文章编号：18500 / 分类：互联网资讯 / 更新时间：2024-07-03 15:43:09 / 浏览：次

在 Java 生态系统中，存在着大量的框架、库和技术，它们相互关联并形成一个复杂而动态的网络。要理解这个复杂的空间，我们可以使用 Jackson 图来绘制 Java 的星系图，它可以帮助我们可视化这些组件之间的关系和依赖性。

这个 Jackson 图为我们提供了 Java 生态系统中关键组件之间的关系的视觉表示。它展示了 Spring Boot 如何依赖 Spring MVC 和 Spring Data JPA，而 Hibernate 则用于持久性。 Jackson 库用于数据转换，Lombok 用于简化代码。

通过绘制 Java 的星系图，我们可以更深入地了解生态系统，更好地利用其组件，并构建更高效和可维护的应用程序。

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java 2D是什么？

Java2DAPI（ApplicationProgrammingInterface，应用程式介面）是一套用于高级图形和图像处理的类。 它将艺术线条、文本和图像囊括在一个综合模型中。 它将艺术线条、文本和图像囊括在一个综合模型中。 该 API 提供了对图像复合和 alpha 通道图像的广泛支援，同时也提供了一套进行精确颜色空间定义和转换的类，以及大量面向显示的图像符号。 该 API提供了对图像复合和alpha通道图象的广泛支援，同时也提供了一套进行精确颜色空间定义和转换的类，以及大量面向显示的图像符号。 这些类以 和 包附件的形式提供（而不是单独的包）。 这些类以 和包附件的形式提供（而不是单独的包）。 Java 2D 提供了实现非常复杂图形的机制，这些机制同 Java 平台的 GUI 体系结构很好地集成在一起。 尤其是，Java 2D 为开发人员提供了下列功能：对渲染质量的控制：没有 Java 2D，绘制图形时就无法进行抗锯齿，而分辨率也变得最小，只有一个像素。 裁剪、合成和透明度：它们允许使用任意形状来限定绘制操作的边界。 它们还提供对图形进行分层以及控制透明度和不透明度的能力。 绘制和填充简单及复杂的形状：这种功能提供了一个 Stroke 代理和一个 Paint 代理，前者定义用来绘制形状轮廓的笔，后者允许用纯色、渐变色和图案来填充形状。 图像处理和变换：Java 2D 同 Java 高级图像 API（Java Advanced Imaging API (JAI)）协作，支持用大量图形格式处理复杂的图像。 Java 2D 还为您提供了修改图像、形状和字体字符的变换能力。 高级字体处理和字符串格式化：允许象操作任何其它图形形状一样操作字体字符。 除此以外，可以象文字处理程序一样，通过为 String 中的字符应用属性和样式信息来创建格式化文本。

