Java-Grafik #

Ich habe mir erlaubt, die Seite in Überschriften einzuteilen und umzusortieren sowie einiges auf JavaJNI und OpenGL auszulagern. Dabei habe ich versucht, an jeden umsortierten Absatz den Autoren dranzuschreiben, damit klar bleibt, welches Know-How wo schon vorhanden ist. Ich habe einigen erklärenden Text dazugeschrieben, allerdings in dieser Version keine echte neue Information eingefügt. Nach wie vor ist das hier eine Sammlung von Einstiegsversuchen und noch keine echte Hilfe, also bitte fleissig weiterkommentieren! -- ThomasBayen

Anlass #

Beim LUG-Treffen im Limericks am 15.01.09 diskutierten einige LUG-Mitglieder noch zu später Stunde über Spiele-Engines und warum es keine bekannten freien Spiele-Projekte gibt.

Dabei kam zum Vorschein, daß mindestens zwei LUG-Mitglieder Visionen von eigenen grafikintensiven Spielen im Kopf haben. Dann kam der Gedanke auf, mal zu eruieren, inwiefern man z.B. in Java eine Grafik-Engine programmieren könnte, die man dann für verschiedene Projekte nutzen könnte.

Anwesend waren insbesondere ThomasBayen und KaiEhlers und zwei neue LUGer, JanReitz und PatrickFabeck.

Diese Seite hier soll eigentlich nur als Sammlung dienen, um Gedanken und Links zum Thema zusammenzutragen.

Grundlagen #

3D-Grafik ist normalerweise eine sehr rechenintensive Angelegenheit. Aus diesem Grunde unterstützen fast alle Grafikkarten besondere Beschleunigungen. Um auf diese zugreifen zu können, gibt es den plattform- und sprachübergreifenden Standard OpenGL. Hiervon gibt es - im Zuge der selbstverständlich fortschreitenden technischen Entwicklung auf diesem Gebiet - mehrere Versionen. Falls man eine Grafikkarte hat, die OpenGL nicht unterstützt (oder den "optimalen" Treiber nicht eingebunden hat), gibt es auch eine Software-Implementation namens "Mesa", die z.B. in XOrg eingebunden ist. Diese soll jedoch um einen Faktor von 20-200 langsamer sein! 3D-Grafik in Java ist also zuerstmal die Frage: Wie kann ich auf OpenGL zugreifen?

Welche Möglichkeiten gibt es #

Die Seite http://j3d.org/ ist eine sehr gute Einstiegsseite für verschiedene Java-3D-Projekte.

Alle Lösungen verwenden native Teile (sind also keine reinen Java-Libs). Dies ist ja auch logisch, weil wir ja direkt auf die API des X-Servers bzw. von Windows bzw. direkt auf die Hardware zugreifen wollen (zur Installation siehe JavaJNI) und dazu dann aus der Java-VM heraus müssen. --ThomasBayen

Gibt man in Google <OpenGL Java> ein findet man einige interessante Seiten. Z.B. im Wiki-NJH findet man einen Beitrag wie jogle zur Java-Bücherei hinzugefügt werden kann. Es gibt auch eine Artikel in PDF, der die Programmierung eines Springbrunnens in JAVA mit jogl beschreibt. Auch dort wird beschrieben wie die zwei jogl-Dateien in Java eingefügt werden müssen. --KaiEhlers--

Java3D #

Auf der Sun-Seite wird man auf Java3D verwiesen. Das ist eine 3D-API, die von Sun (mit-)entwickelt wurde. Man soll das Paket in sein JRE hineininstallieren (siehe JavaJNI). Java3d ist wohl eine ganz eigene API, also kein echtes OpenGL, greift aber natürlich intern immer auf OpenGL zurück. Inzwischen gibt es wohl alternativ noch einige direkte OpenGL-Implementationen. Irgendwo habe ich gelesen, daß Java3D von der Funktionalität etwas hinterherhinkt und deshalb wohl der OpenGL-Weg der bessere sei. Das würde auch das Know-How vereinfachen, weil es zu OpenGL genug Tutorials aus anderen Programmiersprachen gibt. Der Vorteil kann natürlich sein, daß die API evtl. höher abstrahiert, besser in Java integriert und evtl. höher entwickelt ist. Um das zu entscheiden, habe ich jedoch noch nicht genug Ahnung von beiden Methoden. Die Homepage von Java3D ist http://java3d.j3d.org/

