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UNIDAD II.­ TRANSFORMACIONES GEOMÉTRICAS
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LECCIÓN 2.6.­ Representación matricial de transformaciones tridimensionales
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2.6.1.­ Proceso de Renderizado 3D
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En gráficas 2D la renderización de la imagen produce una imagen 2D.
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En gráficas 3D la renderización produce una imagen 2D.
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Problemas relacionados con el renderizado de gráficas 3D:
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La geometría de los objetos.
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Localización y posición de los objetos.
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Transformaciones geométricas aplicadas a los objetos y las vistas.
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Las propiedades materiales y de textura de los objetos.
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Luces y sus características
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Tipos de proyecciones en una vista.
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Propiedades como la posición y el campo de la vista
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Modelos de iluminación y sombreado.
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Comportamiento dinámico de los compontes.
Objetos gráficos:
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Puntos, lineas, superficies y sólidos..
Transformaciones:
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Afines tridimensionales.
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Proyectivas
Propiedades:
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colores, texturas, material.
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Iluminación.
2.6.2.­ Java 3D
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Para organizar todos los elementos involucrados es una escena, Java 3D utiliza un grafo de escena
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Utiliza objetoss uperstructura, objetos nodo y componentes nodo.
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El grafo de escena define las geometrías, apariencia, luces y vistas
package procimagenes;
import
import
import
import
java.awt.*;
javax.swing.*;
javax.media.j3d.*;
javax.vecmath.*;
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import com.sun.j3d.utils.universe.*;
public class TresD extends JPanel{
public TresD() {
setSize(400,400);
setLayout(new BorderLayout());
GraphicsConfiguration gc = SimpleUniverse.getPreferredConfiguration();
Canvas3D cv = new Canvas3D(gc);
add(cv, BorderLayout.CENTER);
BranchGroup bg = createSceneGraph();
bg.compile();
SimpleUniverse su = new SimpleUniverse(cv);
su.getViewingPlatform().setNominalViewingTransform();
su.addBranchGraph(bg);
}
private BranchGroup createSceneGraph() {
BranchGroup root = new BranchGroup();
// object
Appearance ap = new Appearance();
ap.setMaterial(new Material());
Font3D font = new Font3D(new Font("SansSerif", Font.PLAIN, 1),
new FontExtrusion());
Text3D text = new Text3D(font, "Hola 3D");
Shape3D shape = new Shape3D(text, ap);
// transformation
Transform3D tr = new Transform3D();
tr.setScale(0.5);
tr.setTranslation(new Vector3f(-0.95f, -0.2f, 0f));
TransformGroup tg = new TransformGroup(tr);
root.addChild(tg);
tg.addChild(shape);
// light
PointLight light = new PointLight(new Color3f(Color.white),
new Point3f(1f,1f,1f),
new Point3f(1f,0.1f,0f));
BoundingSphere bounds = new BoundingSphere();
light.setInfluencingBounds(bounds);
root.addChild(light);
return root;
}
}
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Se crea un objeto Canvas3D
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El método createSceneGraph() define el grafo de escena de la aplicación.
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La clase SimpleUniverse un esquema para el renderizado 3D
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Paquetes de Java3D
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j3dcore.jar
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j3dutils.jar
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vecmath.jar
2.6.3.­ Grafo de escena de Java 3D
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El grafo de escena construye un universo virtual que incluye todos los elementos necesarios
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Es un modelo matemático para la organización de una escena
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El grafo de escena es una estructura de datos con forma de árbol.
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Elementos
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Una escena gráfica tiene tres partes.
Raiz: Es una super­estructura: Objetos de las clases VirtualUniverse y Locale.
Cuerpo Principal: Arbol de objetos iniciando con un Objeto Node
Parte Final: Conjunto de objetos NodeComponent
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2.6.4.­ Super­estructura
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Se forma de los objetos VirtualUniverse y Locale.
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Un programa solo tiene un objeto VirtualUniverse
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Representa el espacio donde se va a renderizar la escena 3D.
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Clase HiResCoord: Representa las coordenadas del universo
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Una tripleta (32 bytes) para representar las coordenadas (16 para la parte entera y 16 para la parte fraccional).
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1.0 representa 1 metro.
Clase Locale: Representa un espacio local más pequeño.
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Representa las coordenadas con numeros de punto flotante.
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Un universo puede tener varios objetos Locale.
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Un objeto Locale tiene un grafo asignado
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Locale(VirtualUniverse vu)
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Locale(VirtualUniverse vu, HiResCoord location)
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Locale(VirtualUniverse vu, int[] x, int[] y, int[] z)
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Forma de enlazar el universo y la localidad
VirtualUniverse universe = new VirtualUniverse();
Locale locale = new Locale(universe);
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La clase SimpleUniverse incluye un objeto Locale.
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Las ramas de una escena gráfica se inicia en un objeto BranchGroup usando el método:
void addBranchGraph(BranchGroup branch)
2.6.5.­ Cuerpo Principal
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Nodos: Son los elementos principales de la estructura la escena gráfica.
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Grupo: Nodos internos –
Hojas: Nodos finales
Nodo Grupo: Son los bloques constructores de una escena gráfica.
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Un grupo mantiene una lista de hijos:
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void addChild(Node child)
–
void insertChild(Node child, int index)
BranchGroup:
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Es la raíz de una rama de una escena gráfica. –
Es el único elemento asociado a un objeto Locale
OrderedGroup:
–
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Primitive:
–
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Define el orden de interpretación de sus hijos.
Representa a una primitiva geométrica completa (esfera).
SharedGroup:
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Representa una rama que puede ser compartida por varios hijos.
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Switch: –
Actúa como un switch para seleccionar la interpretación de los objetos dentro de la rama.
–
TransformedGroup:
–
Representa una transformación geométrica para todos los hijos de la rama, a traves de un objeto Transform3D.
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Nodo Hoja: Representan objetos gráficos, sonidos y otros objetos de una escena gráfica.
–
No tienen hijos pere hacen referencia a los nodos componentes
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2.6.6.­ Parte Final
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Los nodos hoja tienen atributos para otros objetos.
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Son instancias de NodeComponente
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Definen geometrias, colores, texturas y materiales
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