「共享模型java」共享模型组

博主:adminadmin 2022-11-29 01:08:07 44

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java3d的详细介绍

引 言

Java3DAPI是用来开发三维图形和开发基于Web的3D应用程序(applet)的编程接口.用于开发三维图形软件的3DAPI(OpenGL、Direct3D)都是基于摄像机模型的思想,即通过调整摄像机的参数来控制场景中的显示对象,而Java3D则提出了一种新的基于视平台的视模型和输入设备模型的技术实现方案,即通过改变视平台的位置、方向来浏览整个虚拟场景.它不仅提供了建造和操作三维几何物体的高层构造函数,而且利用这些构造函数还可以建造复杂程度各异的虚拟场景,这些虚拟场景大到宇宙天体,小到微观粒子.

Java3D是JavaMediaAPIs中的一部分,可广泛地应用于各种平台,而且用Java3DAPI开发的应用程序和基于Web的3D小应用程序(applet),还可以访问整个Java类,且可以与Internet很好地集成,即如果在浏览器中安装了Java3D的浏览插件,在网上也可浏览Java3D所创建的虚拟场景.Java3DAPI还汲取了已有图形APIs的优点,即Java3D的底层图形构造函数不仅综合了底层APIs(Direcrt3D、OpenGL)最好的绘制思想,而且它的高层图形绘制还综合了基于场景图的思想,同时,它又引入了一些通用的图形环境所未考虑的新概念(如3D立体声),这样将有助于提高用户在虚拟场景的沉浸感.本文将着重介绍Java3D针对VR应用所提出的基于视模型和输入设备模型的新思想,在此基础上又讨论了如何利用Java3D来开发VR应用程序及其实现方法,并设计实现了一个应用实例.

1.适于VR应用开发的Java3DAPI众所周知,开发VR应用程序是一件很繁琐的工作,其开发人员必须编写应用程序可能遇到的各种输入和显示设备的接口程序,或者依赖专为VR应用开发而设计的应用程序编程接口(API),且典型的VR应用必须跟踪用户的头部位置和方向,以生成与头部位置方向相一致的虚拟场景图.

另外,还需要先跟踪身体的其它部位(手、臂或腿部),然后通过身体各部位在虚拟场景中的虚拟视点与场景中的对象进行交互,而应用程序也必须具有能够利用跟踪输入设备在视点内放置物体,并标明其在生成的三维图象中的位置和方向的功能.同时,面向VR的应用程序开发接口(API)必须能支持3D图形生成、处理跟踪器的输入,并能将跟踪信息反馈到图形绘制中.

Java3DAPI可自动将头部跟踪器的输入集成到图形生成中,并具有通过访问其它跟踪器信息来控制其它特征的功能,但它是通过一种新的视模型(viewmodel)技术来实现的.该视模型是将用户真实的物质环境与计算机生成的虚拟环境相互独立,并建立它们之间的通信桥梁.该API也明确定义了用来探测Java3D物体六自由度(6DOF)传感器的返回值,并将其应用于显示场景图中.总之,这种新的视模型和输入设备模型可以很方便地将交互式的3D图形应用程序转化为VR应用程序.

Java3D视模型

2.1 新的视模型概念(viewmodel)基于摄像机的视模型是模仿虚拟环境中的摄像机,而不是虚拟环境中人的“替身”,而且它是通过控制摄像机与视点的相关参数来控制所显示的场景,但这种方法,在用户物质环境确定某些视参数的系统中是不合理的,例如在头盔显示器(HMD)系统中,HMD的光学性能就直接确定了应用程序所显示的视域.由于不同的HMD有不同的光学特性,因此如果允许终端用户随意改变光学参数显然是不合理的.这里视参数的值将随终端用户物质环境的不同而不同,而影响视参数的主要因素有显示器大小、显示器的位置(戴在头上,还是放在桌子上)、三维空间中用户的头部位置、头盔显示器的实际显示视域、每英寸的显示象素等.由于Java3D的视模型直接提供了头部跟踪的功能,因而使用户产生了真实存在于虚拟环境中的错觉.

Java3D不仅提出了新的基于视平台的视模型概念,同时将其推广到包括显示设备和6DOF外围输入设备(如头部跟踪器等)的接口支持中,而且新的视模型继承了Java的“writeonce,vieweverywhere”本质.这意味着由Java3D视模型开发的应用程序或applet可广泛地应用于各种显示环境.这种显示环境可以是标准的计算机显示屏、多元显示空间,也可以是头盔显示器.Java3D视模型是通过将虚拟环境和物质环境完全独立的方式来实现上述功能的,且该视模型可将虚拟环境中视平台的位置、方向和大小,与Java3D绘制的与视平台位置、方向相一致的虚拟场景相区分.一般应用程序控制视平台的位置和方向,而绘制着色系统则依据终端用户的物质环境以及用户在物质环境中的位置和方向来确定显示场景.

