jMonkeyEngine 入門

1. 簡介

jMonkeyEngine是一個現代的、開發人員友好的遊戲引擎，我們可以使用它來用 Java 建立遊戲或其他 3D 應用程式。

在本教程中，我們將研究 jMonkeyEngine，了解它是什麼、我們可以用它做什麼以及如何使用它。

2.依賴項

在使用 jMonkeyEngine 之前，我們需要**在我們的建置中**包含最新版本，目前是 3.7.0-stable 。

我們可以用兩種主要方法來解決這個問題。我們可以手動設定我們的構建，並根據需要添加正確的依賴項。另外，jMonkeyEngine 提供了一個 Initializer（類似於 Spring Initializr），我們可以在其中回答一些問題並下載現成的項目。

除此之外，jMonkeyEngine 還提供了我們專案的 SDK。它建立在 NetBeans 之上，並添加了額外的工具和整合以簡化開發。然而，如果願意的話，我們也可以使用任何其他 IDE。

2.1.初始化器

最簡單的開始方式是使用https://jmonkeyengine.org/start/提供的初始化程序網頁：

在這個頁面上，我們需要填寫幾個簡單的問題。我們需要指定的最低限度是：

• Application Name
• Platform —無論我們的目標是桌面、Android 還是 VR
• Deployment －對於桌面平台，我們是否希望支援部署到 Windows、macOS 還是 Linux

然後我們可以下載一個可以立即使用的啟動專案。它帶有 Gradle 建置設定、應用程式的主類別以及所選平台的啟動腳本：

├── README.txt

 ├── build.gradle

 ├── gradle

 │   └── wrapper

 │   ├── gradle-wrapper.jar

 │   └── gradle-wrapper.properties

 ├── gradlew

 ├── gradlew.bat

 ├── scripts

 │   └── desktopDeployment

 │   ├── BaeldungTesting.bat

 │   ├── BaeldungTesting.command

 │   └── BaeldungTesting.sh

 ├── settings.gradle

 └── src

 └── main

 └── java

 └── com

 └── baeldung

 └── jmonkeyengine

 └── BaeldungTesting.java

下載後，我們可以使用./gradlew build建立我們的應用程序，並使用./gradlew run執行它：

2.2.手動專案管理

或者，我們可以建立自己的專案結構並自己添加依賴項。這給予我們更多的控制權並允許我們使用任何我們想要的建置系統。

為了瞄準桌面系統，我們至少需要這些依賴：

<dependency>

 <groupId>org.jmonkeyengine</groupId>

 <artifactId>jme3-core</artifactId>

 <version>3.7.0-stable</version>

 </dependency>

 <dependency>

 <groupId>org.jmonkeyengine</groupId>

 <artifactId>jme3-desktop</artifactId>

 <version>3.7.0-stable</version>

 </dependency>

 <dependency>

 <groupId>org.jmonkeyengine</groupId>

 <artifactId>jme3-lwjgl3</artifactId>

 <version>3.7.0-stable</version>

 </dependency>

當以這種方式建立我們的專案時，我們還需要自己負責啟動它。這只是執行適當主類別的一個例子。但是，我們必須使用-XstartOnFirstThread JVM 參數才能使 jMonkeyEngine 正常運作。如果我們忘記了，就會出現錯誤訊息來提醒我們。

此時，我們已準備好開始在應用程式中使用 jMonkeyEngine。

3. 我們的第一個應用程序

現在我們有了 jMonkeyEngine 骨架，我們可以建立我們的第一個應用程式了。

我們的應用程式以擴展SimpleApplication類別的單一類別為中心：

public class FirstApplication extends SimpleApplication {

 @Override

 public void simpleInitApp() {

 }

 }

我們必須覆寫的唯一方法是simpleInitApp()方法。我們稍後會看到它的用途。

一旦我們有了應用程式類，我們就可以使用它來啟動我們的程式：

public static void main(String[] args) {

 FirstApplication app = new FirstApplication();

 app.start();