Java语言的特点

一、Java语言特点 Java是一种跨平台，适合于分布式计算环境的面向对象编程语言。 具体来说，它具有如下特性： 简单性、面向对象、分布式、解释型、可靠、安全、平台无关、可移植、高性能、多线程、动态性等。 下面我们将重点介绍Java语言的面向对象、平台无关、分布式、多线程、可靠和安全等特性。 1.面向对象 面向对象其实是现实世界模型的自然延伸。 现实世界中任何实体都可以看作是对象。 对象之间通过消息相互作用。 另外，现实世界中任何实体都可归属于某类事物，任何对象都是某一类事物的实例。 如果说传统的过程式编程语言是以过程为中心以算法为驱动的话，面向对象的编程语言则是以对象为中心以消息为驱动。 用公式表示，过程式编程语言为：程序=算法+数据；面向对象编程语言为：程序=对象+消息。 所有面向对象编程语言都支持三个概念：封装、多态性和继承，Java也不例外。 现实世界中的对象均有属性和行为，映射到计算机程序上，属性则表示对象的数据，行为表示对象的方法（其作用是处理数据或同外界交互）。 所谓封装，就是用一个自主式框架把对象的数据和方法联在一起形成一个整体。 可以说，对象是支持封装的手段，是封装的基本单位。 Java语言的封装性较强，因为Java无全程变量，无主函数，在Java中绝大部分成员是对象，只有简单的数字类型、字符类型和布尔类型除外。 而对于这些类型，Java也提供了相应的对象类型以便与其他对象交互操作。 多态性就是多种表现形式，具体来说，可以用“一个对外接口，多个内在实现方法”表示。 举一个例子，计算机中的堆栈可以存储各种格式的数据，包括整型，浮点或字符。 不管存储的是何种数据，堆栈的算法实现是一样的。 针对不同的数据类型，编程人员不必手工选择，只需使用统一接口名，系统可自动选择。 运算符重载（operatoroverload)一直被认为是一种优秀的多态机制体现，但由于考虑到它会使程序变得难以理解，所以Java最后还是把它取消了。 继承是指一个对象直接使用另一对象的属性和方法。 事实上，我们遇到的很多实体都有继承的含义。 例如，若把汽车看成一个实体，它可以分成多个子实体，如：卡车、公共汽车等。 这些子实体都具有汽车的特性，因此，汽车是它们的“父亲”，而这些子实体则是汽车的“孩子”。 Java提供给用户一系列类（class），Java的类有层次结构，子类可以继承父类的属性和方法。 与另外一些面向对象编程语言不同，Java只支持单一继承。 2�平台无关性 Java是平台无关的语言是指用Java写的应用程序不用修改就可在不同的软硬件平台上运行。 平台无关有两种：源代码级和目标代码级。 C和C++具有一定程度的源代码级平台无关，表明用C或C++写的应用程序不用修改只需重新编译就可以在不同平台上运行。 Java主要靠Java虚拟机（JVM）在目标码级实现平台无关性。 JVM是一种抽象机器，它附着在具体操作系统之上，本身具有一套虚机器指令，并有自己的栈、寄存器组等。 但JVM通常是在软件上而不是在硬件上实现。 （目前，SUN系统公司已经设计实现了Java芯片，主要使用在网络计算机NC上。 另外，Java芯片的出现也会使Java更容易嵌入到家用电器中。 ）JVM是Java平台无关的基础，在JVM上，有一个Java解释器用来解释Java编译器编译后的程序。 Java编程人员在编写完软件后，通过Java编译器将Java源程序编译为JVM的字节代码。 任何一台机器只要配备了Java解释器，就可以运行这个程序，而不管这种字节码是在何种平台上生成的。 另外，Java采用的是基于IEEE标准的数据类型。 通过JVM保证数据类型的一致性，也确保了Java的平台无关性。 Java的平台无关性具有深远意义。 首先，它使得编程人员所梦寐以求的事情（开发一次软件在任意平台上运行）变成事实，这将大大加快和促进软件产品的开发。 其次Java的平台无关性正好迎合了“网络计算机”思想。 如果大量常用的应用软件（如字处理软件等）都用Java重新编写，并且放在某个Internet服务器上，那么具有NC的用户将不需要占用大量空间安装软件，他们只需要一个 Java解释器，每当需要使用某种应用软件时，下载该软件的字节代码即可，运行结果也可以发回服务器。 目前，已有数家公司开始使用这种新型的计算模式构筑自己的企业信息系统。 3�分布式 分布式包括数据分布和操作分布。 数据分布是指数据可以分散在网络的不同主机上，操作分布是指把一个计算分散在不同主机上处理。 Java支持WWW客户机/服务器计算模式，因此，它支持这两种分布性。 对于前者，Java提供了一个叫作URL的对象，利用这个对象，你可以打开并访问具有相同URL地址上的对象，访问方式与访问本地文件系统相同。 对于后者，Java的applet小程序可以从服务器下载到客户端，即部分计算在客户端进行，提高系统执行效率。 Java提供了一整套网络类库，开发人员可以利用类库进行网络程序设计，方便得实现Java的分布式特性。 4�可靠性和安全性 Java最初设计目的是应用于电子类消费产品，因此要求较高的可靠性。 Java虽然源于C++，但它消除了许多C++不可靠因素，可以防止许多编程错误。 首先，Java是强类型的语言，要求显式的方法声明，这保证了编译器可以发现方法调用错误，保证程序更加可靠；其次，Java不支持指针，这杜绝了内存的非法访问；第三，Java的自动单元收集防止了内存丢失等动态内存分配导致的问题；第四，Java解释器运行时实施检查，可以发现数组和字符串访问的越界，最后，Java提供了异常处理机制，程序员可以把一组错误代码放在一个地方，这样可以简化错误处理任务便于恢复。 由于Java主要用于网络应用程序开发，因此对安全性有较高的要求。 如果没有安全保证，用户从网络下载程序执行就非常危险。 Java通过自己的安全机制防止了病毒程序的产生和下载程序对本地系统的威胁破坏。 当Java字节码进入解释器时，首先必须经过字节码校验器的检查，然后，Java解释器将决定程序中类的内存布局，随后，类装载器负责把来自网络的类装载到单独的内存区域，避免应用程序之间相互干扰破坏。 最后，客户端用户还可以限制从网络上装载的类只能访问某些文件系统。 上述几种机制结合起来，使得Java成为安全的编程语言。 5�多线程 线程是操作系统的一种新概念，它又被称作轻量进程，是比传统进程更小的可并发执行的单位。 C和C++采用单线程体系结构，而Java却提供了多线程支持。 Java在两方面支持多线程。 一方面，Java环境本身就是多线程的。 若干个系统线程运行负责必要的无用单元回收，系统维护等系统级操作；另一方面，Java语言内置多线程控制，可以大大简化多线程应用程序开发。 Java提供了一个类Thread，由它负责启动运行，终止线程，并可检查线程状态。 Java的线程还包括一组同步原语。 这些原语负责对线程实行并发控制。 利用Java的多线程编程接口，开发人员可以方便得写出支持多线程的应用程序，提高程序执行效率。 必须注意地是，Java的多线程支持在一定程度上受运行时支持平台的限制。 例如，如果操作系统本身不支持多线程，Java的多线程特性可能就表现不出来。 二、Java小程序和应用程序 用Java可以写两种类型的程序：小程序（又叫JavaApplet）和应用程序（JavaApplication）。 小程序是嵌入在HTML文档中的Java程序；而Java应用程序是从命令行运行的程序。 对Java而言，Java小程序的大小和复杂性都没有限制。 事实上，Java小程序有些方面比Java应用程序更强大。 但是由于目前Internet通讯速度有限，因此大多数小程序规模较小。 小程序和应用程序之间的技术差别在于运行环境。 Java应用程序运行在最简单的环境中，它的唯一外部输入就是命令行参数。 另一方面，Java小程序则需要来自Web浏览器的大量信息：它需要知道何时启动，何时放入浏览器窗口，何处，何时激活关闭。 由于这两种不同的执行环境，小程序和应用程序的最低要求不同。 由于WWW使小程序的发布十分便利，因此小程序更适合作为Internet上的应用程序。 相反，非网络系统和内存较小的系统更适合用Java应用程序而较少用Java小程序实现。 另外，Java应用程序也很容易以Internet为基础环境，事实上有些优秀的Java应用程序正是如此。

java开发工程师必须要学的技术有哪些?

