Анимация в системе программирования PascalABC.NET

Содержание

Слайд 2

Модуль Graph3D – обзор

3D-программирование – важнейшая сфера разработки программного обеспечения.
Graph3D – простой

Модуль Graph3D – обзор 3D-программирование – важнейшая сфера разработки программного обеспечения. Graph3D
в освоении и использовании модуль 3D-графики для PascalABC.NET,
написанный на основе библиотеки HelixToolkit WPF (требуется Windows 7 и выше!).
Программы для Graph3D манипулируют примитивными 3D-объектами и их свойствами.
В модуле Graph3D предусмотрены алгоритмические анимации и их комбинаторы.

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

Слайд 3

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

3D-примитивы и их конструирующие функции

Sphere(x, y, z,

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D» Слайд 3D-примитивы и их конструирующие функции Sphere(x,
Radius, Color)
Ellipsoid(x, y, z, RadiusX, RadiusY, RadiusZ, Color)
Cube(x, y, z, SideLength, Color) Box(x, y, z, SideX, SideY, SideZ, Color) Cylinder(x, y, z, Height, Radius, Color)
Tube(x, y, z, Height, Radius, InnerRadius, Color)
Cone(x, y, z, Height, Radius, Color)
Prism(x, y, z, Sides, Height, Radius, Color) Pyramid(x, y, z, Sides, Height, Radius, Color) Torus(x, y, z, Diameter, TubeDiameter, Color) Teapot(x, y, z, Color)
Arrow(x, y, z, vx, vy, vz, Color) Icosahedron(x, y, z, Radius, Color) Dodecahedron(x, y, z, Radius, Color)
Tetrahedron(x, y, z, Radius, Color) Octahedron(x, y, z, Radius, Color) FileModel3D(x, y, z, FileName, Color) Lego(x, y, z, col, r, h, Color)
Rectangle3D(p: Point3D, Length, Width: real, Normal, LengthDirection: Vector3D, Color)
Text3D(x, y, z, Text, Height, Color)
Segment3D(p1, p2: Point3D, Thickness, Color) Segments3D(points: sequence of Point3D, Thickness, Color) Polyline3D(points: sequence of Point3D, Thickness, Color) ClosedPolyline3D(points: sequence of Point3D, Thickness, Color)

Слайд 4

Sphere, Ellipsoid, Cube, Box, Cylinder, Tube

Sphere(x, y, z, Radius, Color)

Ellipsoid(x, y, z,

Sphere, Ellipsoid, Cube, Box, Cylinder, Tube Sphere(x, y, z, Radius, Color) Ellipsoid(x,
RadiusX, RadiusY, RadiusZ, Color)

Cube(x, y, z, SideLength, Color)

Box(x, y, z, SideX, SideY, SideZ, Color)

Cylinder(x, y, z, Height, Radius, Color)

Tube(x, y, z, Height, Radius, InnerR, Color)

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

Слайд 5

Cone, Torus, Pyramid, Prism, Teapot, Arrow

Cone(x, y, z, Height, Radius, Color)

Torus(x, y,

Cone, Torus, Pyramid, Prism, Teapot, Arrow Cone(x, y, z, Height, Radius, Color)
z, Diameter, TubeDiam, Color)

Pyramid(x, y, z, Sides, Height, Radius, Color)

Prism(x, y, z, Sides, Height, Radius, Color)

Teapot(x, y, z, Color)

Arrow(x, y, z, vx, vy, vz, Color)

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

Слайд 6

Платоновы тела, FileModel3D, Lego

Icosahedron(x, y, z, Radius, Color)

Dodecahedron(x, y, z, Radius, Color)

Tetrahedron(x,

Платоновы тела, FileModel3D, Lego Icosahedron(x, y, z, Radius, Color) Dodecahedron(x, y, z,
y, z, Radius, Color)

Octahedron(x, y, z, Radius, Color)

FileModel3D(x, y, z, FileName, Color)

Lego(x, y, z, Rows, Columns, Height, Color)

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

Слайд 7

Rectangle3D, Text3D, отрезок, набор отрезков, кривая, замкнутая кривая

Rectangle3D(p, Length, Width, Normal, LD,

Rectangle3D, Text3D, отрезок, набор отрезков, кривая, замкнутая кривая Rectangle3D(p, Length, Width, Normal,
Color) Text3D(x, y, z, Text, Height, Color)

