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Graficación
M.C. Juan Carlos Olivares Rojas
Agenda
• Diseño de juegos con DirectX.
• OpenGL.
• Java3D.
Introducción
• Los sistemas de graficación se basan a
través de primitivas de dibujo en pantalla en
2D. Dichas primitivas generalmente son el
punto, la línea, figuras geométricas como el
rectángulo, la elipse, etc.
• A pesar de basarse en elementos en 2D se
pueden crear figuras 3D cambiando las
perspectivas y definiendo volumen a las
figuras.
Introducción
• Con la utilización de estas APIs básicas para
el manejo de elementos gráficos, en la
pantalla se pueden construir sistemas para
realizar gráficos, videojuegos, elementos
gráficos del sistema operativo, etc.
• Las APIs de graficación en la gran mayoría
de los casos dependen del lenguaje de
programación utilizado para programarlas.
Introducción
• En este curso describiremos las APIs
básicas para el manejo de gráficos en Java.
• La clase más básica es la Graphics, la cual
tiene métodos que nos permiten dibujar
sobre un lienzo Canvas.
• Generalmente se utilizan dentro del método
paint() de un Applet o de una aplicación
gráfica.
Introducción
• Los métodos repaint() y update son variantes
del método paint().
• El método repaint() se utiliza cuando se
desea volver a dibujar la pantalla (lo cual es
muy frecuente en los sistemas gráficos
multitarea) y dibuja toda la pantalla. El
método update() sólo actualiza una región de
la pantalla. Muy utilizado en componentes
gráficos como botones o listas desplegables.
Introducción
• La clase Graphics se encuentra dentro del
paquete java.awt.*;
• El método drawString() permite dibujar una
cadena de texto en la pantalla.
• El método drawLine() dibuja una línea en la
pantalla. El método drawRectangle() permite
dibujar un rectángulo en pantalla.
Introducción
• El método drawOval permite definir óvalos y
circulos. El método drawImage() permite
mostrar imágenes en pantallas.
• El método clearRect() permite borrar un área
de la pantalla. El método copyArea() copia
un área de memoria. Esto se utiliza en los
métodos de recorte (clip).
• Métodos como drawPolygon y drawPolyline()
permiten definir figuras más elaboradas.
Introducción
• Los métodos que inician con fill, como
fillOval(), fillRect(), etc., realizan las mismas
figuras pero pintan el relleno de las figuras.
• Otros elementos a considerar para el manejo
de gráficos son el color y las fuentes (tipos
de letras). Java define clases para manipular
estos objetos gráficos de manera amplia.
Introducción
• Los métodos getFont(), setFont(), getColor()
y setColor() permiten manipular fuentes y
colores.
• La clases Font y Color se encuentran
definidas también en java.awt.*
• El método translate() de Graphics() permite
cambiar el punto de referencia que de
manera predeterminada es 0,0 para esquina
superior izquierda.
Introducción
• La clase Color define el modelo de color a
emplear, cuenta con algunas constantes
para cada tipo de color como orange, yellow,
darkgray, etc. El color está dado por tres
valores uno para el rojo, otro para el verde y
otro para el azul.
• Se cuentan además con métodos para
manipular los atributos de la clase.
Introducción
• La clase Font permite el manejo de fuentes
en pantalla. El constructor de esta clase
recibe tres argumentos: el nombre de la
fuente, el estilo de la fuente y el tamaño.
• El estilo de la fuente está definido por tres
constantes PLAIN (normal), BOLD (negrita) e
ITALIC (cursiva). Se cuenta además con
métodos auxiliares para manipular los
atributos de la clase.
Introducción
• Una fuente no es otra cosa que una
colección de imágenes que representan los
caracteres de un sistema.
• Se cuenta además con la clase FontMetrics
que define algunas métricas de la fuente:
altura, bajada, la subida, la interlínea, etc.
Introducción
• También se pueden dibujar figuras 3D muy
sencillas con métodos como draw3DRect y
fill3DRect que dan profundidad a las
imágenes.
Introducción
• Se puede obtener el contexto gráfico de una
imagen y manipularla como si fuera un objeto
Graphics. Ejemplo:
Font
letra
=
Font.getFont(Font.FACE_MONOSPACE,
Font.SIZE_SMALL, Font.STYLE_PLAIN);
Image
logo
=
Image.createImage(letra.stringWidth(“Hi!”))
Graphics gr = logo.getGraphics();
…
Introducción
• En otro tipo de aplicaciones como en el caso
de las aplicaciones para dispositivos móviles,
también se pueden manipular gráficos de
formas muy similares.
• El 80% de los programas de aplicación de
J2ME (Java 2 Micro Edition) son juegos.
