基于Flex的開源3D引擎

1、基于flex的開源3d引擎1 papervision3d三維引擎1.1 papervision3d引擎組成1.2 papervision3d各類之間關系2 panosalado全景圖像顯示引擎2.1 pansalado的整體構成2.2 panosalado引擎中的核心類隨著電腦硬件的發(fā)展，在人們對視覺感官要求越來越高，flash作為當今一款主流的web插件，人們對它能夠實現(xiàn)商業(yè)應用級絢麗高效三維顯示也越發(fā)期待，但是簡單、特定的三維顯示不僅非常難以適應多變的應用場合、同時也在實現(xiàn)過程中浪費了大量的人力。使用actionscript語言編制flash播放器內(nèi)置的三維引擎技術成為大家的共識，現(xiàn)在國內(nèi)

2、外已經(jīng)有多種actionscript三維引擎誕生，比較流行的主要有：papervision3d、alternativa 3d、away3d、sandy 3d以及國內(nèi)的newx3d。其中以papervision3d最為出名，而且它在實際項目中往往有上佳的表現(xiàn)。1 papervision3d三維引擎papervision3d是一個遵循mit（麻省理工大學）協(xié)議的開源3d引擎，使用actionscript語言編制。papervision3d三維引擎自從2008年3月份開源以來經(jīng)過兩年的持續(xù)改進，現(xiàn)在已經(jīng)達到了三維引擎的基本功能，擁有包括：number3d、numberuv、matrix3d等各種基礎

3、數(shù)據(jù)類、3d視窗類、3d容器類、3d攝像機類、紋理材質(zhì)類、各種渲染效果類、模型文件加載顯示類等三維引擎模塊。得益于actionscript 3.0計算性能的改進，papervision3d在顯示三維效果時效率有了很大的提高，已經(jīng)可以滿足普通三維場景的應用，特別是其支持直接導入標準的dae和ase三維模型文件，這意味著在創(chuàng)作三維場景時可以直接使用大部分專業(yè)3d工具制作出來的模型，從而可以大大提高開發(fā)效率，降低系統(tǒng)運算時的cpu開銷。1.1 papervision3d引擎組成papervision3d主要由7個包組成：core核心包,geom包，cameras包，scenes包，event包，ma

4、terial包，object包。各個包的構成如下：core核心包number3d類：3d坐標系中的值類型定義；numberuv類：uv坐標系中的值類型定義；matrix3d類：4×3矩陣定義，矩陣算法操作定義；displayobject3d類：表示場景中的3d對象（也包括攝像機和其目標），并提供對象基本操作函數(shù)；displayobjectcontainer3d類：displayobject3d容器的所有對象的基類，每個displayobjectcontainer3d對象有自己子容器列表；cameraobject3d類：所有攝像機的基類；sceneobject3d類：所有場景的基類場景

5、是放置物體的地方，它包含3d環(huán)境場景管理所有渲染的物體，它擴展了displayobjectcontainer3d類來分配顯示物體sceneobject3d是抽象基類；geometryobject3d類：包含幾何對象的類；materialobject3d類：所有材質(zhì)的基類。geom包vertex2d類：2d頂點數(shù)據(jù)定義；vertex3d類：3d頂點數(shù)據(jù)定義；mesh3d類：創(chuàng)建和顯示由頂點和三角形組成的3d物體；face3d類：渲染線性采樣的紋理貼圖的三角形，也支持顏色填充和輪廓線。cameras包camera3d類：用于創(chuàng)建及操作可觀察目標對象周圍景物的攝像機對象；freecamera3d類：

6、用于創(chuàng)建及操作可隨指定方向進行觀察的活動攝像機對象。scenes包scene3d類：用于創(chuàng)造在同一容器中渲染三維可視環(huán)境的舞臺；moviescene3d類：用于創(chuàng)造在同一容器中渲染三維可視環(huán)境的舞臺，支持通過movie的方式。events包fileloadevent類：模型文件導入時事件傳遞類。materials包bitmapmaterial類：創(chuàng)建使用bitmapdata對象的紋理；colormaterial類：創(chuàng)建使用單顏色的紋理；wireframematerial類：創(chuàng)建使用切線的紋理；bitmapassetmaterial類：創(chuàng)建使用存放在bitmap庫中的樣板的紋理；bitmapfi

7、lematerial類：創(chuàng)建使用外部導入的bitmap文件類型的紋理；moviematerial類：創(chuàng)建使用存在的movieclip實例的貼圖，該紋理可以是動畫的或者透明的。movieclip實例的當前的縮放和顏色值將會被使用，但旋轉則會被舍棄；videostreammaterial類：繼承自moviematerial類，不同在于該類可以使用流媒體的movieclip；movieassetmaterial類：繼承自moviematerial類，創(chuàng)建使用存放在movie庫中的樣板的紋理；materialslist類：材質(zhì)列表。objects包plane類：繼承自mesh3d類。創(chuàng)建并顯示長方形對