Segment3D(p1, p2, Thickness, Color)

Segments3D(points, Thickness, Color)

Polyline3D(points, Thickness, Color)

ClosedPolyline3D(points, Thickness, Color)

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

Слайд 8

Позиция и перемещение 3D-объекта

Каждый 3D-объект имеет свойство Position типа Point3D – текущие

Позиция и перемещение 3D-объекта Каждый 3D-объект имеет свойство Position типа Point3D –
координаты объекта
Для большинства 3D-объектов Position задаёт центр объекта, для некоторых – опорную точку (например, для конуса и пирамиды, цилиндра, чайника и трубы точка Position задаёт центр основания, для 3D-стрелки – координату начала стрелки, для остальных – некоторую опорную точку).
Для 3D-объекта можно также обращаться к свойствам X, Y, Z. Очевидно, Position = P3D(X,Y,Z)
Измененять координаты 3D-объекта obj можно следующими способами:
– obj.X := 2; obj.Y := obj.Y + 1; obj.Z += 1;
obj.Position := P3D(2,3,4); // переместиться к точке (2,3,4)
obj.MoveTo(2,3,4); // переместиться к точке (2,3,4)
obj.MoveOn(1,1,0); // переместиться на вектор (1,1,0) относительно текущей точки
obj.MoveOnX(1); // переместиться по оси OX на 1 относительно текущей точки
var s := Sphere(Origin,1);
s.MoveOn(3,0,0)

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

К оглавлен ию

Слайд 9

Клонирование

Любой 3D-объект можно клонировать.
Клонированный объект будет иметь те же атрибуты, что и

Клонирование Любой 3D-объект можно клонировать. Клонированный объект будет иметь те же атрибуты,
исходный.

К оглавлен ию

uses Graph3D;
begin
View3D.BackgroundColor := Colors.Black; View3D.ShowGridLines := False;
var b := Box(0,0,0,4,1,2,Colors.Blue);
// Клонируем исходный объект
var b1 := b.Clone;
// Окрашиваем его в другой цвет, поворачиваем и сдвигаем b1.Color := Colors.Green; b1.Rotate(OrtZ,90).MoveOnX(-2.5);
// Вновь клонируем исходный объект
var b2 := b.Clone;
// Окрашиваем его в другой цвет, поворачиваем и сдвигаем
// в другую сторону
b2.Color := Colors.Orange; b2.Rotate(OrtZ,-90).MoveOnX(2.5);
end.

Код

Скриншот

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

Слайд 10

Группировка

Несколько 3D-объектов можно группировать. После этого их можно перемещать, вращать, анимировать и

Группировка Несколько 3D-объектов можно группировать. После этого их можно перемещать, вращать, анимировать
клонировать как единое целое.
Для группировки используется функция Group. Возможна многократная вложенная группировка: группы можно объединять в другие группы.
В программе ниже мы превращаем паралеллепипед и сферу на нём в группу, после
чего сдвигаем её по оси OY на -2.
Затем мы клонируем группу и сдвигаем её по оси OY на 4.
Код Скриншот
uses Graph3D;
begin
var b := Box(0,0,0,3,1,2,Colors.Blue);
var s := Sphere(0,0,2,1,Colors.Green);
var g := Group(b,s);
g.MoveOnY(-2);
var g1 := g.Clone; g.MoveOnY(4);
end.

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд 10

К оглавлен ию

Слайд 11

Дочерние элементы

Разновидностью группировки являются дочерние элементы. В этом случае в группе всегда

Дочерние элементы Разновидностью группировки являются дочерние элементы. В этом случае в группе
есть главный 3D-объект, а к нему присоединяются дочерние элементы.
Для добавления дочерних элементов используется метод AddChild.
Важной особенностью является то, что при добавлении дочернего объекта используется локальная система координат родительского объекта.
В коде ниже дочерний объект добавляется в точку (0,2,1) относительно центра
родительского объекта, после чего родительский объект поворачивается как группа
Код Скриншот

К оглавлен ию

uses Graph3D;
begin
var s := Sphere(0,1,2,2,Colors.Orchid); s.AddChild(Sphere(0,2,1,0.5,Colors.White)); s.Rotate(OrtZ,90);
end.

