jMonkeyEngine译文 FlagRush5(1)——跟随的摄像机（ChaseCamera）

花了一个小时研究了CullState，发现以前没学线性代数真是个错误。唉！不过这也和学校教育制度有关吧，如果学校能以2个方向培养人才：先理论后应用，先应用后理论，学生选择适合自己的方向这样多好！

话不多说，下面为译文。

 

注：本系列教程全部翻译完之后可能会以PDF的形式发布。

如果有什么错误可以留言或EMAIL：kakashi9bi@gmail.com给我。

 

jME版本 ：jME_2.0.1_Stable

开发工具：MyEclipse8.5

操作系统：Window7/Vista

 

5、增加一个跟随摄像机(Chase Camera)

在这个向导中我们准备增加一个玩家和一些控制。我们将集中于交通工具的基本移动和跟随摄像机（下文以ChaseCamera代替）。所以，我们将为交通工具增加一个Box占位符，增加一个ChaseCamera，然后学习关于构建我们的自定义InputHandle（输入处理）。主要，我们将构建一个ThirdPersonHandler（第三人称控制器）。然而，jME包含一个预建的ThirdPersonHandle，它具有更多特性并值得研究。为了达到最好的教育效果，我们将创建自己的控制器。

5.1、清理和优化

同样地，我们这一节课将在前一节的基础上创建代码。每次迭代我们将清理现有的代码，为了达到展示怎样把事情做得更好的效果。

         Lesson5首先最主要的改变是我们创建了一个ForceFieldFence的类。通过将所有force field的数据移到它自己的类里面，这将允许我们可以在之后心血来潮的时候改善它。首先，我创建了一个新的类继承自Node。我们继承Node所以我们能附加fence到这个类本身并和平常一样把fence增加到scene。我接着创建了buildFence方法，从我们游戏的buildEnvironment方法中移除代码（除了位置和缩放调用，它们是游戏相关的，和围栏没有关系）到这个新的方法。现在，我们也想要继续力场的动画，所以我们也将移动Texture t到这个类并创建update方法。游戏中的Texture代码将移动到这个方法。现在，在游戏代码中，buildEnvironment方法我们加入：

 

       fence = new ForceFieldFence("forceFieldFence");

 

与此同时为游戏类增加一个类变量

 

    private ForceFieldFence fence;

 

         最后，我们需要告诉fence类在游戏update期间也update。在update方法中增加：

      

       fence.update(interpolation);

 

         将这么做。

         现在，游戏将和之前运行的一样，但我们有个fence让一切更容易。

5.2、ForceFieldFence.java

package lesson5;

 

import com.jme.bounding.BoundingBox;

import com.jme.image.Texture;

import com.jme.math.FastMath;

import com.jme.math.Quaternion;

import com.jme.math.Vector3f;

import com.jme.renderer.Renderer;

import com.jme.scene.Node;

import com.jme.scene.SharedMesh;

import com.jme.scene.shape.Box;

import com.jme.scene.shape.Cylinder;

import com.jme.scene.state.BlendState;

import com.jme.scene.state.TextureState;

import com.jme.system.DisplaySystem;

import com.jme.util.TextureManager;

 

public class ForceFieldFence extends Node {

   

    private Texture t;

   

    public ForceFieldFence(String name){

       super(name);

       buildFence();

    }

   

    public void buildFence(){

       //这个圆柱体将扮演每个角落那4个主要的柱子

       Cylinder postGeometry = new Cylinder("Cylinder", 10, 10, 1, 10);

       Quaternion q = new Quaternion();

       //将圆柱体转为垂直

       q.fromAngleAxis(FastMath.PI/2, new Vector3f(1,0,0));

       postGeometry.setLocalRotation(q);

       postGeometry.setModelBound(new BoundingBox());

       postGeometry.updateModelBound();

      

       //我们将共享柱子4次（每个柱子一次）

       //增加原始的圆柱体不是一种好的方法

       //因为sharedmesh将修改它的本地值

       //我们然后将调整柱子到它的位置

       //使用神奇的数字是不好的，但帮助我们声明它的位置^_^

       SharedMesh post1 = new SharedMesh("post1",postGeometry);

       post1.setLocalTranslation(new Vector3f(0,0.5f,0));