• Se sigue manipulando la clase Canvas con
sus respectivos métodos y algunas variantes.
Introducción
• En el caso de aplicaciones móviles se sigue
manejando la clase Graphics pero dentro de
otro paquete: javax.microedition.midlet.* y
javax.microedition.lcdui.*, dependiendo del
tipo de aplicación desarrollada.
• Las clases están dentro de diferentes
Frameworks, por lo que en aplicaciones de
J2SE no se pueden mezclar y confundir.
Introducción
• Las aplicaciones gráficas para móviles se
manejan muy parecido a lo que son
aplicaciones
convencionales,
sólo
es
necesario extender la clase MIDlet.
• La clase MIDlet tiene los métodos de
startApp(), pauseApp() y destroyApp(). Para
manipulación de gráficos se cuenta con el
método paint() y variantes.
Introducción
• Existen algunas APIs especiales para el
manejo de gráficos en dispositivos móviles
como
los
definidos
por
Nokia
(com.nokia.mid.ui) que contiene clases como
DirectGraphics.
• También se pueden manejar otro tipos de
elementos como multimedia, sprites, etc.
También se cuenta con la clase Graphic3D
para gráficas en 3D.
DirectX
• La forma estándar de dibujar en el sistema
operativo Windows es a través del GDI
(Graphic Device Interface) que forma un
anexo a la API Win32 y Win64.
• Actualmente se utiliza GDI+ que es una
versión simplificada de la API ampliamente
utilizada por .Net, se debe de utilizar el
nombre de espacio System.Drawing.
DirectX
• Algunas de las clases con las que se cuenta
en este namespace son: BitMap, Brush,
Brushes, Font, FontFamily, Graphics, Icon,
Image, Pen y Pens, Region, SolidBrush;
Enumeraciones como: FontStyle, Estructuras
como: Color, Point, PointF, Rectangle,
RectangleF, Size y SizeF.
• Tambien se sobreescribe
OnPaint() para dibujar.
el
método
DirectX.
• DirectX es un conjunto de componentes
creados por Microsoft para el manejo de
gráficos y sonidos de altas prestaciones
utilizado en sistemas gráficos robustos como
lo son videojuegos y algunas herramientas
de autoría.
• Se tiene acceso directo al conjunto de
instrucciones del microprocesador como
MMX, SSE, SSE2, 3DNow de AMD, etc.
DirectX
• Se puede manejar más fácilmente esta API
con el uso de algunas extensiones, tal es el
caso de .Net Framework en donde se
manejan clases de envolturas denominadas
MDX (Managed DirectX).
• Se debe incluir el espacio de nombres
microsoft.DirectX. Direct3D.
DirectX
• Algunas
clases
útiles
CustomVertex, Render, etc.
son
Device,
• DirectX es la base para la mayoría de los
juegos desarrollados en Windows. Por este
motivo, Microsoft ha diseñado un framework
denominado XNA para la programación de
videojuegos.
OpenGL
• Fue diseñada por SGI en 1992, es la librería
de gráficos más utilizada para el
procesamiento de imágenes en 3D.
• Se utiliza en todo tipo de arquitecturas,
desde Windows, Unix, Mac OS X hasta
consolas de videojuegos como PS3.
OpenGL
• Existen diversas APIs pero la más
estructuradas son con respecto a lenguajes
como C.
• Las funciones generalmente comienzan con
el
prefijo
gl.
Ejemplo:
glClear(),
glMatrixMode(), glTranslatef(), glFrustum(),
glBegin(), glColor3f(), glVertex3f(), glEnd().
OpenGL
• Existen extensiones de terceros para poder
realizar algunos cálculos especiales, por
ejemplo, para ciertas tarjetas de video 3D se
cuentan con funciones especiales.
• Actualmente la librería está cobrando un
costo módico por hacer uso de ella en
productos comerciales.
Java3D
• Es una API para procesamiento digital de
imágenes en 3D en lenguaje java, la cual
basa su funcionamiento en OpenGL o
DirectX.
• Se deriva del paquete javax.media.j3d.*
También se utilizan las clases java.awt.*, y
javax.vecmath.*
Java3D
• A continuación se describen de manera muy
generalizada algunas clases del framework
de Java3D:
• Transform3D:
Permite
transformaciones de figuras 3D.
definir
• Canvas3D: Es el elemento que nos permite
dibujar en pantalla las figuras geométricas.
Java3D
• BranchGroup: nos permite definir un
escenario compuesto de la agrupación de
varios elementos en pantalla.
• GraphicsConfiguration permite definir
obtener las características de la imagen.
y
• TransformGroup: permite definir un grupo de
figuras
3D
que
modificarán
su
comportamiento como si fueran una unidad.
¿Preguntas?