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

Слайд 12

Вращение 3D-объекта

Каждый 3D-объект имеет метод Rotate(axis, angle), вращающий объект на угол alpha

Вращение 3D-объекта Каждый 3D-объект имеет метод Rotate(axis, angle), вращающий объект на угол
вокруг оси axis, проходящей через центр объекта
Используя метод RotateAt(axis, angle, center), можно осуществлять вращение объекта на
угол alpha вокруг оси axis, проходящей через точку center
var b := Box(0,0,0,2,4,1);

К оглавлен ию

b.Rotate(OrtZ,45)

b.RotateAt(OrtZ,45,P3D(0,-2,0))

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

Слайд 13

Обычная анимация перемещения

К оглавлен ию

Будем перемещать объект в цикле на малое

Обычная анимация перемещения К оглавлен ию Будем перемещать объект в цикле на
расстояние и делать паузу после каждого перемещения
Недостатки: движение скачками; надо вычислять, на сколько двигаться
и какая пауза
Код

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

uses Graph3D;
begin
var s := Sphere(Origin,1);
loop 100 do
begin
s.MoveOn(-0.05,0,0);
Sleep(20);
end; end.

Слайд 14

Алгоритмическая анимация перемещения

К оглавлен ию

Для каждого 3D-объекта имеются стандартные алгоритмические анимации

Алгоритмическая анимация перемещения К оглавлен ию Для каждого 3D-объекта имеются стандартные алгоритмические
положения, масштабирования и поворота. Такую анимацию можно сконструировать, указав параметры, длительность, после чего запустить. После запуска анимации можно параллельно выполнять другие действия

uses Graph3D;
begin
var s := Sphere(Origin,1);
// Формируем анимацию к точке (-5,0,0) за 2 секунды
var a := s.AnimMoveOn(-5,0,0,2);
// Запускаем анимацию
a.Begin;
// Создаём куб в точке (-4,3,0) и запускаем его анимацию
// по оси OX на 8 единиц за 3 секунды
Cube(P3D(-4,3,0),1).AnimMoveOnX(8,3).Begin;
end.

Код

Видео

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

Слайд 15

Алгоритмическая анимация вращения

К оглавлен ию

Алгоритмическая анимация вращения выполняется с помощью методов

Алгоритмическая анимация вращения К оглавлен ию Алгоритмическая анимация вращения выполняется с помощью
AnimRotate(axis, angle, seconds) и AnimRotateAt(axis, angle, center, seconds). Здесь axis – вектор оси, вокруг которой осуществляется анимация вращения, center – смещение центра вращения относительно центра фигуры
Код Видео
uses Graph3D;
begin
var t := Teapot(P3D(0,0,0.9),Colors.Green); var s := Sphere(2,-3,0,0.5,Colors.Blue); var s1 := Sphere(3,2,0,0.5,Colors.Red);
// Запускаем анимацию вращения чайника вокруг оси OZ
// на 360 градусов за 4 секунды
t.AnimRotate(OrtZ,360,4).Begin;
// Запускаем анимацию вращения сферы вокруг оси,
// параллельной оси OX и проходящей через точку (0,3,0)
// на 360 градусов за 4 секунды
s.AnimRotateAt(OrtX,-360,P3D(0,3,0),4).Begin;
// Запускаем анимацию вращения сферы вокруг оси OY
// на 360 градусов за 4 секунды
s1.AnimRotateAt(OrtY,360,P3D(-3,0,0),4).Begin
end.

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

Слайд 16

Комбинирование анимаций (+)

Две анимации a1 и a2 одного и того же объекта

Комбинирование анимаций (+) Две анимации a1 и a2 одного и того же
или разных объектов могут быть выполнены параллельно или последовательно. Для этого используются следующие операции:
a1 + a2 – последовательное выполнение анимаций
a1 * a2 – параллельное выполнение анимаций
В примере ниже приведена последовательная анимация движения сферы
Код

К оглавлен ию

uses Graph3D;
begin
var s := Sphere(0,0,0,1,Colors.Goldenrod);
// В анимации a храним последовательно выполняющиеся
// анимации перемещения и увеличения сферы
var a := s.AnimMoveOnX(3) + s.AnimMoveOnY(2) +
s.AnimMoveOnZ(4);
a.Begin;
end.