       SharedMesh post2 = new SharedMesh("post2",postGeometry);

       post2.setLocalTranslation(new Vector3f(32,0.5f,0));

       SharedMesh post3 = new SharedMesh("post3",postGeometry);

       post3.setLocalTranslation(new Vector3f(0,0.5f,32));

       SharedMesh post4 = new SharedMesh("post4",postGeometry);

       post4.setLocalTranslation(new Vector3f(32,0.5f,32));

      

       //将所有的柱子放入一个tower Node

       Node towerNode = new Node("tower");

       towerNode.attachChild(post1);

       towerNode.attachChild(post2);

       towerNode.attachChild(post3);

       towerNode.attachChild(post4);

      

       //将towerNode放入不透明队列（Opaque queue），我们不必看穿它

       //而我们想穿过forcefield看到它

       towerNode.setRenderQueueMode(Renderer.QUEUE_OPAQUE);

      

       //为towerNode加载纹理

       TextureState ts2 = DisplaySystem.getDisplaySystem().getRenderer().createTextureState();

       Texture t2 = TextureManager.loadTexture(

              getClass().getClassLoader()

                  .getResource("res/post.jpg"),

              Texture.MinificationFilter.Trilinear,

              Texture.MagnificationFilter.Bilinear

       );

       ts2.setTexture(t2);

       towerNode.setRenderState(ts2);

      

       //这个圆柱体将是水平的建筑

       //它将field限制在一个地方

       Cylinder strutsGeometry = new Cylinder("struts",10,10,0.125f,32);

       strutsGeometry.setModelBound(new BoundingBox());

       strutsGeometry.updateModelBound();

      

       //同样的，我们将共享mesh

       SharedMesh strut1 = new SharedMesh("strut1",strutsGeometry);

       Quaternion rotate90 = new Quaternion();

       rotate90.fromAngleAxis(FastMath.PI/2, new Vector3f(0,1,0));

       strut1.setLocalRotation(rotate90);

       strut1.setLocalTranslation(new Vector3f(16,3f,0));

       SharedMesh strut2 = new SharedMesh("strut2",strutsGeometry);

       strut2.setLocalTranslation(new Vector3f(0,3f,16));

       SharedMesh strut3 = new SharedMesh("strut3",strutsGeometry);

       strut3.setLocalTranslation(new Vector3f(32,3f,16));

       SharedMesh strut4 = new SharedMesh("strut4",strutsGeometry);

       strut4.setLocalRotation(rotate90);

       strut4.setLocalTranslation(new Vector3f(16,3f,32));

      

       //将所有建筑放入一个结点

       Node strutNode = new Node("strutNode");

       strutNode.attachChild(strut1);

       strutNode.attachChild(strut2);

       strutNode.attachChild(strut3);

       strutNode.attachChild(strut4);

      

       //为建筑加载纹理

       TextureState ts3 = DisplaySystem.getDisplaySystem().getRenderer().createTextureState();

       Texture t3 = TextureManager.loadTexture(

              getClass().getClassLoader()

                  .getResource("res/rust.jpg"),

              Texture.MinificationFilter.Trilinear,

              Texture.MagnificationFilter.Bilinear

       );

       ts3.setTexture(t3);

       strutNode.setRenderState(ts3);

      

       //创建真实的forcefield

       //第一个box控制着X轴，而第二个控制着z轴

       //作为示例，我们没有旋转box，而是展示box能被不同地创建

       Box forceFieldX = new Box(

              "forceFieldX",

              new Vector3f(-16, -3f, -0.1f),

              new Vector3f(16, 3f, 0.1f)

       );

       forceFieldX.setModelBound(new BoundingBox());

       forceFieldX.updateModelBound();

       //我们也将共享这些box

       SharedMesh forceFieldX1 = new SharedMesh("forceFieldX1", forceFieldX);

       forceFieldX1.setLocalTranslation(new Vector3f(16,0,0));

       SharedMesh forceFieldX2 = new SharedMesh("forceFieldX2", forceFieldX);

       forceFieldX2.setLocalTranslation(new Vector3f(16,0,32));

      

