通过数学（Java）为立方体转动动画

Question

对于一个学校项目，我已经制作了一个可以解决rubiks立方体的程序（你知道，那个具有所有颜色的立方体）。但是现在我的老师问我是否可以做一些研究，并为其中一方试用3D动画。但他们希望看到数学方法来做到这一点。我找到了一种使用极坐标移动角落的方法。但我不知道如何在3d中渲染立方体并能够为其制作动画。

所以我的问题是：如何在3d中渲染像立方体这样的东西（或者有没有好的库），我怎么能用这些极坐标来动画呢？ 还有一个很好的教程可以用于java 3d渲染吗？

我必须说我完全没有3D渲染经验，所以可能有点困难。但我真的很想尝试一下。

提前致谢

Answer 1

根据您是要采用现有实现还是要从头开始构建3D动画代码，您可以尝试this tutorial。这方面的图形编程可能非常复杂;该问题的完整答案超出了本网站的范围。但是，主要有几个方面。

1. 使用矢量数学转换对象（平移，旋转）。这可以使用4乘4矩阵直接或通过投影几何完成。后者更易于连接转换。

2. 背面剔除以移除相机无法看到的物体的脸部。

3. 使用投影和相机模型将3D坐标转换为2D坐标。

4. 使用光栅化器将3D矢量信息渲染到屏幕。这里Bresenham's algorithm可能是一个好的开始。

Answer 2

我建议你看看其中一个3D库。我经常使用并且发现非常出色的是JMonkeyEngine（JME），它专为游戏设计，但可以很好地满足您的需求。它还有一个很好的教程，可以帮助您从基础到非常复杂。事实上，本教程的第一步是旋转彩色立方体！

JME从3D建模中完成了大量工作。您可以使用材质，灯光等在代码中构建场景，JME会完成所有渲染工作。您甚至可以使用Blender等工具构建模型，这样您甚至不需要在代码中进行建模。但我会警告你，使用建模工具绝对不适合胆小的人。