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

Слайд 17

Комбинирование анимаций (*)

В примере ниже происходит параллельная анимация, при которой Box перемещается

Комбинирование анимаций (*) В примере ниже происходит параллельная анимация, при которой Box
вдоль оси OX и одновременно с этим вращается вокруг оси OY
Параллельно осуществляется вращение другого объекта – додекаэдра –
вокруг оси OZ
Код Видео
uses Graph3D;
begin
var r := Box(-4,0,0.1,3,4,0.2,Colors.Fuchsia);
var d := Dodecahedron(0,4,0,1.5,Colors.Green);
// В анимации a храним одновременно выполняющиеся
// анимацию перемещения и анимацию вращения вокруг оси OY
// Параллельно выполняется анимация вращения додекаэдра
// вокруг оси OZ
var a1 := r.AnimMoveOnX(8,2) *
r.AnimRotate(OrtY,360*2,2); var a2 := d.AnimRotate(OrtZ,360,2); var a := a1 * a2;
a.Begin;
// Можно запустить анимации a1 и a2 отдельно:
// a1.Begin; a2.Begin;
// Это будет равноценно запуску анимации a, равной a1 * a2
end.

К оглавлен ию

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

Слайд 18

Комбинирование анимаций (+ и *)

В примере ниже выполняется комбинированная анимация, заключающаяся в

Комбинирование анимаций (+ и *) В примере ниже выполняется комбинированная анимация, заключающаяся
последовательном выполнении анимаций перемещения по оси OX, затем по оси OY (каждая в течение 2 секунд). При этом призма вращается вокруг оси OZ на протяжении всего времени перемещения (4 секунды), что достигается использование параллельной анимации
Код Видео
uses Graph3D;
begin
var p := Prism(-4,0,0,8,3,1);
// В анимации a храним одновременно выполняющиеся
// анимацию перемещения и анимацию вращения вокруг оси OY
// Параллельно выполняется анимация вращения додекаэдра
// вокруг оси OZ
var a :=(p.AnimMoveOnX(8,2) + p.AnimMoveOnY(4,2)) * p.AnimRotate(OrtZ,360*3,4);
a.Begin;
end.

К оглавлен ию

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

Слайд 19

Модификатор анимаций Forever

Модификатор a.Forever зацикливает анимацию, выполняя её бесконечно
Код

К оглавлен ию

uses

Модификатор анимаций Forever Модификатор a.Forever зацикливает анимацию, выполняя её бесконечно Код К
Graph3D;
begin
var disc := Cylinder(0,0,0,0.2,6); disc.AddChild(Arrow(0,0,0.2,0,-6,0)); disc.AnimRotate(OrtZ,-360,6.sec).Forever.Begin;
end.

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд

Слайд 20

Анимация на основе кадра

Если необходимо перемещать объекты интерактивно (с учетом взаимодействий), то

Анимация на основе кадра Если необходимо перемещать объекты интерактивно (с учетом взаимодействий),
алгоритмическая анимация не подходит
Необходимо использовать анимацию на основе кадра. Только она
обеспечивает плавность

К оглавлен ию

uses Graph3D;

begin
var c := Sphere(0,0,1,1,Colors.Green); c.Velocity := 5;

OnDrawFrame := dt -> begin
c.MoveTime(dt);
end;

OnKeyDown := k ->
begin
case k of Key.w,Key.Up: Key.s,Key.Down: Key.a,Key.Left:

c.Direction := V3D(0,-1,0); c.Direction := V3D(0,1,0); c.Direction := V3D(1,0,0);

Key.d,Key.Right: c.Direction := V3D(-1,0,0);
end;
end;
OnKeyUp := k ->
begin
c.Direction := V3D(0,0,0);
end;
end.

В каждом кадре мы перемещаем объект с учетом его скорости c.Velosity, направления c.Direction и времени dt

Презентация «PascalABC.NET. 3D-графика. Модуль Graph3D»

Слайд 20

Имя файла: Анимация-в-системе-программирования-PascalABC.NET.pptx
Количество просмотров: 90
Количество скачиваний: 2