JavaFX Spostamento di oggetti 3D con il mouse su un piano virtuale
Mentre stavo creando il mio primo gioco 3D in JavaFX - dove si sarebbe in grado di assemblare navi da parti utilizzando il mouse. Questo presenta un problema poiché JAVAFX sembra non avere metodi nativi che funzionano per convertire le coordinate 2D dello schermo di PerspectiveCamera nello spazio 3D della scena.
Ecco una rappresentazione di ciò che sto cercando di ottenere. Un blocco mosso dal mouse dovrebbe muoversi su un piano immaginario che viene sempre ruotato del 90 rispetto alla fotocamera:
Ho provato a risolvere il problema con la trigonometria senza molto successo. Non ho allegato uno snippet di codice poiché sto cercando una soluzione matematica più generica, ma lo fornirò se richiesto.
Tutto l'aiuto sarebbe apprezzato!
Risultato desiderato:
1 answers
Come sottolinea @jdub1581, Camera è la chiave per associare il movimento del mouse con gli oggetti 3D sulla scena.
Per starterts, conosciamo l'API pubblica PickResult, che ci permette di selezionare un oggetto 3D con il mouse, sulla base di alcune tecniche di ray tracing eseguite dalla posizione della telecamera.
Ma una volta che abbiamo un oggetto, spostarlo è un problema diverso.
Alla ricerca di una soluzione per questo problema (spostamento di oggetti 3D con un mouse 2D nello spazio 3D) qualche tempo fa, ho trovato il Camera3D lezione al progetto Toys sul repository OpenJFX.
Ha un metodo promissing chiamato unProjectDirection:
/*
* returns 3D direction from the Camera position to the mouse
* in the Scene space
*/
public Vec3d unProjectDirection(double sceneX, double sceneY,
double sWidth, double sHeight) {
}
Poiché hai chiesto spiegazioni matematiche, questo metodo utilizza la trigonometria che stavi cercando. Questo ti darà un vettore 3D basato sulle coordinate del mouse (x, y), usando una classe privata Vec3d (che possiamo sostituire con public Point3D):
double tanOfHalfFOV = Math.tan(Math.toRadians(camera.getFieldOfView()) * 0.5f);
Vec3d vMouse = new Vec3d(tanOfHalfFOV*(2*sceneX/sWidth-1), tanOfHalfFOV*(2*sceneY/sWidth-sHeight/sWidth), 1);
Alcune ulteriori trasformazioni vengono applicate per ottenere un vettore normalizzato nella scena coordinare.
Il passo successivo trasformerà questo vettore normalizzato in coordinate reali, usando solo la distanza dalla fotocamera all'oggetto, data sul risultato di prelievo, e trasformando la posizione dell'oggetto.
Fondamentalmente, questo frammento di codice delinea l'intero processo di trascinamento di un oggetto:
scene.setOnMousePressed((MouseEvent me) -> {
vecIni = unProjectDirection(me.getSceneX(), me.getSceneY(),
scene.getWidth(),scene.getHeight());
distance=me.getPickResult().getIntersectedDistance();
});
scene.setOnMouseDragged((MouseEvent me) -> {
vecPos = unProjectDirection(mousePosX, mousePosY,
scene.getWidth(),scene.getHeight());
Point3D p=vecPos.subtract(vecIni).multiply(distance);
node.getTransforms().add(new Translate(p.getX(),p.getY(),p.getZ()));
vecIni=vecPos;
distance=me.getPickResult().getIntersectedDistance();
});
E questo è un esempio di base funzionante:
public class Drag3DObject extends Application {
private final Group root = new Group();
private PerspectiveCamera camera;
private final double sceneWidth = 800;
private final double sceneHeight = 600;
private double mousePosX;
private double mousePosY;
private double mouseOldX;