学习内容：初级部分Java 程序设计基础，包括 J2sdk基础、Java面向对象基础、Java API使用、数据结构及算法基础、Java AWT图形界面程序开发；J2SE平台Java程序设计，包括Swing图形程序设计, Socket网络应用程序设计,对象序列化，Java 常用数据结构，Applet，流和文件，多线程程序设计；Java桌面系统项目开发，4~5人组成一个项目组，项目大小为（15人*工作日）；Linux的基本操作，Linux下的Java程序开发，Linux系统的简单管理；Oracle数据库，包括SQL/PLSQL;数据库和数据库设计；简单掌握ORACLE9i 数据库的管理；[2] 中级部分Java Web应用编程，包括 Java Oracle 编程，即JDBC；JavaWeb编程，包括JSP、Servlet,JavaBean；Java应用编程，包括Weblogic、Websphere、Tomcat；以及利用Jbuilder开发Java程序；MVC与Struts，学习业界通用的MVC设计模式和Struts架构；Java B/S商务项目开发，4~5人一个项目组，项目大小为（25人*工作日左右）高级部分J2ME程序设计，包括J2EE程序、J2ME；Java高级程序设计（J2EE），包括J2EE体系结构和J2EE技术、EJB；Weblogic使用、 JBuilder开发；Java和XML，包括Java Web Service，JavaXML, 业界主流XML解析器程序设计；软件企业规范和软件工程，包括UML系统建模型和设计(Rational Rose 200x)软件工程和业界开发规范；CVS版本控制、Java Code书写规范；J2EE商务应用系统项目开发，4~5人一个项目组，项目大小为（25人*工作日左右）。 ………………………………………………………………………………………………看你问的问题，应该是对java很感兴趣，其实你可以自学java。 关于如何学习java，我刚才看到一篇很不错的文章，是一个农民工介绍自己如何自学java，并找到Java的工作，里面介绍了他的学习方法和学习过程，希望对你有帮助。 我是一名地地道道的农民工，生活在经济落后的农村，有一个哥哥和一个弟弟，父母都是地道的农民，日出而作，日落而息，我从小到大学习一直很好，从小学到高一都，成绩在全级一直名列前茅，这样我也顺利了考上省的重点高中，然而，每个学期开学是家里最为难的时候，每次交学费都让父母发愁许久，家里为了给我筹钱读书，都借了不少钱，才让我读上高中。 我知道我读到高中家里已经欠了好多债，为了减轻家里的负担，我选择了退学。 2009年我高一退学，为了给家里还债，干过建筑工地的小工，搞过塑料制品加工，送水工等等。 很工资都很低，一个月也就1000多，加上加班费一个月能拿2000多一点，我每个月都向家里寄回800-1000元，到了2011年末，一次偶然的机会我接触了Java，听说Java的前景挺不错，工资相对于我一个农民工来说简直是天文数字，于是我在新华书店买了几本Java的书，尽管白天辛苦工作，晚上回来还是坚持看书，但有于基础太差很多都很不明白，但还是坚持看，一有看1-2个小时Java的书，看着看着许多基础都慢慢的学会了，但那些比较难的还是看不懂，后来还买了有些关于框架的书，还是看不懂，这样断断续续的持续了半年多，觉得自己Java的基础都差不多懂了，但框架还是看不懂，还有最缺的项目经验，看了很多招聘Java程序员的简介都要项目经验，相对我一个农民工来连框架都弄不明白，想找一份Java工作对我来说简直是奢侈。 我只想学Java，并不敢想以后能从事Java的工作。 有一次，在网络上看到一篇让我很鼓舞的文章，是一个Java高手介绍在没有基础的朋友怎么自学入门Java，文章写的很好，包含了如何学习，该怎么学习，他提到一个方法就是看视频，因为看书实在太枯燥和费解的，不少是我们也看不懂，这点我真的很认同，我自己看书都看了很久才学会基础。 曾经有想过参加培训，但是上万元的培训费让我望而却步，我工资这么低，每个月还有向家里汇钱，加上城市消费比较高，虽然每个月只有几百剩下，但是相对于上万万学费和四个月的吃住费用逼我连想不敢想。 于是我决定看视频，我就去搜索Java的视频，虽然我零星的找到一些Java的视频，但是都不系统。 最重要连项目都没有。 后来我找到一份很好的视频，是IT学习联盟这个网站一套视频叫<<零基础Java就业班>>的教程还不错，很完整。 还赠送11个顶级企业项目。 价格很合理，于是我买下来。 于是开始了我的自学Java的路，收到光盘后，我就开始学习，刚开始学习还不错，是从零基础教起，老师幽默风趣而又轻松的课堂教课，使我发现原来学习JAVA并不是一件很难的事情。 因为我本来基础还不错，前面的基础看一篇我就过去了，到了框架，我觉不又不是很难，可能老师太牛了，他能把复杂的问题讲的比较通俗易懂，有些难点的地方我还是连续看了五六次，把他弄懂。 每天下午6点下班后，吃了饭，马上跑回家。 看视频，买了几本笔记本。 当时，为了编程还花几百元了台二手的台式电脑，配置一般，但编程是足够的。 一边看视频，一边记笔记，把重点都记下来，还一边跟着老师敲代码，为了能尽早学会Java。 每天都坚持学5-6个小时。 经常学到晚上一点多才睡觉。 星期六，日不用上班，每天7点多起床，学到晚上11,12点。 那段时间特别辛苦，特别累。 在学习Java的三个多月里，除了吃饭睡觉工作，剩余的时间都在学习，因为我知道自己的计算机基础不是很好，也没有学过什么计算机，只是学了些Java基础，相对于那些科班的人来说我要比他们付出更多的努力。 我只能咬紧牙关，坚持下去，我不能放弃，我要完成我的梦想，我要让我的家人过上好日子。 终于三个多月后我把Java教程里的内容和项目都学完了，在学项目的过程中我发现项目特别重要，他能把你学过的知识全部联系起来，能更好的理解你所学的知识。 还有学习过程中，动手很重要，要经常跟着老师动手敲，动手吧，跟着做，一行一行的跟着敲，再试着加一些自己的功能，按照自己的思路敲一些代码，收获远比干听大的多。 如果遇到暂时对于一些思路不能理解的，动手写，先写代码，慢慢你就会懂了。 这套视频还赠送了11个顶级企业项目，对于我没有任何经验的人来说，这个太重要了，还有在学习项目是提升能力最快的方法。 项目能把所有的知识点全都连到一起了，不再是分散的，而是形成一个整体了。 那种感觉是仅仅深入钻研知识点而不写真实项目的人所不能体会的。 一个项目就是一根绳子可以把大片的知识串到一起。 就这样，我用了两个月也把项目给学完了。 其实学完教程差不错就达到就业水平，但是我可能觉得自己学历低还是把那11个顶级企业项目才去找工作。 接着我就到51job疯狂的投简历，因为我的学历问题，初中毕业，说真的，大公司没有人会要我。 所以我头的都是民营的小公司，我希望自己的努力有所回报。 没有想过几天后，就有面试了，但是第一次面试我失败了，虽然我自认为笔试很好，因为我之前做了准备，但是他们的要求比价严格，需要有一年的项目经验，所以我没有被选中。 后来陆续面试了几加公司，终于功夫不负有心人，我终于面试上了一家民营的企业。 公司规模比较小，我的职务是Java程序员。 我想我比较幸运，经理看中我的努力，就决定吕勇我，开的工资是3500一个月，虽然我知道在北京3500只能过温饱的生化，但是我想我足够了，比起以前的工资好了些，以后可以多寄些钱回家。 我想只要我继续努力。 我工资一定会翻倍的。 把本文写出来，希望能让和我一样的没有基础的朋友有信心，其实我们没有自卑，我们不比别人笨，只有我们肯努力，我们一样会成功。