2.2 视模型的组成

Java3D视模型由虚拟环境和物质环境两部分组成,其中,虚拟环境由ViewPlatform对象来表示,它是虚拟对象存在的空间;而物质环境则由View对象以及和它相关的对象来表示.这里,View对象和它的相关对象就描述了用户所处的显示和操纵输入设备环境.虽然视模型将虚拟环境和物质环境相互独立,但可通过一一对应关系来建立两种世界之间相互通信的桥梁,这样将使得终端用户的行为会影响虚拟环境中的对象,同时虚拟环境中的对象行为也会影响终端用户的视点.

Java3D可通过几个对象来定义视模型参数.这些对象包括View对象及其相关对象、PhysicalBody对象、Canvas3D对象、PhysicalEnvironment对象、Screen3D对象.视模型相关的对象(如图1所示)其作用如下:ViewPlatform用来标志场景图中视点位置的节点.其父节点则指明了视平台在虚拟环境中的位置、方向和大小.View用于指定需要处理场景图的信息.Canvas3D定义了Java3D绘制图象的窗口,它提供了Canvas3D在Screen3D对象中的大小、形状和位置信息.Screen3D用于描述显示屏幕的物理属性.PhysicalBody用于封装那些与物质体相关的参视模型的组成及其相互关系数(如左、右眼的位置等).PhysicalEnvironment用于封装那些与物质体环境相关的参数(如,用于头状物体或头盔式跟踪器的校验信息).

2.3 虚拟环境中的视平台(ViewPlatform)

鉴于视平台定义了一坐标系统,于是虚拟环境中的原始点和参考点就有了一参考坐标系.这里视平台代表与视对象相关的一个点,并充当确定绘制图象的基础.图2显示了包括视平台节点场景图的一部分.由图2可见,视平台的父节点确定了视平台在虚拟环境中的位置和方向.若通过修改与TransformGroup节点相关的Transform3D对象,就可以在虚拟场景中随意移动视平台.虽然虚拟环境中可以有许多不同的视平台,但特定的视对象只能与一个视平台相关联,于是在Canvas3D对象中所绘制的场景均来自于一个视平台的视点.这样应用程序就可通过修改视平台的TransformGroup节点,在虚拟环境中漫游.图2 包括视平台的局部场景图3 Java3D的输入设备模型Java3D除了支持通用的键盘、鼠标输入外,还能给各种不间断的输入设备,如6DOF跟踪设备和操纵杆提供支持.由于不同的跟踪输入设备其工作原理不同,因而计算机与其交互的方式也不同.为了给不同的6DOF输入设备提供支持,Java3D还提供了一个输入设备接口,而且该输入设备接口还定义了一个抽象的输入设备,虽然用其可以实现对一特定设备的驱动,但输入设备接口的实现必须实现接口所定义的所有方法(如设备开、关、读取操作、状态设置及查询等).Java3D的输入设备列表就用这些方法同特定的设备进行交互.

一般Java3D环境中,可能包括许多输入设备,而且这些输入设备不一定是实际的物理设备,也可能是虚拟设备,例如通过软件的方法将鼠标的运动参数转化为6DOF虚拟跟踪球的参数,来模拟虚拟跟踪球的输入.由于所有的输入设备都由许多传感器对象组成,因此每一种输入设备都与一定数量的传感器对象相关,且每一种传感器都与其传感器设备6DOF数据的一个数据源相关.当输入设备驱动的数据改变时,传感器对象的数据也会相应改变,而且传感器对象由读取传感器对象组成.由于缓冲区中记录了各传感器N个读取传感器对象的值,因此可以对传感器数据进行平均,以及对传感器输入值的趋势进行预测等处理,但应用程序的开发并不直接使用输入设备.Java3D是通过一个传感器数组将输入设备抽象化,传感器对象数组是物质环境对象的一个子类,该数组是由与输入设备相关的对象指针组成.Java程序可以直接从传感器数组中获取传感器的值,并将其用到场景图中,或按任意方式对其进行处理。