 }

當我們啟動我們的應用程式時，我們會看到一個空白畫面。然而，實際上我們得到的遠不止這些：

除了獲得空白畫面之外， SimpleApplication還為我們提供：

• 底角的調試資訊
• 飛行相機探索現場
• 預設視窗標題、大小和位置
• 用於退出的 Esc 熱鍵

3.1.預設行為

如果我們查看SimpleApplication的預設建構函數，我們會看到它使用幾個不同的AppState實例來運作：

public SimpleApplication() {

 this(new StatsAppState(), new FlyCamAppState(), new AudioListenerState(), new DebugKeysAppState(),

 new ConstantVerifierState());

 }

這些是在應用程式主循環內執行的類別。這裡我們得到的是預設實例：

• StatsAppState – 在底角呈現調試統計數據
• FlyCamAppState – 允許使用者飛過場景
• AudioListenerState – 確保音訊偵聽器的位置隨攝影機更新
• DebugKeysAppState – 設定鍵映射以列印相機位置和緩衝內存
• ConstantVerifierState – 檢查某些 jMonkeyEngine 常數是否被違反

退出鍵的處理是單獨完成的。

我們可以傳遞我們自己的一組AppState實例。如果我們願意，這些可以包括任何預設的，以及自訂的：

public FirstApplication() {

 super(new StatsAppState());

 }

3.2.應用程式設定

在創建我們的應用程式時，我們還可以提供設定。它們控制幾件事，包括初始視窗大小、位置和標題。

我們可以使用應用程式類別上的setSettings()方法來覆寫這些設定：

AppSettings settings = new AppSettings(true);

 setSettings(settings);

AppSettings建構子的true參數會導致首先載入所有預設值。然後我們可以根據需要覆蓋這些：

settings.setWidth(1024);

 settings.setHeight(768);

 settings.setCenterWindow(false);

 settings.setWindowXPosition(0);

 settings.setWindowYPosition(0);

 settings.setTitle("Our First Application");

這會將我們的視窗放在螢幕的左上角，將其大小設為1024 × 768 ，並更新標題。

4.渲染幾何

一旦我們有了應用程式窗口，我們就想在其中渲染一些東西。

我們可以在simpleInitApp()方法中建立要渲染的初始幾何體。這將在我們的應用程式啟動後，整個引擎完全初始化後執行。因此，它是初始化場景的最佳位置。

為了將幾何圖形渲染到場景中，我們首先建立一個要渲染的網格。 jMonkeyEngine 提供了一些我們可以使用的標準網格 - 例如Box 、 Sphere 、 Torus,等等。

我們像其他 Java 類別一樣實例化它們：

Box mesh = new Box(1, 2, 3);

這將建立一個沿著 x 軸長度為1 、沿 y 軸長度為2 、沿 z 軸長度為3盒子。

但是，我們的網格可以是任何我們想要的形狀，包括我們從檔案中載入的更複雜的模型，而不是簡單地使用標準形狀。

接下來，我們將網格包裝在Geometry實例中。這定義了網格的渲染方式：

Geometry geometry = new Geometry("Box", mesh);

至少，我們要為幾何體指定一種材質。否則，jMonkeyEngine 將無法正確呈現它：

Material material = new Material(assetManager, "Common/MatDefs/Misc/Unshaded.j3md");

 material.setColor("Color", ColorRGBA.Red);

 geometry.setMaterial(material);

這將創建一個完全無陰影的材質，使用來自jme3-core依賴項的預設定義，並將其顏色設為紅色。這些材質可以根據我們的場景需求而簡單或詳細。

一旦我們創建了Geometry ，我們就將它添加到場景中。應用程式提供了一個rootNode實例，它是我們場景的根，我們可以將幾何圖形直接加入其中：

rootNode.attachChild(geometry);