请问在Java的JfreeChart绘制股票蜡烛图时怎样使用SegmentedTimeline函数去掉停牌日的缺口?

java绘制文字图片，字体模糊不清，如何才能生成的清楚？

是因为图片放大了、或缩小了，生成不清楚吧。

国家计算机java二级考试

二级（Java语言程序设计）考试大纲 公共基础知识 基本要求1. 掌握算法的基本概念。 2. 掌握基本数据结构及其操作。 3. 掌握基本排序和查找算法。 4. 掌握逐步求精的结构化程序设计方法。 5. 掌握软件工程的基本方法，具有初步应用相关技术进行软件开发的能力。 6. 掌握数据库的基本知识，了解关系数据库的设计。 考试内容 一、基本数据结构与算法 1. 算法的基本概念；算法复杂度的概念和意义（时间复杂度与空间复杂度）。 2. 数据结构的定义；数据的逻辑结构与存储结构；数据结构的图形表示；线性结构与非线性结构的概念。 3. 线性表的定义；线性表的顺序存储结构及其插入与删除运算。 4. 栈和队列的定义；栈和队列的顺序存储结构及其基本运算。 5. 线性单链表、双向链表与循环链表的结构及其基本运算。 6. 树的基本概念；二叉树的定义及其存储结构；二叉树的前序、中序和后序遍历。 7. 顺序查找与二分法查找算法；基本排序算法（交换类排序，选择类排序，插入类排序）。 二、程序设计基础 1. 程序设计方法与风格。 2. 结构化程序设计。 3. 面向对象的程序设计方法，对象，方法，属性及继承与多态性。 三、软件工程基础 1. 软件工程基本概念，软件生命周期概念，软件工具与软件开发环境。 2. 结构化分析方法，数据流图，数据字典，软件需求规格说明书。 3. 结构化设计方法，总体设计与详细设计。 4. 软件测试的方法，白盒测试与黑盒测试，测试用例设计，软件测试的实施，单元测试、集成测试和系统测试。 5. 程序的调试，静态调试与动态调试。 四、数据库设计基础 1. 数据库的基本概念：数据库，数据库管理系统，数据库系统。 2. 数据模型，实体联系模型及E-R图，从E-R图导出关系数据模型。 3. 关系代数运算，包括集合运算及选择、投影、连接运算，数据库规范化理论。 4. 数据库设计方法和步骤：需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的相关策略。 考试方式 1. 公共基础知识的考试方式为笔试，与JAVA语言程序设计的笔试部分合为一张试卷。 公共基础知识部分占全卷的30分。 2. 公共基础知识有10道选择题和5道填空题。 JAVA语言程序设计 基本要求 1.掌握Java语言的特点，实现机制和体系结构。 2.掌握Java语言中面向对象的特性。 3.掌握Java语言提供的数据类型和结构。 4.掌握Java语言编程的基本技术。 5.会编写Java用户界面程序。 6.会编写Java简单应用程序。 7.会编写Java小应用程序（Applet）。 8.了解Java的应用。 考试内容 一、Java语言的特点和实现机制 二、Java体系结构 目录结构。 的API结构。 3.开发环境设置。 程序结构。 三、Java语言中面向对象的特性 1.面向对象编程的基本概念和特征。 2.类的基本组成和使用。 3.对象的生成、使用和删除。 4.接口与包。 类库的常用类和接口。 四、Java简单数据类型及运算 1.变量和常量。 2.基本数据类型及转换。 类库中对简单数据类型的类包装。 4.运算符和表达式运算。 5.数组和字符串。 五、Java语言的基本语句 1.表达式语句。 2.条件语句。 3.循环语句。 4.注释语句。 5.异常处理。 六、Java编程技术基础 1.线程的概念和使用。 2.同步与共享。 3.串行化概念和目的。 4.串行化方法。 5.串行化的举例。 6.基于文本的应用。 7.文件和文件I/O。 8. 汇集（collections）接口。 七、编写用户界面程序 1.图形用户界面。 库简介。 简介。 与Swing比较。 八、编写小应用程序（Applet） 1.小应用程序概念。 2.安全机制。 执行过程。 的图形绘制。 的窗口。 的工作环境。 Application和Applet。 九、Java的应用 十、J2DK的下载和操作 考试方式 1. 笔试：90分钟，满分100分，其中含公共基础知识部分的30分。 2. 上机操作：90分钟，满分100分。 （1）基本操作。 （2）简单应用。 （3）综合应用。