8、象；paperplane類：繼承自mesh3d類，主要用來測試一個對象的方向。1.2 papervision3d各類之間關系場景類的父類與子類的關系如圖1：圖1 scene類的繼承關系材質(zhì)類是可顯示的特殊對象，單獨從eventdispatcher中繼承，材質(zhì)類根據(jù)材質(zhì)的不同特性分為了線性材質(zhì)、貼圖材質(zhì)與顏色材質(zhì)。貼圖材質(zhì)又根據(jù)貼圖的來源與特性分為了moviematerial、bitmapfilematerial、bitmapassetmaterial以及materiaslist，它的繼承關系如圖2圖2 材質(zhì)類的繼承關系papervision3d引擎的的頂級類（頂級類就是不需要導入的類）包括nu

9、mber3d、number2d、vertex2d、vertex3d、face3d、matrix3d，這些為三維坐標下中的基本變量類型。還有fileloadevent用于支持模型、材質(zhì)文件的處理。其他幾個頂級類為從flash的eventdispatcher繼承，分別為geometryobject3d、materialobject3d、displayobjectcontainer3d，這三種頂級類擴展出其他三維引擎所需的豐富組件類.papervision3d中頂級類的關系如圖3所示：圖 3 papervision3d的頂級類papervision3d中的所有能夠顯示的物體都是對象，這些對象的父類是

10、displayobject3d，displayobject3d類中包含了三維對象基本的屬性值、操作函數(shù)。通過繼承，cameraobject3d擁有camera3d與freecamera3d子類，兩者分別用于固定位置與可活動位置的攝像機控制。collada類專門負責解析、顯示collada標準三維模型。vertices3d類衍生出眾多的顯示組件，方便了系統(tǒng)的開發(fā)。顯示類繼承關系如圖4。圖4 papervision3d顯示類繼承關系圖2 panosalado全景圖像顯示引擎panosalado是一個基于360度全景視圖的國外開源flash引擎，該引擎可以塑造出球形，圓柱體，正方體，平面的360度全

11、景，還能導入qtvr視頻，這個開源引擎是基于前一小節(jié)提到的開源引擎papervision3d，它對papervision3d引擎在3維空間全景展現(xiàn)方面做了極大的擴展。而且使得利用它開發(fā)能夠像flash和flex開發(fā)一樣簡潔，里面所有控件以及功能都能夠在該引擎中找到100%的源碼，所有源碼也沒有依賴任何商業(yè)組件。該引擎開發(fā)存在著極大的自由，對于as3.0編程熟手完全可以涉及該引擎內(nèi)部進行編程，即使as3.0新手亦可通過調(diào)用引擎內(nèi)部api，在配置文件中配置自己的插件集成進去。在作者的系統(tǒng)中，將對整個panosalado引擎進行修改擴展，從而能夠使得修改后的引擎符合系統(tǒng)的需求，同時由于panosal

12、ado引擎是完全基于papervision3d的，所以，對于有些功能，將直接使用papervision3d的api函數(shù)進行實現(xiàn)。2.1 pansalado的整體構成pansalado基本是對papervision3d的擴展應用，雖然papervision3d功能很強大，但是一直沒有一個基于flex的3d引擎專門用于構造虛擬空間的，panosalado的出現(xiàn)，正好填補這一空白。pansalado引擎對于實現(xiàn)虛擬空間的構成，很有自己的特色，是通過配置xml實現(xiàn)專門的模塊的導入，所有關于全景信息以及顯示樣式信息通過xml配置好，然后經(jīng)過moduleloader類所生成的moduleloader.sw

13、f讀取名為panosalado的xml文件，然后關聯(lián)到相關外部資源，最后完成資源導入生成一個簡單的全景瀏覽系統(tǒng)，對于整個全景系統(tǒng)一些界面上的擴展，也可以以插件的形式通過xml配置，集成入系統(tǒng)。整個關聯(lián)過程如圖5所示圖 5 panosalado系統(tǒng)的整體結構一個簡單的xml配置示例如下：<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <panosalado>                    

14、;     <layer id="meter" url="plugins/panosaladoloadmeter.swf" depth="1"/>     <layer id="panosalado" url="panosalado.swf" depth="0" >                 <

15、;spaces onstart="loadspace:space1">                 <space id="space1">                 <sphere id="dark_blue_room_pano_preview">          

16、                              <file>images/dark_blue/dark_blue_prev.jpg</file>                 </sphere>              

17、60;             </space>                             </spaces>         </layer> </panosalado>  其中每個layer代表一個插件，panosalado的核心實現(xiàn)也是作為一

18、個插件配置入panosalado.xml中的，其中id標識每個獨立插件，而depth屬性則是說明顯示層次的。如果是panosalado部分，里面子配置部分則說明的是采用什么方式進行顯示全景以及所關聯(lián)到的外部資源，如這里是用sphere球體的方式。利用xml配置文件和模塊分塊導入的方式，使得panosalado引擎在修改和擴展方面顯的更為靈活。2.2 panosalado引擎中的核心類zephyr .camera包：pscamera3d 類：pscamera3d 繼承于papervision3d中的camera3d類，作用相當于用戶的“眼睛”，是用戶觀看全景圖的媒介。zephyr .object包：cube類：cube類繼承于papervision3d中的trianglemesh3d類，主要是實現(xiàn)圖片映射到正方體中展現(xiàn)全景效果。cyliner類：cyliner類繼承于papervision