JOGL (bisher "Empfehlung der Redaktion") #

Interessant sieht für mich auch Java OpenGL (JOGL) aus. Dieses Projekt wird auch von Sun unterstützt. Da eine einfaches Java3D-Beispiel bei mir nicht lief (siehe unten), habe ich es ausprobiert. Ein einfaches Beispiel mit einem einzelnen, bunten Dreieck ist mir gelungen. -- ThomasBayen

Die beste Implementation von OpenGL in JAVA dürfte das jogl-Projekt sein. --KaiEhlers--

Probleme mit OpenGL-Versionen #

Ich habe mir Java3D 1.5 installiert und ein Testprogramm aus dem Tutorial in Eclipse übersetzt. Beim Start meckert dieses nur, daß es GLX 1.3 braucht und ich nur 1.2 installiert habe. Kann das jemand erklären, der sich damit besser auskennt? Angeblich kann man mit "glxinfo" feststellen, welche Möglichkeiten ein X-Server hat. Kann mir da mal jemand mit einem aktuelleren System (insbes. X-Server) sagen, ob er da mehr als 1.2 angezeigt bekommt? Oder ist das von der Grafikkarte abhängig? Kann doch nicht angehen, daß unsere Anwendung hinterher auf manchen Grafikkarten einfach gar nicht läuft?!? Ich werde mal in Richtung JOGL weiterforschen; vielleicht bekomme ich dann raus, was der Unterschied zwischen 1.2 und 1.3 ist. -- ThomasBayen

In OpenGL 1.2 wurde z.B. das Multitexturing hinzugefügt, in 1.3 und 1.4 kamen dann noch Support für Vertex- und Fragmentprogramme sowie Support für Vertexbuffer-Objekte hinzu. -- StefanGaffga

Wenn ich Zuhaus bin schau ich mal nach was mein glxinfo rausgibt, hab ne recht aktuelle NVidia mit proprietärem Treiber. -- JanReitz

Performance #

Ein rein in Java programmiertes 3D-Spiel dürfte keine befriedigende Performance liefern - das liegt nicht an dem interpretierten Java-Bytecode, sondern am Garbage-Collector den man nicht frei kontrollieren kann. Bereits nach einigen Sekunden Laufzeit beginnt dieser zu arbeiten und verursacht unangenehme Ruckler im Spielablauf. Eine Lösung hier wäre es möglicherweise in C/C++ über das JNI-Interface das Rendering und die Behandlung von Kollisionserkennung zu implementieren?! -- StefanGaffga

Laut Tuning Java GC oder auch deutscher Artikel zur Java 5-GC kann man die GC genau einstellen (kommt allerdings auf einen praktischen Test an). -- ThomasBayen
Anm. zum Java-GC: Ich habe mal mit dem Tao-Framework unter Mono rumprobiert, und hatte keine probleme mit abfallender Performance, vieleicht kann man die GC soweit unterdrücken das es erträglich ist. -- JanReitz

Nachdem ich mir einige der Beispiele aus der Linkliste unten (z.B. Jake2) auf meinem Laptop (1.4 GHz, freier ATI-Treiber) angesehen habe, ist für mich der Beweis erbracht, daß es geht. Bleibt die Frage, ob wir das auch schaffen... ;-) -- ThomasBayen

Einstieg in die Programmierung #

Ich habe JOGL in Eclipse installiert (wie auf JavaJNI beschrieben) und dann das JOGL Helloworld Tutorial abgearbeitet. Dabei ist mit aufgefallen, daß es offensichtlich eine Änderung in der API zur Erzeugung eines GLCanvas gibt. Statt der Factory 

  GLDrawableFactory fac = GLDrawableFactory.getFactory();
  GLCanvas canvas = fac.createGLCanvas(caps);

benutze ich folgende Zeile: 

  GLCanvas canvas = new GLCanvas(caps);

Ansonsten läuft das Beispiel, ist gut erklärt und erzeugt ein buntes Dreieck. Juhu! :-)

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KategorieJava
This particular version was published on 21-Jan-2007 15:36 by ThomasBayen.  Top