java3D的问题…我要利用java3d绘制一个地球可以自转的动画…

import ;import .*;import ;import .*;import .j3d.*;import .*;import static .*;import .*;public class Ball11 extends Applet{private float vert[]=new float[];private Color3f color[]=new Color3f[];public BranchGroup createSceneGraph(){BranchGroup objRoot=new BranchGroup();//分支组BoundingSphere bounds=new BoundingSphere(new Point3d(),100.0);Color3f bgColor=new Color3f(1.0f,1.0f,1.0f);Background bg=new Background(bgColor);//背景颜色(bounds);//背景范围(bg);//添加平行光DirectionalLight lightD1=new DirectionalLight();(new BoundingSphere());Vector3f direction=new Vector3f(2.5f,8.0f,-1.0f);Color3f color1=new Color3f(1.0f,0.0f,0.0f);();(direction);(color1);(lightD1);//初始化pointinit();//添加运输组TransformGroup trans=new TransformGroup();(_TRANSFORM_WRITE);(_TRANSFORM_READ);(trans);Shape3D shape=new Shape3D();QuadArray qArray=new QuadArray(,|_3);(0,vert);(0,color);PolygonAttributes pa=new PolygonAttributes();(_NONE);(qArray);Appearance app=new Appearance();(pa);(app);(shape);//添加鼠标事件MouseRotate rotate=new MouseRotate();(trans);(rotate);(bounds);MouseZoom zoom=new MouseZoom();(trans);(zoom);(bounds);MouseTranslate translate=new MouseTranslate();(trans);(translate);(bounds);();return objRoot;}public void pointinit(){int i=0;for(double a=0;a<=2*;a+=0.09){for(double b=0;b<=;b+=0.1){vert[i]=(float)(b)*(float)cos(a);i++;vert[i]=(float)(a)*(float)sin(b);i++;vert[i]=(float)(b);i++;vert[i]=(float)(b)*(float)cos(a+0.1);i++;vert[i]=(float)(a+0.1)*(float)sin(b);i++;vert[i]=(float)(b+0.1);i++;vert[i]=(float)(b+0.1)*(float)cos(a+0.1);i++;vert[i]=(float)(a+0.1)*(float)sin(b+0.1);i++;vert[i]=(float)(b+0.1);i++;vert[i]=(float)(b+0.1)*(float)cos(a);i++;vert[i]=(float)(a)*(float)sin(b+0.1);i++;vert[i]=(float)(b+0.1);i++;}}for(i=0;i<;i++){color[i]=new Color3f(0.4f,0.0f,0.5f);}}public Ball11(){setLayout(new BorderLayout());GraphicsConfiguration config=();Canvas3D c=new Canvas3D(config);add(Center,c);BranchGroup scene=createSceneGraph();SimpleUniverse u=new SimpleUniverse(c);()();(scene);}public static void main(String[] args){long time1=();new MainFrame(new Ball11(),400,400);long time2=();(用时为:+(time2-time1)/.0 + 秒);}}

三维图形可视化制作技术

（一）OpenGL

OpenGL（Open Graphics Libaray）由SGI公司为其图形工作站开发的可以独立于窗口操作和硬件环境的图形开发系统。其目的是将用户从具体的硬件和操作系统中解放出来。用此系统可以不去理解这些系统的结构和指令系统，只要按规定的格式书写应用程序就可以在任何支持该语言的硬件平台上执行。由于OpenGL的高度可重用性，已经有几十家大公司表示接受OpenGL作为标准软件接口，目前加入OpenGL ARB（OpenGL体系结构审查委员会）的成员有SGI公司、HP公司、MicroSoft公司、Intel公司、IBM公司、SUN公司、DEC公司、AT&T公司的Unix软件实验室等。在该组织的努力下，OpenGL已经成为高性能图形和交互式视景处理的工业标准，能够在Windows95/98、Windows NT、Windows 2K、Macos、Beos、OS/2以及Unix上应用。OpenGL的实质是作为图形硬件的软件接口，是一组三维的API函数。

的主要功能

（1）建模。不但有简单的点线面还提供了复杂的三维物体（球、锥等）以及复杂的曲线曲面（Bezier、Nurbs等）绘制函数。

（2）变换。主要包括基本变换（平移、旋转等）和投影变换（平行、透视投影等）。

（3）颜色模式设置。RGBA模式、ColorIndex颜色索引。

（4）光照和材质设置。OpenGL光有辐射光、环境光、漫反射光、镜面光；材质是用光反射率来表示的。场景中物体最终反映到人眼的颜色是光的RGB分量和材质的RGB分量叠加形成的。

（5）纹理映射。主要表达物体表面的细节。

（6）位图显示和图像增强。图像功能除了基本的复制和图像像素读写外，还提供融合（Blending）、反走样（Antialiasing）、雾化（Fog）等特殊的图像处理效果。

（7）双缓冲（Double Buffering）动画。双缓冲即前台缓冲和后台缓冲。后台计算场景、产生画面，前台显示后台已经计算好的画面。

（8）交互技术。主要是提供三种工作模式：绘图模式、选择模式和反馈模式。绘图模式完成场景的绘制，可以借助物体的几何参数及运动控制参数、场景的观察参数、光照参数和材质参数、纹理参数、OpenGL函数的众多常量控制参数、时间参数等和Windows对话框、菜单、外部设备等构成实时交互的程序系统。在选择模式下，则可以对物体进行命名，选择命名的物体，控制对命名的物体的绘制。而反馈模式则给程序设计提供了程序运行的信息，这些信息也可反馈给用户，告诉用户程序的运行状况和监视程序的运行进程。

（9）其他。利用OpenGL还能实现深度暗示（Depth Cue）、运动模糊（Motion Blur）等特殊效果。

的基本原理

OpenGL是一个硬件发生器的软件接口，其主要目的是将二维、三维物体绘制到一个帧缓冲里，它包括几百个图形函数。开发者主要利用这些函数来建立三维模型和进行三维实时交互。

（1）图元操作和指令。OpenGL能够从多种可选择的模式画图元，而且一种模式的设置一般不会影响其他模式的设置，无论发生深墨情况，指令总是被顺序处理，也就是说，一个图元必须完全画完之后，后继图元才能影响帧存。

（2）图形控制。OpenGL提供诸如变换矩阵、光照、反走样方法、像素操作等参数来控制二维和三维图形的绘制。它并不提供一个描述或建立复杂几何物体的手段。OpenGL提供的是怎样画复杂物体的机制而非描绘复杂物体本身的面面俱到的工具。即OpenGL是过程性的而非描述性的。

（3）执行模式。OpenGL命令的解释模式是客户/服务器模式的，即由客户发布命令，命令由OpenGL服务器（解释器）来处理，服务器可以运行在相同的或不同的计算机上，基于这一点，OpenGL是网络透明的。

地下水三维可视化系统开发与应用

的命令语法与状态

基于OpenGL标准开发的微机应用程序必须在32位Windows平台下，如Windows98/NT环境，运行时所需的动态连接库为、。OpenGL包含100多个库函数，这些函数按一定的格式来命名。

（1）核心函数115个，每个函数以gl开头，这些函数是最基本的，可以运行在任何工作平台上。这些函数创建二维和三维几何形体，设置视点，建立视觉体，设置颜色及材质，建立灯光，进行纹理映射，反走样，处理融合，雾化场景等，它们可以接受不同的参数，因而可派生300多个函数。

（2）OpenGL实用库函数以glu开头，共43个。这些函数基于OpenGL核心函数，主要提供对辅助函数的支持，并且执行了核心OpenGL函数的交互，因而是比核心函数更高一层的函数，也更有通用性。可以运行在任何OpenGL工作平台上。

（3）辅助库函数，共31个。以aux开头，它们是一类特殊的OpenGL函数，是帮助初学者尽快进入OpenGL编程而做简单练习用的。因此并不能在所有平台上运行。但Windows98/NT支持它们。

（4）Windows专用库函数，以wgl开头。主要是连接OpenGL和Windows窗口系统的，用它们可以管理着色描述表及显示列表，扩展功能，管理字体位图等。

（5）Win32 API函数，共6个，用于处理像素格式及缓冲。

（6）OpenGL结构，共4个。

图形操作步骤

步骤1：设置像素格式：主要包括建立OpenGL绘制风格、颜色模式、颜色位数、深度位数等；

步骤2：建立模型：建立三维模型；

步骤3：舞台布景：如何把景物放置在三维空间的适当位置，设置三维透视视觉体以观察场景；

步骤4：效果处理：设置物体的材质（颜色、光学性能及纹理映射等）加入光照及光照条件；

步骤5：光栅化：把景物及其颜色信息转化为可在计算机上显示的像素信息。

（二）VRML

简介

VRML是英文Virtual Reality Modeling Language——虚拟现实造型语言的缩写。其最初的名字叫Virtual Reality Makeup Language。名字是由第一届WWW（1994，日内瓦）大会上，由Tim Berners Lee和Dave Raggett所组织的一个名为Bird-of-a-Feather（BOF）小组提出的。后来Makeup改为Modeling。VRML和HTML是紧密相连的，是HTML在3D领域的模拟和扩展。由于VRML在Internet具有良好的模拟性和交互性，因而显示出强大的生命力。

VRML是一种3D交换格式，它定义了当今3D应用中的绝大多数常见概念，诸如变换层级、光源、视点、几何、动画、雾、材质属性和纹理映射等。VRML的基本目标是确保能够成为一种有效的3D文件交换格式。

VRML是HTML的3D模型。它把交互式三维能力带入了万维网，即VRML是一种可以发布3D网页的跨平台语言。事实上，三维提供了一种更自然的体验方式，例如游戏、工程和科学可视化、教育和建筑。诸如此类的典型项目仅靠基于网页的文本和图像是不够的，而需要增强交互性、动态效果连续感以及用户的参与探索，这正是VRML的目标。

VRML提供的技术能够把三维、二维、文本和多媒体集成为统一的整体。当把这些媒体类型和脚本描述语言（scripting language）以及因特网的功能结合在一起时，就可能产生一种全新的交互式应用。VRML在支持经典二维桌面模型的同时，把它扩展到更广阔的时空背景中。

VRML是赛博空间（cyber space）的基础。赛博空间的概念是由科幻作家William Gibson提出的。虽然VRML没有为真正的用户仿真定义必要的网络和数据库协议，但是应该看到VRML迅速发展的步伐。作为标准，它必须保持简单性和可实现性，并在此前提下鼓励前沿性的试验和扩展。