此時，啟動我們的應用程式會在螢幕中間顯示一個紅色矩形：

實際上，這是我們的紅色盒子，但因為我們直接在一個面上看到它，所以我們看到的只是一個矩形。

4.1.變換幾何

到目前為止，我們剛剛將幾何圖形添加到場景的根目錄。這意味著它根本沒有被轉變。然而，通常我們想要平移、旋轉和縮放我們的幾何體。

我們透過創建一個可以將我們的轉換附加到其上的Node實例來實現這一點：

Node rotation = new Node("rotation");

 rotation.rotate(0.2f, 0.4f, 0.6f);



 rotation.attachChild(geometry);

 rootNode.attachChild(rotation);

這將使我們的幾何圖形繞 x 軸旋轉0.2弧度，繞 y 軸旋轉0.4弧度，繞 z 軸旋轉0.6弧度。

渲染後我們現在可以看到我們的形狀是一個盒子而不是矩形：

在建構場景時，我們可以建立一整棵Node實例樹，每個實例都附加有適當的轉換。執行此操作時，轉換將套用於每個節點下的整個節點樹。

5 。更新循環

除了使用simpleInitApp()方法來初始化我們的應用程式之外，我們還可以使用simpleUpdate()方法來執行應用程式更新：

@Override

 public void simpleUpdate(float timePerFrame) {

 }

每渲染一幀都會運行一次。 timePerFrame是自上一幀以來的時間量，以秒為單位。

在這個方法中我們訪問我們的場景，並對其進行更新：

@Override

 public void simpleUpdate(float timePerFrame) {

 Spatial rotation = rootNode.getChild("rotation");

 rotation.rotate(0, timePerFrame, 0);

 }

在這裡，我們透過創建時給出的名稱來訪問我們的“ rotation ”節點，並根據幀時間更新旋轉。這會導致我們的盒子繞著其軸旋轉：

我們可以在這個循環中做任何我們需要的更新，無論是幾何圖形還是其他任何需要每幀更新的東西。

6.處理用戶輸入

除了我們的場景以固定的方式運作之外，我們還可以對使用者輸入做出反應。這意味著支援任何形式的輸入裝置——鍵盤、滑鼠、遊戲控制器等等。

jMonkeyEngine 提供對InputManager存取來控制這一點。這使我們能夠對任何形式的使用者輸入做出反應。

我們需要做的第一件事就是根據知名名稱註冊我們想要的輸入：

inputManager.addMapping("Rotate", new KeyTrigger(KeyInput.KEY_SPACE));

 inputManager.addMapping("Left", new KeyTrigger(KeyInput.KEY_J));

 inputManager.addMapping("Right", new KeyTrigger(KeyInput.KEY_K));

這使得我們可以改變輸入，甚至擁有多個不同的輸入綁定，同時保持相同的內部名稱。

完成此操作後，我們可以將它們綁定到適當的輸入監聽器：

inputManager.addListener(actionListener, "Rotate");

 inputManager.addListener(analogListener, "Left", "Right");

在這裡，我們註冊了兩種不同類型的聽眾。

ActionListener對離散動作做出反應 - 例如一次按鍵：

ActionListener actionListener = new ActionListener() {

 @Override

 public void onAction(String name, boolean isPressed, float tpf) {

 if (name.equals("Rotate") && !isPressed) {

 rotationEnabled = !rotationEnabled;

 }

 }

 };

這裡，「 Rotate 」動作（與空白鍵綁定）在釋放該鍵時切換場景旋轉。

AnalogListener對正在進行的操作做出反應 - 例如按住某個鍵：

AnalogListener analogListener = new AnalogListener() {

 @Override

 public void onAnalog(String name, float value, float tpf) {

 if (name.equals("Left")) {

 rotation.rotate(0, -tpf, 0);

 } else if (name.equals("Right")) {

 rotation.rotate(0, tpf, 0);

 }

 }

 };

這裡，「 Left 」和「 Right 」動作（與 J 和 K 鍵綁定）按住時會朝適當的方向旋轉場景。

7. 結論

這是對 jMonkeyEngine 的快速介紹。我們可以用這個圖書館做很多事。下次您想用 Java 寫遊戲時，為什麼不嘗試呢？

與往常一樣，本文中的所有範例都可以在 GitHub 上找到。