private double mouseOldY;
private final Rotate rotateX = new Rotate(-20, Rotate.X_AXIS);
private final Rotate rotateY = new Rotate(-20, Rotate.Y_AXIS);
private volatile boolean isPicking=false;
private Point3D vecIni, vecPos;
private double distance;
private Sphere s;
@Override
public void start(Stage stage) {
Box floor = new Box(1500, 10, 1500);
floor.setMaterial(new PhongMaterial(Color.GRAY));
floor.setTranslateY(150);
root.getChildren().add(floor);
Sphere sphere = new Sphere(150);
sphere.setMaterial(new PhongMaterial(Color.RED));
sphere.setTranslateY(-5);
root.getChildren().add(sphere);
Scene scene = new Scene(root, sceneWidth, sceneHeight, true, SceneAntialiasing.BALANCED);
scene.setFill(Color.web("3d3d3d"));
camera = new PerspectiveCamera(true);
camera.setVerticalFieldOfView(false);
camera.setNearClip(0.1);
camera.setFarClip(100000.0);
camera.getTransforms().addAll (rotateX, rotateY, new Translate(0, 0, -3000));
PointLight light = new PointLight(Color.GAINSBORO);
root.getChildren().add(light);
root.getChildren().add(new AmbientLight(Color.WHITE));
scene.setCamera(camera);
scene.setOnMousePressed((MouseEvent me) -> {
mousePosX = me.getSceneX();
mousePosY = me.getSceneY();
PickResult pr = me.getPickResult();
if(pr!=null && pr.getIntersectedNode() != null && pr.getIntersectedNode() instanceof Sphere){
distance=pr.getIntersectedDistance();
s = (Sphere) pr.getIntersectedNode();
isPicking=true;
vecIni = unProjectDirection(mousePosX, mousePosY, scene.getWidth(),scene.getHeight());
}
});
scene.setOnMouseDragged((MouseEvent me) -> {
mousePosX = me.getSceneX();
mousePosY = me.getSceneY();
if(isPicking){
vecPos = unProjectDirection(mousePosX, mousePosY, scene.getWidth(),scene.getHeight());
Point3D p=vecPos.subtract(vecIni).multiply(distance);
s.getTransforms().add(new Translate(p.getX(),p.getY(),p.getZ()));
vecIni=vecPos;
PickResult pr = me.getPickResult();
if(pr!=null && pr.getIntersectedNode() != null && pr.getIntersectedNode()==s){
distance=pr.getIntersectedDistance();
} else {
isPicking=false;
}
} else {
rotateX.setAngle(rotateX.getAngle()-(mousePosY - mouseOldY));
rotateY.setAngle(rotateY.getAngle()+(mousePosX - mouseOldX));
mouseOldX = mousePosX;
mouseOldY = mousePosY;
}
});
scene.setOnMouseReleased((MouseEvent me)->{
if(isPicking){
isPicking=false;
}
});
stage.setTitle("3D Dragging");
stage.setScene(scene);
stage.show();
}
/*
From fx83dfeatures.Camera3D
http://hg.openjdk.java.net/openjfx/8u-dev/rt/file/5d371a34ddf1/apps/toys/FX8-3DFeatures/src/fx83dfeatures/Camera3D.java
*/
public Point3D unProjectDirection(double sceneX, double sceneY, double sWidth, double sHeight) {
double tanHFov = Math.tan(Math.toRadians(camera.getFieldOfView()) * 0.5f);
Point3D vMouse = new Point3D(tanHFov*(2*sceneX/sWidth-1), tanHFov*(2*sceneY/sWidth-sHeight/sWidth), 1);
Point3D result = localToSceneDirection(vMouse);
return result.normalize();
}
public Point3D localToScene(Point3D pt) {
Point3D res = camera.localToParentTransformProperty().get().transform(pt);
if (camera.getParent() != null) {
res = camera.getParent().localToSceneTransformProperty().get().transform(res);
}
return res;
}
public Point3D localToSceneDirection(Point3D dir) {
Point3D res = localToScene(dir);
return res.subtract(localToScene(new Point3D(0, 0, 0)));
}
public static void main(String[] args) {
launch(args);
}
}
Che vi permetterà di scegliere e trascinare la sfera sulla scena:
