基于3D引擎接口实现3D图形渲染功能

介绍

本实例主要介绍3D引擎提供的接口功能。提供了@ohos.graphics.scene中接口的功能演示。 3D引擎渲染的画面会被显示在Component3D这一控件中。点击按钮触发不同的功能，用户可以观察渲染画面的改变。

效果预览

主页	container	node_base	node_camera

node_light	scene_environment	scene_animation	scene_shader

使用说明

1. 在主界面，可以点击按钮进入不同的子页面，每一个子页面分别测试了一类3D引擎的接口功能，在子页面点击back返回主界面。
2. 在container界面，点击按钮，可以添加、移除子节点，节点的结构信息已打印在界面上。在本示例中操作的子节点是一个头盔模型。
3. 在node_base界面，点击按钮对节点的基础属性如位置、旋转、大小、可见性等进行操作。在本示例中操作的子节点是一个头盔模型。
4. 在node_camera界面，点击按钮对相机的属性如投影、后处理等进行操作。
5. 在node_light界面，点击按钮对灯光的类型、颜色、强度、阴影等进行操作。
6. 在scene_environment界面，点击按钮对背景进行操作。
7. 在scene_animation界面，点击按钮进行动画的播放、暂停等操作的功能。
8. 在scene_shader界面，点击按钮进行纹理材质的操作。

工程目录

├──entry/src/main/ets
│  ├──constants
│  │  └──Constants.ets                  // 常量类          
│  ├──entryability
│  │  └──EntryAbility.ets               // 入口类
│  ├──entrybackupability
│  │  └──EntryBackupAbility.ets
│  ├──graphics3d
│  │  ├──ContainerPage.ets              // 子节点操作demo
│  │  ├──NodeBase.ets                   // 节点基础demo
│  │  ├──NodeCamera.ets                 // 相机demo
│  │  ├──NodeLight.ets                  // 灯光demo
│  │  ├──SceneAnimation.ets             // 动画demo
│  │  ├──SceneEnvironment.ets           // 背景demo
│  │  └──SceneShader.ets                // 纹理demo
│  ├──pages
│  │  └──Index.ets                      // 主界面
│  └──utils
│     ├──CalcUtils.ets                  // 计算工具类
│     └──Logger.ets                     // 日志类
└──entry/src/main/resources

具体实现

• 添加、移除、遍历节点的功能接口参考：ContainerPage.ets

  • 初始时会使用深度优先的方式遍历并打印场景中每一个节点的信息，从场景的root节点开始；
  • 删除节点：调用remove方法删除指定节点，不会重复删除，在本示例中删除了头盔节点；
  • 添加节点：调用append方法在子节点列表的末尾添加指定节点，不会重复添加，在本示例中添加了头盔节点；
  • 添加节点：调用insertAfter方法在子节点列表的指定位置添加指定节点，不会重复添加，在本示例中添加了头盔节点；
  • 清除子节点：调用clear方法清除子节点列表的所有节点，本示例中清除了root的子节点。

• 对节点的基础属性如位置、旋转、大小等操作参考：NodeBase.ets

  • 修改scale属性改变节点的大小，本示例中改变了头盔的大小；
  • 修改position属性改变节点的位置，本示例中改变了头盔的x轴坐标；
  • 修改rotation属性改变节点的旋转方向，改变子节点的父节点的rotation同样会改变子节点的旋转方向（position同理），本示例中改变了头盔的旋转方向；
  • 修改节点的visible属性改变节点的可见性，本示例中改变了头盔的可见性；
  • 使用getEnabled和setEnabled操作节点的layerMask，本示例中将layerMask的信息打印在界面上。

• 对相机的属性如投影、后处理等进行操作的功能接口参考：NodeCamera.ets

  • 修改fov属性改变投影的视场角，本示例中设置了45/60/90三种；
  • 修改nearPlane和farPlane属性投影的近平面和远平面；
  • 修改enabled属性改变相机是否启用，设为false之后控件中的画面将不再刷新；
  • 修改postProcess.toneMapping.type属性可以改变用于色调映射的方法，目前有ACES/ACES_2020/FILMIC三种；
  • 修改postProcess.toneMapping.exposure属性可以改变用于色调映射的曝光参数。
  • 修改clearColor属性可以设置每一帧的刷新背景色，设置a通道为零可以获得一个透明的背景，设置为null时不会刷新全部背景像素。

• 对灯光的类型、颜色、强度、阴影等进行操作的功能接口参考：NodeLight.ets

  • lightType属性为只读，表示灯光的种类，目前有DIRECTIONAL和SPOT两种，分别为平行光和点光源；
  • 修改enabled属性改变灯光是否启用；
  • 修改color属性可以改变灯光的颜色，本示例中有三种可以变化；
  • 修改intensity属性可以改变灯光的强度。
  • 修改shadowEnabled属性可以设置灯光是否产生阴影。

• 对背景进行操作的功能接口考：SceneEnvironment.ets

  • 同时修改backgroundType和environmentImage可以设置背景图片，backgroundType为BACKGROUND_IMAGE或BACKGROUND_EQUIRECTANGULAR时对应png或者jpeg格式的图片；类型为BACKGROUND_CUBEMAP时对应ktx格式的图片；类型为BACKGROUND_NONE时不设置背景图片，需要同时将camera的clearColor的a通道设置为0以获得透明背景；
  • 修改environmentMapFactor属性改变背景图的相应参数。
  • 修改radianceImage属性改变PBR中的环境贴图；
  • 修改indirectDiffuseFactor属性改变PBR中的相应参数；
  • 修改indirectSpecularFactor属性改变PBR中的相应参数；
  • 修改irradianceCoefficients属性改变PBR中的相应参数；

• 对动画的播放、暂停等进行操作的功能接口参考：SceneAnimation.ets

  • 修改enabled属性改变动画是否启用；
  • 只读属性duration、running、progress为动画的时长、进行状态、已经进行的比例；
  • 调用start方法控制动画开启；
  • 调用pause方法控制动画暂停；
  • 调用stop方法控制动画停止，并将动画状态设置为开头；
  • 调用finish方法控制动画结束，并将动画状态设置为结尾；
  • 调用restart方法控制动画从头开始；
  • 调用seek方法控制动画设置到指定状态；
  • onStarted方法在动画开始时执行传入的回调；
  • onFinished方法在动画结束时执行传入的回调。

• 对纹理材质进行操作的功能接口参考：SceneShader.ets

  • 首先创建一个shader作为ShaderMaterial的colorShader，再创建一个material作为纹理的ShaderMaterial；
  • 使用Geometry获取相应的带有Material的Mesh节点；
  • 修改shader的input参数；
  • 修改subMesh的material属性，将其变为自定义的ShaderMaterial；
  • 修改materialOverride属性，将纹理覆盖为自定义的ShaderMaterial。

相关权限

不涉及

约束与限制

1. 本示例仅支持标准系统上运行，支持设备：华为手机。

2. HarmonyOS系统：HarmonyOS 5.0.5 Release及以上。

3. DevEco Studio版本：DevEco Studio 5.0.5 Release及以上。

4. HarmonyOS SDK版本：HarmonyOS 5.0.5 Release SDK及以上。

5. 使用6.0.0及以上版本IDE构建此工程，会有以下告警，告警不影响程序运行及功能，可通过升级build-profile.json5中compatibleSdkVersion配置为"6.0.0(20)"的方式消除该告警。

    The 'createImage' API is supported since SDK version 20. However, the current compatible SDK version is 16.