Реализация трехмерной модели для мобильной платформы Android

bin - каталог сборки приложения. При компиляции приложения Android получается сборка, размещаемая в этом каталоге.

res - содержит структуру папок ресурсов приложения. Наименование каждой папки определяет тип ресурсов, которые она должна содержать. Например, папка res/drawable-ldpi предназначается для файлов изображений, которые будут применяться на экранах низкой плотности. Папка res/values - для строковых ресурсов, цвета и размеров. Папка res/layout - для файлов компоновки экрана. В Android множество видов ресурсов.

AndroidManifest - файл, который указывает точку входа в приложение. Служит для задания общей информации о приложении. Определения атрибутов приложения. Запроса прав доступа к определенным критическим операциям и другой информации. Данный файл называется файлом описания, или файлом манифеста.

protect.properties - содержит параметры проекта, например версию API. Файл создается автоматически и не может быть удален: 

# Project target.

target=android-8

 

3. Реализация трехмерной модели куба.

3.1. Построение трехмерной модели куба.

Построение трехмерной модели куба с использованием библиотеки OpenGL ES. Начало координат находится в левом нижнем углу экрана.

protected void onDraw(Canvas canvas) {

        Vector3D t[]  = new Vector3D[8];

        double avgZ[] = new double[6];

        int order[] = new int[6];

 

        for( int i = 0; i < 8; i++ ) {

           

            t[i] = vertices[i].rotateX(ax).rotateY(ay).rotateZ(az);

 

           

            t[i] = t[i].project(getWidth(), getHeight(), 256, 4);

        }

 

      

        for( int i = 0; i < 6; i++ ) {

            avgZ[i] = (t[faces[i][0]].z + t[faces[i][1]].z + t[faces[i][2]].z + t[faces[i][3]].z) / 4;

            order[i] = i;

        }

 

     

        for( int i = 0; i<=4; i++)

        {

         int iMax = i;

            for( int j = i + 1; j<=5; j++) 

            {

             if (avgZ[j]>avgZ[iMax] ) {

                    iMax = j;

                }

            }

            if( iMax != i ) {

                double dTmp = avgZ[i];

                avgZ[i] = avgZ[iMax];

                avgZ[iMax] = dTmp;

 

                int iTmp = order[i];

                order[i] = order[iMax];

                order[iMax] = iTmp;

            }

        }

 

        canvas.drawColor(Color.BLACK);

 

        Paint paint = new Paint();

        paint.setColor(Color.WHITE);

        paint.setStyle(Style.FILL);

 

       

 

        for( int i = 0; i < 6; i++ ) {

            int index = order[i];

 

            Path p = new Path();

            p.moveTo((float)t[faces[index][0]].x, (float)t[faces[index][0]].y);

            p.lineTo((float)t[faces[index][1]].x, (float)t[faces[index][1]].y);

            p.lineTo((float)t[faces[index][2]].x, (float)t[faces[index][2]].y);

            p.lineTo((float)t[faces[index][3]].x, (float)t[faces[index][3]].y);

            p.close();

 

            paint.setColor(colors[index]);

            canvas.drawPath(p, paint);

        }

    }

 

 

 3.2. Движение 3D объектов.

Движение в трехмерном пространстве может быть выражено в  виде матриц. Рассмотрим на примере куба. Его можно представить в виде формул:

x ′ = x + Tx , y ′ = y + Ty и z ′ = z + Tz

Вращение по оси z.          

cos(a)	-sin(a)	0	0
sin(a)	cos(a)	0	0
0	0	1	0
0	0	0	1

 

Вращение по оси x.

1	0	0	0
0	cos(a)	-sin(a)	0
0	sin(a)	cos(a)	0
0	0	0	1

Вращение по оси y.

cos(a)	0	sin(a)	0
0	1	0	0
-sin(a)	0	cos(a)	0
0	0	0	1

 

Вращение во всех направлениях.

cos(b)cos(c)-sin(a)sin(b)sin(c)	-coc(b)sin(c)+sin(a)sin(b)cos(c)	sin(b)coc(a)	0
sin(c)cos(a)	cos(c)cos(a)	-sin(a)	0
-sin(b)cos(a)+cos(b)sin(a)sin(c)	sin(c)sin(b)+cos(b)sin(a)cos(c)	cos(a)cos(b)	0
0	0	0	1

 

В программе это реализовано следующим образом:

public Vector3D rotateX(double angle) {

        double rad, cosa, sina, yn, zn;

 

        rad = angle * Math.PI / 180;

        cosa = Math.cos(rad);

        sina = Math.sin(rad);

        yn = this.y * cosa - this.z * sina;

        zn = this.y * sina + this.z * cosa;

 

        return new Vector3D(this.x, yn, zn);

    }

 

    public Vector3D rotateY(double angle) {

        double rad, cosa, sina, xn, zn;

 

        rad = angle * Math.PI / 180;

        cosa = Math.cos(rad);

        sina = Math.sin(rad);

        zn = this.z * cosa - this.x * sina;

        xn = this.z * sina + this.x * cosa;

 

        return new Vector3D(xn, this.y, zn);

    }

 

    public Vector3D rotateZ(double angle) {

        double rad, cosa, sina, xn, yn;

 

        rad = angle * Math.PI / 180;

        cosa = Math.cos(rad);

        sina = Math.sin(rad);

        xn = this.x * cosa - this.y * sina;

        yn = this.x * sina + this.y * cosa;

 

        return new Vector3D(xn, yn, this.z);

    }

 

3.3 Управление моделью.

Занимаясь программированием  под Android необходимо знать, как взаимодействовать с сенсорным экраном. Управление движением осуществляется жестами. В программе это реализовано так:

public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {

        if( event.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN ) {

            lastTouchX = event.getX();

            lastTouchY = event.getY();

        }else if( event.getAction() == MotionEvent.ACTION_MOVE ) {

            float dx = (event.getX() - lastTouchX) / 30.0f;

            float dy = (event.getY() - lastTouchY) / 30.0f;

            ax += dy;

            ay -= dx;

            postInvalidate();

        }

        return true;

    }

 

Заключение.

Результатом этой курсовой работы является демонстрационная программа  «Трехмерная модель куба для мобильной  платформы Android».

В первой главе курсовой работы были изучены основные средства, используемые для разработки мобильных  приложений, в частности, язык программирования Java, среда разработки Eclipse, а также наибольшее внимание уделено библиотеке OpenGL ES для программирования под Android.

Во второй части рассмотрена  структура проекта. для наиболее целостного преставление о программирования для данной мобильной платформы.

Третья глава посвящена  пошаговому описанию реализации модели куба.

В данной курсовой работе рассмотрена  модель куба. В дальнейшем пользуясь полученными знаниями возможно построение других трехмерных моделей.

 

 

Список литературы.

1. http://developer.android.com.
2. Google Android. Программирование для мобильных устройств, А.Л. Голощапов.
3. Pro OpenGL ES for Android , Mike Smithwick, Mayank Verma.
4. http://Opengl.org.com.