JavaFX 8 3D 动画

Question

我正在制作一个小的 JavaFX 8 项目。我需要一些建议如何正确地制作动画。关于项目的一些事情。这是一个程序，它通过磁场动画带电粒子的流动。所有需要的值都取自用户将它们放入文本字​​段的 GUI。单击按钮后，我们将转移到 3D 场景，其中我的点显示为 Sphere，所有值都已设置。并且字段线打印在它的目录中。

问题是如何做propper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平面的运动应该是线性的，速度相同。 XY 平面中的运动应该是圆形的。我可以使用路径转换吗？

我的愿景是创建通过路径绘制球体的刻度动画。再打勾，下一个球体将使用由平移向量计算的新坐标绘制。

Answer 1

这可以使用PathTransition 吗？不，javafx 中的路径是 2 维的，但您需要 3D 运动。

请注意，球坐标也不是描述这种运动的好坐标系，因为角度的计算有点复杂。

更适合的坐标系是圆柱体坐标。

您可以使用多个变换并使用 Timeline 动画为它们设置动画来实现这种运动：

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当地移动Sphere：

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：变换应用的顺序与它们在 transforms 列表中出现的顺序相反。

---

或者，您可以编写一个可与​​圆柱坐标参数一起使用的助手，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();
}