JavaFX 8 3D 动画

Question

我正在制作一个小型 JavaFX 8 项目。我需要一些如何正确制作动画的建议。关于项目的一些事情。这是一个动画带电粒子通过磁场的流动的程序。所有需要的值都取自 GUI，用户将它们放入文本字​​段中。单击按钮后，我们将转移到 3D 场景，其中我的点显示为球体，所有值均已设置。并且字段行打印在它的目录中。

问题是如何制作合适的动画。我试图使用我的 Sphere X Y Z 坐标，但找不到任何设置这些坐标的方法。 Z平面上的运动应该是具有相同速度的线性运动。 XY 平面上的运动应该是圆形的。我可以通过路径转换来实现吗？

我的愿景是创建通过路径绘制球体的刻度动画。进一步勾选后，将使用平移 vector 计算出的新坐标绘制下一个球体。

Answer 1

使用PathTransition可以实现这一点吗？不，javafx 中的路径是 2 维的，但您需要 3D 运动。

请注意，球体坐标也不是描述此类运动的良好坐标系，因为角度的计算有点复杂。

更适合的坐标系是圆柱坐标。

您可以使用多个变换并使用 Timeline 动画对这些变换进行动画处理，以实现这种运动:

private static void animateSphere(Sphere sphere) {
    Rotate rot = new Rotate();
    Translate radiusTranslate = new Translate(50, 0, 0);
    Translate zMovement = new Translate();

    sphere.getTransforms().setAll(zMovement, rot, radiusTranslate);
    Timeline tl = new Timeline(
            new KeyFrame(Duration.ZERO,
                         new KeyValue(zMovement.zProperty(), 0d),
                         new KeyValue(rot.angleProperty(), 0d)),
            new KeyFrame(Duration.seconds(4),
                         new KeyValue(zMovement.zProperty(), 900d, Interpolator.LINEAR),
                         new KeyValue(rot.angleProperty(), 720, Interpolator.LINEAR))
    );
    tl.setCycleCount(Timeline.INDEFINITE);
    tl.play();
}

@Override
public void start(Stage primaryStage) {
    Sphere sphere = new Sphere(30);

    Pane root = new Pane(sphere);

    Scene scene = new Scene(root, 400, 400, true);
    PerspectiveCamera camera = new PerspectiveCamera();
    camera.setTranslateZ(-10);
    camera.setTranslateX(-500);
    camera.setTranslateY(-200);
    camera.setRotationAxis(new Point3D(0, 1, 0));
    camera.setRotate(45);
    scene.setCamera(camera);

    animateSphere(sphere);

    primaryStage.setScene(scene);
    primaryStage.show();
}

您的运动是螺旋运动，因此以下变换组合将适本地移动球体:

1. 按半径平移(z 分量 0)
2. 旋转到合适的角度
3. 沿 z 方向平移

注意:变换的应用顺序与变换列表中出现的顺序相反。

<小时/>

或者，您可以编写一个可与​​柱面坐标参数一起使用的帮助程序，并编写适当的 x、y 和 z 值:

public class CylinderCoordinateAdapter {

    private final DoubleProperty theta = new SimpleDoubleProperty();
    private final DoubleProperty radius = new SimpleDoubleProperty();
    private final DoubleProperty h = new SimpleDoubleProperty();

    private static final Point3D DEFAULT_AXIS = new Point3D(0, 0, 1);
    private Point3D axis2;
    private Point3D axis3;

    private final ObjectProperty<Point3D> axis = new SimpleObjectProperty<Point3D>() {

        @Override
        public void set(Point3D newValue) {
            newValue = (newValue == null || newValue.equals(Point3D.ZERO)) ? DEFAULT_AXIS : newValue.normalize();

            // find first value ortogonal to axis with z = 0
            axis2 = newValue.getX() == 0 && newValue.getY() == 0 ? new Point3D(1, 0, 0) : new Point3D(-newValue.getY(), newValue.getX(), 0).normalize();

            // find axis ortogonal to the other 2
            axis3 = newValue.crossProduct(axis2);
            super.set(newValue);
        }
    };

    public CylinderCoordinateAdapter(WritableValue<Number> x, WritableValue<Number> y, WritableValue<Number> z) {
        Objects.requireNonNull(x);
        Objects.requireNonNull(y);
        Objects.requireNonNull(z);
        axis.set(DEFAULT_AXIS);
        InvalidationListener listener = o -> {
            Point3D ax = axis.get();
            double h = getH();
            double theta = getTheta();
            double r = getRadius();

            Point3D endPoint = ax.multiply(h).add(axis2.multiply(Math.cos(theta) * r)).add(axis3.multiply(Math.sin(theta) * r));

            x.setValue(endPoint.getX());
            y.setValue(endPoint.getY());
            z.setValue(endPoint.getZ());
        };
        theta.addListener(listener);
        radius.addListener(listener);
        h.addListener(listener);
        axis.addListener(listener);

        listener.invalidated(null);
    }

    public final Point3D getAxis() {
        return this.axis.get();
    }

    public final void setAxis(Point3D value) {
        this.axis.set(value);
    }

    public final ObjectProperty<Point3D> axisProperty() {
        return this.axis;
    }

    public final double getH() {
        return this.h.get();
    }

    public final void setH(double value) {
        this.h.set(value);
    }

    public final DoubleProperty hProperty() {
        return this.h;
    }

    public final double getRadius() {
        return this.radius.get();
    }

    public final void setRadius(double value) {
        this.radius.set(value);
    }

    public final DoubleProperty radiusProperty() {
        return this.radius;
    }

    public final double getTheta() {
        return this.theta.get();
    }

    public final void setTheta(double value) {
        this.theta.set(value);
    }

    public final DoubleProperty thetaProperty() {
        return this.theta;
    }

}

private static void animateSphere(Sphere sphere) {
     CylinderCoordinateAdapter adapter = new CylinderCoordinateAdapter(
            sphere.translateXProperty(),
            sphere.translateYProperty(),
            sphere.translateZProperty());

    adapter.setRadius(50);

    Timeline tl = new Timeline(
            new KeyFrame(Duration.ZERO,
                         new KeyValue(adapter.hProperty(), 0d),
                         new KeyValue(adapter.thetaProperty(), 0d)),
            new KeyFrame(Duration.seconds(4),
                         new KeyValue(adapter.hProperty(), 900d, Interpolator.LINEAR),
                         new KeyValue(adapter.thetaProperty(), Math.PI * 4, Interpolator.LINEAR))
    );
    tl.setCycleCount(Timeline.INDEFINITE);
    tl.play();
}