「OpenGLを使ってJavaでも3Dを楽しもう」
第3回　プログラムで3Dを表示する

ITpro

2006.07.18

今週から，Java bindings for OpenGL（JOGL）を使ったOpenGLのプログラミングに挑戦していきましょう。はやる気持ちはおさえて，今週は単に立方体を描画するところまでを行います。来週は，描画した立方体に対して，回転や移動などを加えていきます。

JOGLを使用したプログラミングは，基本的にイベントドリブンです。JOGLのイベントを扱うリスナーとしてjavax.media.opengl.GLEventListenerインタフェースが定義されています。

GLEventListenerインタフェースには次の4種類のメソッドがあります。

メソッド	説明
init	初期化時にコールされるメソッド
reshape	表示領域が変更されたときにコールされるメソッド
display	描画を行うときにコールされるメソッド
displayChanged	表示の切り替えが発生した場合にコールされるメソッド

initメソッドは起動時に1度だけコールされ，reshapeはフレームのサイズを変更したときなどにコールされます。描画を行うにはdisplayメソッドに記述します。

GLEventListenerインタフェースをインプリメントしたクラスは，javax.media.opengl.GLAutoDrawableインタフェースをインプリメントしたクラスにaddGLEventListenerメソッドを使用して登録します。

GLAutoDrawableインタフェースをインプリメントしたクラスとして，AWTで使用できるjavax.media.opengl.GLCanvasクラス，Swingで使用できるGLJPanelクラスがあります。

サンプルでは立方体を描画させるので，SimpleCubeクラスとしましょう。ここまでの説明した部分を記述すると次のようになります。AWTを使用するので，GLCanvasクラスを使用しました。

import java.awt.Frame;
import java.awt.event.WindowAdapter;
import java.awt.event.WindowEvent;
 
import javax.media.opengl.GLAutoDrawable;
import javax.media.opengl.GLEventListener;
import javax.media.opengl.GLCanvas;
 
public class SimpleCube implements GLEventListener {
 
    public SimpleCube() {
        Frame frame = new Frame("Simple Cube");
 
        // 3Dを描画するコンポーネント
        GLCanvas canvas = new GLCanvas();
        canvas.addGLEventListener(this);
  
        frame.add(canvas);
        frame.setSize(300, 300);
 
        frame.addWindowListener(new WindowAdapter() {
            public void windowClosing(WindowEvent e) {
                System.exit(0);
            }
        });
 
        frame.setVisible(true);
    }
 
    public void init(GLAutoDrawable drawable) {
        // 初期化処理
    }
 
    public void reshape(GLAutoDrawable drawable,
                        int x, int y, 
                        int width, int height) {
        // 描画領域変更処理
    }
 
    public void display(GLAutoDrawable drawable) {
        // 描画処理
    }
 
    public void displayChanged(GLAutoDrawable drawable,
                               boolean modeChanged,
                               boolean deviceChanged) {}
 
    public static void main(String[] args) {
        new SimpleCube();
    }
}

このコードをコンパイルして，実行してみましょう。

C:\temp>javac SimpleCube.java
 
C:\temp>java SimpleCube

正しくソースが記述されていれば，実行すると真っ黒で何も描画されていないウィンドウが表示されるはずです。まだ，描画処理を何も記述していないので，真っ黒でいいのです。

さて，ここから描画に関する部分を記述していきます。

完成版はこちらからダウンロードできます SimpleCube.java。

描画のためのメソッドはほとんどjavax.media.opengl.GLクラスで定義されています。このクラスはOpenGLのメソッドをそのままJavaでラップしたクラスです。

まず，GLオブジェクトを得なければなりません。GLオブジェクトはGLAutoDrawableオブジェクトから取得できます。

    private GL gl;
	
    public void init(GLAutoDrawable drawable) {
        gl = drawable.getGL();

GLオブジェクトはこの後，何度も使用するのでフィールドで定義しました。

OpenGLにはユーティリティ用のツールキットGLUTというものがあります。JOGLでもGLUTを使用することができ，com.sun.opengl.util.GLUTクラスで表されます。GLUTは普通のクラスなので，そのままnewで生成できます。

    private GL gl;
    private GLUT glut;
		
    public void init(GLAutoDrawable drawable) {
        gl = drawable.getGL();
        glut = new GLUT();
    }

reshapeメソッドには描画する範囲や，どこから見るかということなどを記述します。この記述に関する説明は来月以降に行うので，今のところはこういうものだと思っていてください。

    public void reshape(GLAutoDrawable drawable,
                        int x, int y,
                        int width, int height) {
        float ratio = (float)height / (float)width;
        
        gl.glViewport(0, 0, width, height);
 
        gl.glMatrixMode(GL.GL_PROJECTION);
        gl.glLoadIdentity();
        gl.glFrustum(-1.0f, 1.0f, -ratio, ratio,
		             5.0f, 40.0f);
 
        gl.glMatrixMode(GL.GL_MODELVIEW);
        gl.glLoadIdentity();
        gl.glTranslatef(0.0f, 0.0f, -20.0f);
    }

やっと，描画処理を記述するところまできました。描画はdisplayメソッドに記述します。

    public void display(GLAutoDrawable drawable) {
        gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 
        // 大きさ 2 の線画の立方体を描画
        glut.glutWireCube(2.0f);
    }