2.4 用Java3D开发VR应用程序利用

Java3D开发的VR应用程序或者applets程序,可建造一个虚拟场景,并能将一个或多个场景图插入到虚拟场景中,虚拟场景由超结构对象集组成,对象集则包括一个世界对象(Universeobject)、一个或多个场所对象(Localeobjects)和按树状结构排列的由节点物体组成的一个或多个场景图(Scenegraphs).该场景图又称为分枝图(Branchgraph),它包括绘制对象节点、光照节点、行为节点和声音节点等,其中,包含内容节点的分枝图称为内容分枝,包含视平台对象的分枝图称为视分枝,视平台对象用来确定用户的位置和方向.图3表示了具有多分枝图的Java3D场景.图3 应用程序场景图由于这种分枝图只描述了场景所要绘制的对象,并不确定对象的绘制次序,因此图中节点的次序和位置与对象的绘制次序无关,而图中的父节点和子节点的直线路径就唯一确定了子节点的图形范围.由于绘制次序的不确定性,因而使得Java3D能横越场景图的任何次序,且它能从左到右,从顶部到底部穿过场景图;或者从右到左,甚至并行遍历整个场景图.Java3D的分支图为树状结构,且图中的每一个节点只有一个父节点.这样通过辅助的场景图机制就可以实现通用场景图的共享,而且具有连接属性的叶节点可以连接到共享子图.分枝图中的节点分为群节点(groupnode)和叶节点(leafnode)两类,其中,群节点按照粘贴的原理来组织场景图单元。

群节点的层次结构图一般群节点包括:BranchGroup、TransformGroup、Switch、OrderGroup、DecalGroup和ShareGroup节点,其中,BranchGroup是分枝图的根节点;而TransformGroup用来指明所有子节点的位置和方向;Switch则用于实现一个或多个子图的转换;OrderGroup用于使它的子节点按照特定的次序绘制;DecalGroup是OrderGroup的一个子集;ShareGroup跟BranchGroup一样,是一个场景图的根节点.虽然共享图作为Java3D场景图的一部分从不直接出现,但是连接节点可以引用.另外群节点还可以包含各种子节点以及所包含对象的群节点或叶节点.这些子节点用一个关联索引属性来允许对特定的子节点进行操作.如果没有指明特定的顺序群节点,Java3D还可以按照任意指定的顺序来绘制群节点的子节点.虽然叶节点是场景图的抽象类,它没有子节点,但叶节点包括了Java3D的各种信息.叶节点由Shape3D、ViewPlatform、Sound、Light以及用户定义的行为节点等组成,Shape3D和ViewPlatform节点在Java3D的视模型和输入模型中扮演着重要的角色,因为它描述了图形系统的两个重要方面,其中,Shape3D描述了场景中对象的几何形状,而ViewPlatform则标定了用户或其视点在虚拟环境中的方向或位置.

另外,应用程序还可像操纵分枝图中的任意对象一样,来操纵ViewPlatform,而且应用程序还可平移、旋转和缩放ViewPlatform,即通过改变ViewPlatform的位置和方向,ViewPlatform将随同用户的视点一起移动,来浏览整个虚拟环境.虽然ViewPlatform是按照事先规定的路线浏览场景,但不会限制用户视点的移动和向不同方向浏览场景.

Java中的MVC是什么?

一、什么是MVC

Model:模型层

View:视图层

Controller:控制层

MVC (Modal View Controler)本来是存在于Desktop程序中的,M是指数据模型,V是指用户界面,C则是控制器。使用MVC的目的是将M和V的实现代码分离,从而使同一个程序可以使用不同的表现形式。比如一批统计数据你可以分别用柱状图、饼图来表示。C存在的目的则是确保M和V的同步,一旦M改变,V应该同步更新。

模型-视图-控制器(MVC)是Xerox PARC在八十年代为编程语言Smalltalk-80发明的一种软件设计模式,至今已被广泛使用。最近几年被推荐为Sun公司J2EE平台的设计模式,并且受到越来越多的使用 ColdFusion 和 PHP 的开发者的欢迎。模型-视图-控制器模式是一个有用的工具箱,它有很多好处,但也有一些缺点。

二、MVC如何工作

MVC是一个设计模式,它强制性的使应用程序的输入、处理和输出分开。使用MVC应用程序被分成三个核心部件:模型、视图、控制器。它们各自处理自己的任务。

视图

视图是用户看到并与之交互的界面。对老式的Web应用程序来说,视图就是由HTML元素组成的界面,在新式的Web应用程序中,HTML依旧在视图中扮演着重要的角色,但一些新的技术已层出不穷,它们包括Macromedia Flash和象XHTML,XML/XSL,WML等一些标识语言和Web services.

