Григорьев С.В. Компьютерная графика. Часть I. Программирование Flash API на ActionScript 2.0. Лабораторный практикум

Подождите немного. Документ загружается.

2). Создать приложение для иллюстрации динамического изменения цвета

закрашивания объекта в зависимости от расположения источника света.

Порядок выполнения работы:

1. Создайте новый проект с названием "lab11".

2. Используйте классы Main, Graphics2D, Graphics3D и Matrix из

предыдущей лабораторной работы.

3. Создайте новый класс Light.

4. В конструкторе класса необходимо создать объект light, свойства

которого будут влиять на затемнение трёх граней одновременно. Их

закрашивание будет происходить разными оттенками одного цвета (рис. 14).

Рис. 14. Вращение куба по оси Y с применением модели освещения

5. Инициализирующийся объект light в конструкторе класса должен хранить

координаты (переменные x, y, z), степень освещения (переменная lightness), а

также длину вектора нормали для освещаемой грани (переменная normal):

light = new Object();

light.x = x;

light.y = y;

light.z = z;

light.lightness = lightness;

light.normal = Math.sqrt(light.x*light.x+light.y*light.y+light.z*light.z);

6. Метод setLight() будет изменять составляющие RGB-палитры цвета:

public function setLight(vertices:Array, target:Number) {

var rgb:String = target.toString(16);

var shade:Number = setShade(vertices);

var r:Number = parseInt(rgb.substr(0, 2), 16)*shade;

var g:Number = parseInt(rgb.substr(2, 2), 16)*shade;

var b:Number = parseInt(rgb.substr(4, 2), 16)*shade;

return r << 16 | g << 8 | b;

}

7. Метод setShade() будет возвращать коэффициент затемнения в

зависимости от взаимного расположения трёх "освещаемых" граней с одной

общей вершиной, передаваемых массивом vertices:

private function setShade(vertices:Array) {

var u:Array = [(vertices[0].x-vertices[1].x),(vertices[0].y-

Êvertices[1].y), (vertices[0].z-vertices[1].z)];

var v:Array = [(vertices[1].x-vertices[2].x), (vertices[1].y-

Êvertices[2].y), (vertices[1].z-vertices[2].z)];

var p:Array = [((u[1]*v[2])-(u[2]*v[1])), -((u[0]*v[2])-

Ê(u[2]*v[0])), ((u[0]*v[1])-(u[1]*v[0]))];

var normal:Number = Math.sqrt((p[0]*p[0])+(p[1]*p[1])+(p[2]*p[2]));

var vector:Number = ((p[0]*light.x)+(p[1]*light.y)+(p[2]*light.z));

return ((Math.acos(vector/(normal*light.normal))/

ÊMath.PI)*light.lightness/100);

}

8. Для того, чтобы применить методы класса Light к закрашиванию граней

куба, необходимо сначала определить объект с помощью метода setLight():

public function setLight(x:Number, y:Number, z:Number, lightness:Number) {

light = new Light(x, y, z, lightness);

}

9. Для закрашивания граней используйте переменную rgb массива depths:

rgb = light.setLight([vertex3D[zPolygon[0]], vertex3D[zPolygon[1]],

Êvertex3D[zPolygon[2]]], rgb);

Контрольные вопросы:

1). Что происходит в методе setLight() класса Light?

2). В каких случаях используется команда return() в конце метода?

3). Для чего используются массивы u, v, p в методе setShade() класса Light?

4). Возможна ли ошибка при использовании разных методов (в данном

случае setLight()) в разных классах одного проекта?

5). Как можно охарактеризовать вектор, представляющий нормаль, длина

которой рассчитывается для объекта light?

Лабораторная работа 12

Моделирование полигональных объектов

Цель работы:

1). Изучить построение более сложных полигональных моделей; метод

скрытия невидимых граней при рисовании проекции трёхмерных объектов.