的基本工作原理及其特性

（1）用文本信息描述三维场景。在Internet网上传输，在本地机上由VRML的浏览器解释生成三维场景，解释生成的标准规范即是VRML规范。正是基于VRML的这种工作机制，才使其可能在网络应用中有很快的发展。当初VRML的设计者们考虑的也正是文本描述的信息在网络上的传输比图形文件迅速，所以他们避开在网络上直接传输图形文件而改用传输图形文件的文本描述信息，把复杂的处理任务交给本地机从而减轻了网路的负荷。

（2）统分结合模式。VRML的访问方式基于C/S模式，其中服务器提供VRML文件，客户通过网络下载希望访问的文件，并通过本地平台的浏览器（Viewer）对该文件描述的VR世界进行访问，即VRML文件包含了VR世界的逻辑结构信息，浏览器根据这些信息实现许多VR功能。这种由服务器提供统一的描述信息，客户机各自建立VR世界的访问方式被称为统分结合模式，也是VRML的基本概念。由于浏览器是本地平台提供的，从而实现了VR的平台无关性。

（3）基于ASCII码的低带宽可行性。VRML像HTML一样，用ASCII文本格式来描述世界和链接，保证在各种平台上通用，同时也降低了数据量，从而在低带宽的网络上也可以实现。

（4）实时3D着色引擎。传统的VR中使用的实时3D着色引擎在VRML中得到了更好的体现。这一特性把VR的建模与实时访问更明确地隔离开来，也是VR不同于三维建模和动画的地方。后者预先着色，因而不能提供交互性。VRML提供了6+1个自由度，即三个方向的移动和旋转，以及和其他3D空间的超链接（Anchor）。

（5）可扩充性。VRML作为一种标准，不可能满足所有应用的需要。有的应用希望交互性更强，有的希望画面质量更高，有的希望VR世界更复杂。这些要求往往是相互制约的，同时又受到用户平台硬件性能的制约，因而VRML是可扩充的，即可以根据需要定义自己的对象及其属性，并通过Java语言等方式使浏览器可以解释这种对象及其行为。

（三）X3D

X3D（Extensible 3D——可扩展3D）是一个软件标准，定义了如何在多媒体中整合基于网络传播的交互三维内容。X3D将可以在不同的硬件设备中使用，并可用于不同的应用领域中。比如工程设计、科学可视化、多媒体再现、娱乐、教育、网页、共享虚拟世界等方面。X3D也致力于建立一个3D图形与多媒体的统一的交换格式。X3D是VRML的继承。VRML（Virtual Reality Modeling Language-虚拟现实建模语言）是原来的网络3D图形的ISO标准（ISO/IEC ）。X3D相对VRML有了改进，提供了以下的新特性：更先进的应用程序界面，新添的数据编码格式，严格的一致性，组件化结构（用来允许模块化的支持标准的各部分）。

1.X3D设计目标

X3D确立了以下的设计目标：

（1）分离数据编码和运行时间结构；

（2）支持大量的数据编码格式，包括XML（Extensible Markup Language）；

（3）增加新的绘图对象、行为对象、交互对象；

（4）给3D场景提供可选的应用程序界面（APIs）；

（5）定义规格的子集“概貌（Profiles）”以适合不同的市场需要；

（6）允许在不同层次（1evels）的服务上都能实现X3D规格；

（7）尽可能添加完善规格中行为的定义或描述。

2.X3D特性

为了满足工程设计、科学可视化、多媒体再现、娱乐、教育、网页、共享虚拟世界等方面使用的需要，X3D添加了以下的新特性：

（1）3D图形：多边形化几何体、参数化几何体、变换层级、光照、材质、多通道/多进程纹理帖图；

（2）2D图形：在3D变换层级中显示文本、2D矢量、平面图形；

（3）动画：计时器和插值器驱动的连续动画；人性化动画和变形；

（4）空间化的音频和视频：在场景几何体上映射视听源；

（5）用户交互：基于鼠标的选取和拖曳；键盘输入；

（6）导航：摄像机；用户在3D场景中的移动；碰撞、接近和可见性检测；

（7）用户定义对象：通过创建用户定义的数据类型，可以扩展浏览器的功能；

（8）脚本：通过程序或脚本语言，可以动态地改变场景；

（9）网络：可以用网络上的资源组成一个单一的X3D场景；可以通过超链接对象连接到其他场景或网络上的其他资源；

（10）物理模拟：人性化动画；地理化数据集；分布交互模拟（Distributed Interactive Simulation-DIS）协议整合。

（四）Java 3D

Java 3D用其自己定义的场景图和观察模式等技术构造了3D的上层结构，实现了在Java平台使用三维技术。Java 3D API是Sun定义的用于实现3D显示的接口。3D技术是底层的显示技术，Java 3D提供了基于Java的上层接口。Java 3D把OpenGL和DirectX这些底层技术包装在Java接口中。这种全新的设计使3D技术变得不再繁琐并且可以加入到J2SE、J2EE的整套架构，这些特性保证了Java 3D技术强大的扩展性。Java 3D建立在Java2（Java1.2）基础之上，Java语言的简单性使Java 3D的推广有了可能。Java 3D是在OpenGL的基础上发展起来的，可以说是Java语言在三维图形领域的扩展，其实质是一组API即应用程序接口。利用Java 3D所提供的API就可以编写出一些诸如三维动画、远程三维教学软件、三维辅助设计分析和模拟软件，以及三维游戏等。它实现了以下三维功能：