       //另一个box，控制z轴的那个

       Box forceFieldZ = new Box(

              "forceFieldY",

              new Vector3f(-0.1f, -3f, -16f),

              new Vector3f(0.1f, 3f, 16f)

       );

        forceFieldZ.setModelBound(new BoundingBox());

       forceFieldZ.updateModelBound();

       //我们也将共享这些box

       SharedMesh forceFieldZ1 = new SharedMesh("forceFieldZ1", forceFieldZ);

       forceFieldZ1.setLocalTranslation(new Vector3f(0,0,16));

       SharedMesh forceFieldZ2 = new SharedMesh("forceFieldZ2", forceFieldZ);

       forceFieldZ2.setLocalTranslation(new Vector3f(32,0,16));

      

       //增加所有的forceField到一个单一的Node

       Node forceFieldNode = new Node("forceFieldNode");

       forceFieldNode.attachChild(forceFieldX1);

       forceFieldNode.attachChild(forceFieldX2);

       forceFieldNode.attachChild(forceFieldZ1);

       forceFieldNode.attachChild(forceFieldZ2);

 

       //为force field元素增加texture

       TextureState ts = DisplaySystem.getDisplaySystem().getRenderer().createTextureState();

       t = TextureManager.loadTexture(

              getClass().getClassLoader()

                  .getResource("res/reflector.jpg"),

              Texture.MinificationFilter.Trilinear,

              Texture.MagnificationFilter.Bilinear

       );

      

       t.setWrap(Texture.WrapMode.Repeat);

       t.setTranslation(new Vector3f());

       ts.setTexture(t);

      

       //为transparent结点增加Alpha值

       BlendState as1 = DisplaySystem.getDisplaySystem().getRenderer().createBlendState();

       as1.setSourceFunction(

              BlendState.SourceFunction.SourceAlpha

       );

       as1.setDestinationFunction(

              BlendState.DestinationFunction.One

       );

       as1.setTestFunction(BlendState.TestFunction.GreaterThan);

       as1.setBlendEnabled(true);

       as1.setTestEnabled(true);

       as1.setEnabled(true);

       forceFieldNode.setRenderState(as1);

       forceFieldNode.setRenderState(ts);

      

       forceFieldNode.setRenderQueueMode(Renderer.QUEUE_TRANSPARENT);

       towerNode.setRenderQueueMode(Renderer.QUEUE_OPAQUE);

       strutNode.setRenderQueueMode(Renderer.QUEUE_OPAQUE);

      

       Node forceFieldFence = new Node("forceFieldFenceNode");

       forceFieldFence.attachChild(towerNode);

       forceFieldFence.attachChild(strutNode);

       forceFieldFence.attachChild(forceFieldNode);

      

       attachChild(forceFieldFence);

    }

   

    public void update(float interpolation){

       //我们将使用插值(interpolation)去保持forcefield

       //texture运动速度和计算机保持一致

       //我们更新texture矩阵的Y值去让

       //force-field看起来像是在移动

       t.getTranslation().y += 0.3f*interpolation;

       //如果translation超过1，它被换行，因此回到开始

       //并检查这个（防止Vector的Y值变得太大）

       t.getTranslation().y = t.getTranslation().y > 1 ? 0 : t.getTranslation().y;

    }

}

5.3、剔除/挑选状态(CullState)

         最后的一点优化是在game中添加了CullState。这将是我们的首次提速。CullState处理三角形的剔除，这和视锥挑选（Frustum Culling）是不同的，因为它只和单个三角形的winding有关。顶点的winding定义了三角形的法向并接着告诉了我们三角形是否面对我们。jME使用和OpenGL一样的右手坐标系。这意味着，如果一个三角形的winding是逆时针（CCW）的，那么它面向屏幕。

         我们没理由看到三角形的背后，因此，也没理由去绘制它们。所以，我们将为整个scene应用CullState去移除所有三角形后面的面。这很直接，你只需要在initGame方法中加入：

      

       CullState cs = display.getRenderer().createCullState();

       cs.setCullFace(CullState.Face.Back);

       scene.setRenderState(cs);

 

         耶，那很容易。我简单创建了一个新的state并告诉它剔除三角形背后的面。够还不够简单？