2). Создать приложение для управления вращением сложного

многогранника (24 вершины, четырёхугольные и треугольные полигоны).

Порядок выполнения работы:

1. Создайте новый проект с названием "lab12".

2. Используйте классы и методы предыдущей работы.

3. Создайте на основе куба из предыдущей работы многогранник по

следующей схеме (рис. 15): добавьте четырёхугольники на одинаково

удалённом расстоянии от граней куба; соедините вершины соседних

четырёхугольников новыми полигонами; там, где требуется заполнить зазор

треугольниками, используйте обозначение полигонов следующим образом:

object.setPolygon(a, b, c, a, rgb, alpha);

4. Для закрашивания граней используйте один и тот же цвет 0xff0099.

1 2 3

Рис. 15. Этапы построения многогранника

с включённым (1, 2) и выключенным (3) свойством cullFace

5. Для оптимизации вывода графики на экран вручную удалите все

невидимые (скрытые) полигоны, а также в классе Graphics3D создайте новый

метод setCull(), и прототип для логической переменной cullFace, который

можно использовать для включения (true) или выключения (false) этого

свойства в классе Main:

private function setCull(x:Array, y:Array) {

if (cullFace) {

var acx = x[2]-x[0];

var acy = y[2]-y[0];

var bcx = x[1]-x[2];

var bcy = y[1]-y[2];

return (acx*bcy<acy*bcx);

}

6. Рисование должно происходить при выполнении следующего условия:

if (!setCull([vertex2D[zPolygon[0]].x, vertex2D[zPolygon[1]].x,

Êvertex2D[zPolygon[2]].x], [vertex2D[zPolygon[0]].y,

Êvertex2D[zPolygon[1]].y, vertex2D[zPolygon[2]].y])) {

...

}

Контрольные вопросы:

1). Какую функцию выполняет переменная cullFace?

2). Что происходит при рисовании треугольника по четырём точкам?

3). Сколько полигонов требуется для построения данного многогранника?

4). Почему для закрашивания граней рекомендуется один и тот же цвет?

5). Как понимается прототип переменной cullFace в объектно-

ориентированной модели языка ActionScript 2.0?

Лабораторная работа 13

Текстурирование трёхмерных объектов

Цель работы:

1). Изучить методы трансформации графических объектов с помощью

аффинных преобразований для текстурирования трёхмерных объектов.

2). Создать приложение для управления вращением текстурированного

куба, изображающего игральную кость.

Порядок выполнения работы:

1. Для нового проекта "lab13" создайте новый класс Texture.

2. В классе Texture необходимо описать два метода: load() – для загрузки

текстур, setDistortion() – для искажения текстуры при вращении:

var size:Number = 256;

...

public function load(target:MovieClip, path:String) {

var n:Number = target.getNextHighestDepth();

var holder:MovieClip = target.createEmptyMovieClip("holder"+n, n);

var sample:MovieClip = holder.createEmptyMovieClip("sample"+n, n);

sample.loadMovie(path);

return (sample);

}

public function setDistortion(target:MovieClip, vertices:Array) {

var dx1:Number = vertices[2].x-vertices[0].x;

var dy1:Number = vertices[2].y-vertices[0].y;

var dx2:Number = vertices[1].x-vertices[0].x;

var dy2:Number = vertices[1].y-vertices[0].y;

var a1:Number = Math.atan2(dy1, dx1)*180/Math.PI;

var a2:Number = Math.atan2(dy2, dx2)*180/Math.PI;

var a3:Number = (a1-a2)/2;

var cos:Number = Math.cos(Math.PI/180*(45-a3));

var sin:Number = Math.sin(Math.PI/180*(45-a3));

target._parent._rotation = a1-90-a3;

target._parent._x = vertices[0].x;

target._parent._y = vertices[0].y;

target._parent._xscale = (cos-sin)*100;

target._parent._yscale = (cos+sin)*100;

target._rotation = 45;

target._xscale = Math.sqrt(dx2*dx2+dy2*dy2)*100/size;

target._yscale = Math.sqrt(dx1*dx1+dy1*dy1)*100/size;

}

3. В методе setPolygon() вместо значения цвета будет передан путь к файлу

с текстурой, для этого необходимо изменить его код следующим образом:

texture = new Texture();

var textures:MovieClip = texture.load(this, path);

polygons.push({vertices:[a, b, c, d], textures:textures, alpha:alpha});

4. Освободите метод render() от переменной focalLength и расчёта scale.

