利用Java 3D技术播放动画之QTJ技术_JAVA开发_学习笔记★闵涛★计算机学习电脑编程软硬件技巧


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利用Java 3D技术播放动画之QTJ技术

作者：闵涛文章来源：闵涛的学习笔记点击数：877 更新时间：2009/4/22 23:29:38

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　　在第一部分内容中，我描述了怎样借助Java 媒体框架（JMF）的帮助实现在一个Java 3D场景中播放动画片断。其实现主要使用了模型-视图-控制器设计模式：

　　· 动画屏幕是视图元素，由JMFMovieScreen类描述。

　　· 动画是模型部分，由JMFSnapper类所管理。

　　· 一个Java 3D Behavior类TimeBehavior是控制器，由它完成从动画中的周期性帧检索，然后在屏幕上画出。

　　在这篇文章中，我将revisit该动画组件，用 QuickTime for Java (QTJ)来重新实现之。QTJ在QuickTime API之上提供了一个面向对象的Java 层，使之有可能实现播放，编辑和创建QuickTime 动画；捕获音频与视频；执行2D和3D动画。QuickTime在Mac 和Windows上平台都可以使用。关于QTJ的安装，文档和举例的细节信息请参见developer.apple.com/quicktime/qtjava。

　　由QTJ 来取代JMF 设计模式的结果对应用程序影响很小-只有动画类JMFSnapper分离出来，由QuickTime for Java版本的QTSnapper所代替。

　　图 1展示了QTJ 版本的Movie3D应用程序中的两幅屏幕快照，其中右边的那幅是屏幕从后面看上去的视图。

图 1.QTJ Movie3D应用程序中的两幅视图
　　如果快点回顾一下第一部分中的图1，你会发现基于QTJ的应用程序和JMF 版本的实现没有太明显的区别。

　　但是，如果细致比较一下这两处执行程序会发现有两个变化：QTJ版本的动画像素化pixelation 更明显，且播放速度更慢些。像素化的出现是由于原始的动画被从MPEG 格式翻译成QuickTime的MOV格式所致，可以借助于一个更好的转换工具来实现修补。速度问题更为根本性：它与QTSnapper的基本实现有关。

　　该文中主要涉及到：

　　·讨论QTSnapper实现中的两种主要方法。一种方法是把动画的每一帧都着色到屏幕上去，另一种方法是基于当前时间选择一帧。后一种方法意味着，可以跳过一些帧，使得动画颤动一点，但是却使动画播放速度加快。

　　·介绍几种简单的帧/秒（FPS）计算方法，我将用之来判断不同实现方式的相对速度的不同，并用来检测跳过的帧。

　　我不会再细致地介绍动画屏幕和动画更新行为，因为这些与第一部分中是一致的。

　　下面我将详细介绍的是我应用在QTSnapper中的用于从动画中提取帧的QTJ技术。

　　1. 程序实现中的两幅轮廓图

　　下面的图2描述了该应用程序中的场景图。

图 2. Movie3D场景图
　　该图几乎和第一部分中的一模一样。

　　QuickTime动画由QTSnapper类负责装载。动画屏幕由QTMovieScreen创建，它管理一个放置在跳棋盘地板上的Java 3D四边形。每隔40毫秒，TimeBehavior 对象调用QTMovieScreen中的nextFrame()方法一次，该方法调用中QTSnapper 的getFrame()方法来取得动画中的一帧，该帧最后被放置到由QTMovieScreen管理的四边形上。

　　JMFSnapper和QTSnapper之间有一个重要的不同。JMFSnapper返回当前正播放动画的当前帧，而QTSnapper依赖于一个递增的索引值返回动画中的当前帧。

　　例如，当getFrame()在JMFSnapper中被反复调用时，它可以检索帧1,3，6,9，11，等等，具体依赖于调用的方法和动画的播放速度。当在QTSnapper中调用getFrame()时，它将返回帧1,2，3,4，等等。

　　下面的图3描述了该应用程序的UML类图，其中仅显示了类的公共方法。

图 3. Movie3D类图
　　除了动画屏幕QTMovieScreen类和动画QTSnapper类名字的区别外，这里的应用程序类继承图与第一部分中的没有区别。事实上，只有Snapper类的内部实现变更了一些。

　　把应用程序从JMF Movie3D版本迁移到QTJ版本要求代替Snapper类。另外，还需要把动画屏幕类中的两行代码改变一下，其中声明了Snapper 类并被实例化：

//全局变量定义
private QTSnapper snapper; //以前是JMFSnapper
//在构造器中以fnm方式装入动画
snapper = new QTSnapper(fnm);
　　这两处变化是把JMFMovieScreen 改名为QTMovieScreen的唯一原因。

　　所有该示例的代码以及本文的一个早期版本，都能在KGPJ website处找到。

　　2. 一部帧到帧Frame-By-Frame 的动画

　　理解了QTSnapper的内部工作机理，有助于对QuickTime动画的结构有一个基本了解。每个动画可能由多个音频和视频轨道合成，而在时间上相重叠。下图4展示了这种基本思想。

图 4.一个QuickTime动画的内部结构
　　每个轨道管理自己的数据，如它包含的媒体的类型和媒体本身。该媒体容器具有它自己的数据结构，包括持续时间和播放速率（也就是，每秒要显示多少个样本）。这里的媒体实际上是一系列的样本（或者帧），第一个样本从时间0开始（with respect to media time）。样本被索引化了，如第一个样本在位置1处（而不是0）。

　　简化后的QuickTime轨道和媒体结构如下图5所示。