如何处理应用程序的界面变得越来越有挑战性。MVC一个大的好处是它能为你的应用程序处理很多不同的视图。在视图中其实没有真正的处理发生,不管这些数据是联机存储的还是一个雇员列表,作为视图来讲,它只是作为一种输出数据并允许用户操纵的方式。

模型

模型表示企业数据和业务规则。在MVC的三个部件中,模型拥有最多的处理任务。例如它可能用象EJBs和ColdFusion Components这样的构件对象来处理数据库。被模型返回的数据是中立的,就是说模型与数据格式无关,这样一个模型能为多个视图提供数据。由于应用于模型的代码只需写一次就可以被多个视图重用,所以减少了代码的重复性。

控制器

控制器接受用户的输入并调用模型和视图去完成用户的需求。所以当单击Web页面中的超链接和发送HTML表单时,控制器本身不输出任何东西和做任何处理。它只是接收请求并决定调用哪个模型构件去处理请求,然后用确定用哪个视图来显示模型处理返回的数据。

现在我们总结MVC的处理过程,首先控制器接收用户的请求,并决定应该调用哪个模型来进行处理,然后模型用业务逻辑来处理用户的请求并返回数据,最后控制器用相应的视图格式化模型返回的数据,并通过表示层呈现给用户。

三、为什么要使用 MVC

大部分Web应用程序都是用像ASP,PHP,或者CFML这样的过程化语言来创建的。它们将像数据库查询语句这样的数据层代码和像HTML这样的表示层代码混在一起。经验比较丰富的开发者会将数据从表示层分离开来,但这通常不是很容易做到的,它需要精心的计划和不断的尝试。MVC从根本上强制性的将它们分开。尽管构造MVC应用程序需要一些额外的工作,但是它给我们带来的好处是无庸质疑的。

首先,最重要的一点是多个视图能共享一个模型,正如我所提及的,现在需要用越来越多的方式来访问你的应用程序。对此,其中一个解决之道是使用MVC,无论你的用户想要Flash界面或是 WAP 界面;用一个模型就能处理它们。由于你已经将数据和业务规则从表示层分开,所以你可以最大化的重用你的代码了。

由于模型返回的数据没有进行格式化,所以同样的构件能被不同界面使用。例如,很多数据可能用HTML来表示,但是它们也有可能要用Macromedia Flash和WAP来表示。模型也有状态管理和数据持久性处理的功能,例如,基于会话的购物车和电子商务过程也能被Flash网站或者无线联网的应用程序所重用。

因为模型是自包含的,并且与控制器和视图相分离,所以很容易改变你的应用程序的数据层和业务规则。如果你想把你的数据库从MySQL移植到Oracle,或者改变你的基于RDBMS数据源到LDAP,只需改变你的模型即可。一旦你正确的实现了模型,不管你的数据来自数据库或是LDAP服务器,视图将会正确的显示它们。由于运用MVC的应用程序的三个部件是相互对立,改变其中一个不会影响其它两个,所以依据这种设计思想你能构造良好的松偶合的构件。

对我来说,控制器的也提供了一个好处,就是可以使用控制器来联接不同的模型和视图去完成用户的需求,这样控制器可以为构造应用程序提供强有力的手段。给定一些可重用的模型和视图,控制器可以根据用户的需求选择模型进行处理,然后选择视图将处理结果显示给用户。

四、MVC的缺点

MVC的缺点是由于它没有明确的定义,所以完全理解MVC并不是很容易。使用MVC需要精心的计划,由于它的内部原理比较复杂,所以需要花费一些时间去思考。

你将不得不花费相当可观的时间去考虑如何将MVC运用到你的应用程序,同时由于模型和视图要严格的分离,这样也给调试应用程序到来了一定的困难。每个构件在使用之前都需要经过彻底的测试。一旦你的构件经过了测试,你就可以毫无顾忌的重用它们了。

根据我个人经验,由于我们将一个应用程序分成了三个部件,所以使用MVC同时也意味着你将要管理比以前更多的文件,这一点是显而易见的。这样好像我们的工作量增加了,但是请记住这比起它所能带给我们的好处是不值一提。

MVC并不适合小型甚至中等规模的应用程序,花费大量时间将MVC应用到规模并不是很大的应用程序通常会得不偿失。

五、MVC优点:MVC是一条创建软件的好途径

MVC设计模式是一个很好创建软件的途径,它所提倡的一些原则,像内容和显示互相分离可能比较好理解。但是如果你要隔离模型、视图和控制器的构件,你可能需要重新思考你的应用程序,尤其是应用程序的构架方面。如果你肯接受MVC,并且有能力应付它所带来的额外的工作和复杂性,MVC将会使你的软件在健壮性,代码重用和结构方面上一个新的台阶。

希望对您有所帮助!~

java se7 哪个内存区域 线程共享

堆内存是线程共享的,jvm内存模型可以分为如下几个部分,堆区,栈区,本地方法区,方法区,pc计数器和常量池(方法区一部分),其中 栈区,本地方法区和pc计数器属于线程内存,每个独立线程都拥有自己的线程内存,这些是不可共享的, 堆区,方法区和常量池是可以共享的

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The End

发布于:2022-11-29,除非注明,否则均为首码项目网原创文章,转载请注明出处。