5. В цикле рисования метода render() необходимо добавить переключение

глубины для сортировки отображения объектов, а также обращение к методу

setDistortion() из массива текстур:

depths[i][0].textures._parent.swapDepths(i);

texture.setDistortion(depths[i][0].textures, [vertex2D[zPolygon[0]],

Êvertex2D[zPolygon[1]], vertex2D[zPolygon[3]]]);

6. Скопируйте файлы текстур в формате JPEG в папку проекта вместе с

компилированным файлом формата SWF. Проверьте динамическую загрузку

файлов текстур на модель (рис. 16).

Рис. 16. Три положения текстурированного куба

Контрольные вопросы:

1). Можно ли записать все преобразования текстуры в виде матрицы?

2). Для чего используется два объекта MovieClip для хранения текстур?

3). Почему в данной работе нужно избавиться от переменной focalLEngth?

4). Какие нужны методы для искажения текстуры в перспективе?

5). Каким образом можно было бы создавать тень на текстуре?

Вопросы для отчёта по лабораторным работам 10-13:

1). Предоставьте окончательный вариант листинга класса Graphics3D с

объяснением всех указанных в нём методов.

2). Предоставьте листинг класса Matrix, дополнив его методами для

масштабирования объекта вдоль осей X, Y и Z – scaleX, scaleY и scaleZ.

3). Предоставьте листинг класса Light.

4). Предоставьте листинг класса Texture с объяснением решения задачи,

поставленной в вопросе 5 для лабораторной работы 13.

Лабораторная работа 14

Чтение внешних данных методами класса XML

Цель работы:

Построить класс ActionScript 2.0 с названием LoadScene, расширяющий

класс XML для чтения и визуализации данных о свойствах сцены и

графических объектов на ней.

Основные положения по выполнению работы:

1. Приложение должно читать файл формата XML по указанному пути,

полная DTD-схема которого представлена ниже, и извлекать из него

следующие данные: background – данные о свойствах фона; mesh – данные о

свойствах модели; textures – ссылки на файлы текстур; materials – данные о

цвете и прозрачности закрашивания граней (материалы); vertices и polygons –

соответственно данные о вершинах и гранях:

<!ELEMENT scene (mesh|background)*>

<!ELEMENT background (type|ratios|alphas|colors)*>

<!ELEMENT colors (#PCDATA)> <!ELEMENT alphas (#PCDATA)>

<!ELEMENT ratios (#PCDATA)> <!ELEMENT type (#PCDATA)>

<!ELEMENT mesh (textures|materials|polygons|vertices)*>

<!ELEMENT vertices (v)*> <!ELEMENT v (#PCDATA)>

<!ELEMENT polygons (p)*> <!ELEMENT p (#PCDATA)>

<!ELEMENT materials (m)*> <!ELEMENT m (#PCDATA)>

<!ELEMENT textures (t)*> <!ELEMENT t (#PCDATA)>

2. Данные о вершинах, гранях и материалах, хранящиеся соответственно в

тегах <v>, <p> и <m> должны быть записаны группой значений через

пробел, разделять которые в массивы можно с помощью метода split() класса

String.

Лабораторная работа 15

Применение методов искусственного интеллекта

Цель работы:

Построить приложение, иллюстрирующее алгоритм искусственного

интеллекта Крейга Рейнольдса (алгоритм BOIDS) на примере стаи свободно

движущихся рыб, подплывающих к неподвижному трёхмерному

текстурированному ящику, и расплывающихся при малейшем его движении с

помощью указателя мыши.

