些游戏要求的硬件性能很高，只有少数高端手机才能支持这些3D游戏。对于中低端手机，只能在平淡的2D画面上增加效果，在视觉上使游戏界面产生立体感，或利用视觉差产生仿3D的效果。下面以大家熟知的小游戏“弹球”为例说明。3色彩不同的应用在传统的2D弹球游戏中界面视觉效果十分单调。如图1所示。对于界面的优化，主要是在砖块、弹球、挡板的右下方添加阴影，在砖块、挡板上方添加亮线，在弹球的中间添加亮点，在挡板、砖块、弹球的右下方绘制暗色，从而利用色彩上的差异达到增强立体感的效果。下面分别介绍一下对弹球、挡板和砖块的模拟3D的处理。3.1．弹球的色在类定义的时候就定义了球的颜色为红色，同时定义了右下方阴影的颜色为暗色，对于球体也分了亮色和暗色，弹球中间的颜色为亮色。对于阴影，在绘制的时候就是在弹球的右下方绘制一个和弹球等大的一个圆，由弹球覆盖住阴影的大半部分，留下而露出的小半部分恰恰起到了增强立体感的效果。在绘制弹球时，对于弹球的边缘先用亮色描一遍，再在右下的半圆使用了暗色覆盖了原来的亮色，达到模拟3D的效果，如图2所示。3.2绘制亮线，绘制暗线在砖块的色彩处理上，作者采用了和弹球处理类似的方法，即在图形的左上方绘制亮线，在图形右下方绘制暗线，在图形右下方绘制阴影。而在挡板的处理上简单地使用了阴影。这里就不再赘述了。砖块和挡板的放大图形如图3所示，图4为游戏效果。4维弹球游戏的效果仿3D游戏是在2D的平台上的实现3D效果的游戏，其原理就像在平面的纸上画3维坐标系，利用绘制的图形达到3D的效果。这种思想已经接近了3D游戏设计的思想。在二维弹球设计中我们维护的是一个平面上的信息，实质上维护的是一个二维数组，小球运行的方向也是一个二维的向量。对于三维的弹球游戏，我们需要使小球在一个三维空间内运动，那么对应的，我们所维护的就是一个三维数组，小球运动的方向也是一个三维的向量。对于三个维度，x轴与y轴就使用平面的x轴与y轴，z轴的处理就略为复杂一点，z轴的方向使之为xy平面的法线向外的方向，利用物体大小的变换产生上下移动的效果，即z轴对应的数值反映在界面上为物体的大小。整个界面的视角为俯瞰，z轴的数值大则物体大，表示距观察点近，z轴的数值小则物体小，表示距观察点远。图5为3D弹球游戏的效果。整个游戏的代码量与内存占用量较真正的3D游戏要小的多，适合在中低端手机上运行。5底层3d引擎对于J2ME程序而言，Mobile3DGraphicsAPI(JSR184)的出现，使得为手机应用程序添加3D功能成为可能。M3G是J2ME的一个可选包，以OpenGL为基础的精简版，一共有30个类，运行在CLDC1.1/CLDC2.0上（必须支持浮点运算），可以在MIDP1.0和MIDP2.0中使用。目前，支持M3G的手机还比较少。M3G只是一个Java接口，具体的底层3D引擎一般由C代码实现。在M3G中，Graphics3D是3D渲染的屏幕接口，World代表整个3D场景，包括Camera（用于设置观察者视角）、Light（灯光）、Background（背景）和树型结构的任意数量的3D物体。3D对象在计算机中用点（Point,Pixel）、线（Line,Polyline,Spline）、面（Mesh）来描述，具体存储和运算（如旋转、投影）都是矩阵运算和变换。类似于Microsoft的D3D,M3G支持两种3D模式：立即模式（immediatemode）和保留模式（retainedmode）。在立即模式下，开发者必须手动渲染每一帧，从而获得较快的速度，但代码较繁琐；在保留模式下，开发者只需设置好关键帧，剩下的动画由M3G完成，代码较简单，但速度较慢。M3G也允许混合使用这两种模式。对于手