برمجة الرسوم ثلاثية الأبعاد في جافا

لاحظت وجود اهتمام ببرمجة الأبعاد الثلاثية من رواد المنتدى لهذا أحببت أن ألخص الخيارات الرئيسية تحت جافا والفرق بينها.

من المعلوم أهمية السرعة في التطبيقات ثلاثية الأبعاد. للحصول على السرعة في هذه التطبيقات على المبرمج أن يستفيد من التسريع ثلاثي الأبعاد في كرت الرسوميات. كيف ذلك؟ باستخدام لغة قياسية يدعمها مصنعي كروت الرسوميات. بهذا الأسلوب سيتولى كرت الرسوميات العمل بدلا من المعالج. لدينا خيارين في هذا المجال:

لغة OpenGL:

وهي المعيار في برمجة الرسوم المسرعة عتاديا وهي في الأصل من تصميم شركة سيليكون جرافكس إنترناشونال SGI. وهي موجودة منذ فترة طويلة ومدعومة جيدا في كروت الرسوميات الحالية للمستهلكين من ATI و nVidia كما أنها أساس كروت التسريع ثلاثي الأبعاد للمحترفين في التصميم والتطبيقات الصناعية و ال CAD. دعم OpenGL موجود في معظم نظم التشغيل وتتوفر مكتبات تطوير لها لمعظم لغات البرمجة الموجودة.

لغة DirectX:

من شركة ميكروسوفت ويعمل في ويندوز فقط وهو موجه أكثر إلى المستهلكين ومدعوم جيدا في كروت رسوميات المستهلكين. نضج كثيرا في آخر إصدارتين وهما الثامنة والتاسعة حيث قدم إمكانات متقدمة مثل مظللات الذرى Vertex Shaders و مظللات البكسلات Pixels Shaders. يمكن التطوير لDirectX باستخدام عدة التطوير له من ميكروسوفت التي تحوي المكتبات اللازمة للغات فيجوال ستوديو.

الآن نعود لجافا:

تطورت جافا في الإمكانات الموجهة للوسائط المتعددة والألعاب تطورا كثيرا خصوصا في السنة الأخيرة بعد الإصدارة 1.4 التي أتت مع نمط كامل الشاشة الحصري Full Screen Exclusive Mode كما تطورت المنصة عموما بمكتبات قوية مثل Java2D و Java3D و JOGL و JOAL و JAI و JMF و JInputحتى أصبحت المنصة خيارا قويا جدا ينصح به لتطوير الألعاب وظهرت (وستظهر قريبا) كتب عدة ممتازة في تطوير الألعاب تحت جافا.

بالنسبة للبرمجة ثلاثية الأبعاد فأهم الخيارات (يوجد غيرها) خياران:

Java3D:

تعتبر Java3D مكتبة للتطوير على المستوى العالي (High Level) وتعتمد أسلوب بنيوي (Structural) يعتمد وصف محتويات المشهد بوضعها داخل شجرة Tree بأسلوب كائني. Java3D مبنية فوق OpenGL أو DirectX (تتوفر نسختان) ولكن البرمجة تتم بال Java3D. ينصح باستخدام نسخة OpenGL حيث أن لها سمعة بأنها أكثر ثباتا.

JOGL:

Java OpenGL Binding

الخيار الحديث جدا هو استخدام هذه المكتبة التي توفر الوصول المباشر لأوامر OpenGL أي أن التطوير يتم على مستوى منخفض (Low Level).

المبرمجين المتمرسين في OpenGL يمكنه البرمجة فورا ويمكن نقل الكود المكتوب لOpenGL في ال C مثلا مباشرة لجافا مع تعديلات بسيطة جدا حيث أن هناك تناظر واحد لواحد و بنفس الأسماء للدوال. بسبب هذه الميزة أو العيب (يعتمد هلى أسلوب النظر) فإن JOGL ليس لها مذاق البرمجة الكائنية في جافا حيث أن المكتبة عبارة عن عدد لا يتجاوز أصابع اليد من الأصناف التي تحوي عددا خياليا بالآلاف من الطرق.

السرعة:

كلا المكتبتين تستخدمان JNI في استدعاء دوال أصيلة لذا لك أن تتوقع أداءا عالي السرعة وهذا صحيح ولكن JOGL أسرع من Java3D كما توقعت أنت ربما. يمكن تشبيه هذا الوضع بالفرق بين ال C و الأسمبلي. في الحقيقة فإن JOGL خارقة السرعة حيث أنه لا فرق يذكر في السرعة عند استخدام OpenGL تحت C لذا فهي مناسبة جدا لبرمجة دووم التالية. ولكن Java3D مناسبة أكثر للمطورين الأقل تمرسا في برمجة الرسوم على مستوى الرأس والمضلع المنخفض المطلوب في JOGL.

-------------------------------------------------

موارد مفيدة:

-------------------------------------------------

موقع OpenGL الرسمي:

http://www.opengl.org

موقع DirectX الرسمي:

http://www.microsoft.com/windows/directx/default.aspx

موقع Java3D الرسمي:

http://java.sun.com/products/java-media/3D/

موقع JOGL الرسمي:

https://jogl.dev.java.net/

JOGL صفحة التنزيل مباشرة:

https://jogl.dev.java.net/servlets/ProjectD...0&folderID=1045

انظر مايمكن عمله في JOGL:(مدهش)

https://jogl-demos.dev.java.net/

مقال Jumping Into JOGL:

http://today.java.net/lpt/a/29

موضوع How to: Getting Started with JOGL (ممتاز)

http://www.javagaming.org/cgi-bin/JGNetFor...58027992;start=

مسودة كتاب في برمجة الألعاب على الجافا ستنشره O'reilly مستقبلا: (ممتاز)

http://fivedots.coe.psu.ac.th/~ad/jg/

الكتاب الشهير في تعلم OpenGL ذو الإسم الرمزي الكتاب الأحمر من سيليكون جرافكس: (ممتاز)

http://fly.cc.fer.hr/~unreal/theredbook/

دروس NeHe الشهيرة في OpenGL:

http://nehe.gamedev.net/

إجابتي عن سؤال في كيفية عمل الكومبايل والتشغيل ل JOGL عموما و تحت JBuilder خصوصا:

/index.php?showtopic=45895

منتدى JavaGaming:

http://www.javagaming.org

موقع جيد في برمجة الألعاب عموما:

http://www.gamedev.net/