Основные положения по выполнению работы:

1. Сцена, иллюстрирующая подводную среду с вращающимся трёхмерным

текстурированным ящиком (рис. 17) загружается из файла “crate.xml”

(включая такие элементы сцены, как фоновый рисунок, изображающий воду,

разные типы водорослей и модель ящика с текстурами из внешних файлов).

Рис. 17. Внешнее представление игровой сцены

2. Двумерные графические объекты (рыбы) в произвольном количестве

загружаются из файла FLA и имеют привязку к классу Fish (поле AS 2.0 Class

в диалоговом окне Convert to Symbol), в котором определены методы

алгоритма, характеризующие поведение рыб.

3. Пока ящик неподвижен, рыбы, численность которых постоянно

увеличивается, приближаются на некоторое близкое расстояние к нему.

Рыбы появляются за пределами сцены и приближаются к центру с разными

скоростями, никогда не пересекаясь. Как только ящик приводится в

движение (с помощью указателя мыши), рыбы разворачиваются и стаями

"уплывают" за пределы сцены, где соответствующие им объекты типа

MovieClip автоматически удаляются.

4. Для данной работы также можно использовать классы предыдущих

работ, такие как Motion, Collision, Spring, Graphics2D, Graphics3D, Matrix,

Texture и другие.

Библиографический список

Flash MX Studio: справочник профессионала / Д. Болдуин, Дж.

Макдоналд, К. Петерс [и др.]. – М.: ЭКОМ, 2003. – 687 с.

Брумбах-Дункан Ш. Macromedia Flash 5 на примерах / Ш. Брумбах-

Дункан. – М.: Вильямс, 2001. – 364 с.

Бхангал Ш. Flash. Трюки. 100 советов и рекомендаций профессионала /

Ш. Бхангал. – СПб.: Питер, 2005. – 460 с.

Гурвиц М. Использование Macromedia Flash MX / М. Гурвиц, Л. Маккейб.

– М.: Вильямс, 2003. – 702 с.

Гурский Д.А. ActionScript 2: программирование во Flash MX 2004 / Д. А.

Гурский. – СПб.: Питер, 2004. – 1088 с.

Гурский Д.А. Flash MX 2004 и ActionScript 2.0: обучение на примерах / Д.

А. Гурский, Ю.А. Гурский. – Минск: Новое знание, 2004. – 448 с.

Лотт Дж. Flash. Сборник рецептов / Дж. Лотт – М.: Русская редакция;

СПб.: Питер, 2007. – 544 с.

Мук К. Основы ActionScript 2.0. / К. Мук. – М.: Символ, 2006. – 576 с.

Мук К. ActionScript для Flash MX. Подробное руководство. / К. Мук. – 2-е

изд. – М.: Символ, 2004. – 1120 с.

Пэрент Р. Компьютерная анимация. Теория и алгоритмы / Р. Пэрент. –

М.: Кудиц-Образ, 2004. – 560 с.

Рейнхардт Р. Macromedia Flash MX 2004: Библия пользователя / Р.

Рейнхардт, С. Дауд. – М.: Диалектика, 2005. – 1311 с.

Шампандар А.Дж. Искусственный интеллект в компьютерных играх /

А.Дж. Шампандар. – М.: Диалектика-Вильямс, 2007. – 768 с.

КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

Часть I. Программирование Flash API на ActionScript 2.0

Лабораторный практикум

Составитель

Григорьев Станислав Валентинович

Подготовила к печати Е.М. Куликова

Компьютерный набор и вёрстка С.В. Григорьев

Подписано в печать 06.10.2008. Формат 60 x 84 / 16.

Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,5.

Уч.-изд. л. 2,75. Тираж 100 экз. Зак. 436. Поз. плана 384.

ИД № 06506 от 26.12.2001

Иркутский государственный технический университет

664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83