（1）生成简单或复杂的形体（也可以调用现有的三维形体）；

（2）使形体具有颜色、透明效果、贴图；

（3）在三维环境中生成灯光、移动灯光；

（4）具有行为的处理判断能力（键盘、鼠标、定时等）；

（5）生成雾、背景、声音；

（6）使形体变形、移动、生成三维动画；

（7）编写非常复杂的应用程序，用于各种领域如VR（虚拟现实）。

3D的数据结构

Java 3D的数据结构和OpenGL的数据结构一样，采用的是场景图的数据结构，但Java 3D根据Java语言的特点。Java 3D的场景图是DAG（Directed-acyCLIc Graph），其特点是具有方向的不对称性。Java 3D的场景图由Java 3D的运行环境直接转变成具有三维显示效果的显示内存数据，从而在计算机上显示出三维效果，显示内存中不断接收Java 3D的运行最新结果，从而产生三维动画。

2.、Java 3D（API）中的类

Java 3D是根据OpenGL的三维图形库及VRML的基础上开发出来的一个API，里面包含了几乎所有编写Java交互式三维应用程序所需的最基本的类（类方法）、接口。主要存放在程序包.j3d中，这些是Java 3D的核心类。另外，还有提供一个有助于快速编程的应用类型的包（Utility包）（可或缺，主要是能大大地提高程序的编写效率）。除了核心类和Utility包之外，还有：

（1）（主要是定义一个显示用的窗口）；

（2）（主要是处理定义的矢量计算所用的类，今后核心类）；

（3）Java 3D的类根据作用可分为Node、NodeComponent，其中Node又分为Group及Leaf两个子类。

（五）IDL

简介

IDL（Interactive Data Language）是美国RSI公司（Research System Inc）的产品，它集可视、交互分析、大型商业开发为一体，为用户提供了完善、灵活、有效的开发环境。IDL的主要特性包括：

（1）高级图像处理、交互式二维和三维图形技术、面向对象的编程方式、OpenGL图形加速、跨平台图形用户界面工具包、可连接ODBC兼容数据库及多种程序连接工具等。

（2）IDL是完全面向矩阵的，因此具有处理较大规模数据的能力。IDL可以读取或输出有格式或无格式的数据类型，支持通用文本及图像数据，并且支持在NASA，TPT，NOAA等机构中大量使用的HDF，CDF及netCDF等科学数据格式及医学扫描设备的标准格式DICOM格式。IDL还支持字符、字节、16位整型、长整型、浮点、双精度、复数等多种数据类型。能够处理大于2Gb的数据文件。IDL采用OpenGL技术，支持OpenGL软件或硬件加速，可加速交互式的2D及3D数据分析、图像处理及可视化。可以实现曲面的旋转和飞行；用多光源进行阴影或照明处理；可观察体（Volume）内部复杂的细节；一旦创建对象后，可从各个不同的视角对对象进行可视分析。

（3）IDL具有图像处理软件包，例如感兴趣区（ROI）分析及一整套图像分析工具、地图投影及转换软件包，宜于GIS的开发。

（4）IDL带有数学分析和统计软件包，提供科学计算模型。可进行曲线和曲面拟合分析、多维网格化和插值、线性和非线性系统等分析。

（5）用IDL DataMiner可快速访问、查询并管理与ODBC兼容的数据库，支持Oracle，Informix，Sybase，MS SQL等数据库。可以创建、删除、查询表格，执行任意的SQL命令。

（6）IDL可以通过ActiveX控件将IDL应用开发集成到与COM兼容的环境中。用Vi-sual Basic，Visual C++等访问IDL，还可以通过动态连接库方式从IDL调用C，Fortran程序或从其他语言调用IDL。

（7）用IDL GUIBuilder可以开发跨平台的用户图形界面（GUI），用户可以拖放式建立图形用户界面GUI，灵活、快速地产生应用程序的界面。

（8）IDL为用户提供了一些可视数据分析的解决方案，早在1982年NASA的火星飞越航空器的开发就使用了IDL软件。

的编程方式

IDL有两种编程方式，一是利用IDL平台的GUIBuilder进行编程，这种方式的特点是所见即所得，使用IDL自身所具有的控件进行编程和界面设置，但使用灵活性不够；另一种是利用IDL平台的集成开发环境的组件编程技术，这种方式的特点是较为灵活，而且功能较强，可以随着编程者的意愿进行设置。另外在IDL中有批处理文件语句，即在命令行中直接输入命令语句来进行数据的读入和输出，以及进行属性设置和处理。此外，IDL提供IDLDRAW WIDGET控件，可进行基于COM技术的开发。

的应用领域

由于其强大的功能和独特的特点，IDL语言可以应用地球科学（包括气象、水文、海洋、土壤、地质、地下水等）、医学影像、图像处理、GIS系统、软件开发、大学教学、实验室、测试技术、天文、航空航天、信号处理、防御工程、数学统计及分析、环境工程等很多领域，IDL语言都可以得到广泛的应用。目前应用IDL语言，已经开发出了ENVI，IMAGIS，RiverTools，医学等成熟产品。具体的应用实例也非常多，如在2000年澳大利亚悉尼奥运会综合预报系统、美国国家环境卫星数据和信息服务中心的厄尔尼诺现象分析等工作中得到了成功的应用。

北京市勘察设计研究院应用IDL语言，已开发了真三维地质分析系统AutoDig，能够直接对简单的地质数据，或其他带层次性的数据实现科学的、完整的三维建模；同时也提供真三维显示功能，不仅能对三维体实现任意的旋转、放大、缩小，而且也能实现交互式的真三维切割功能。

（六）小结

三维图形技术是随着计算机软硬件技术的发展而发展变化的，其鼻祖是SGI公司推出的OpenGL三维图形库。OpenGL是业界最为流行也是支持最广泛的一个底层3D技术，几乎所有的显卡厂商都在底层实现了对OpenGL的支持和优化。OpenGL同时也定义了一系列接口用于编程实现三维应用程序，但是这些接口使用C（C++）语言实现并且很复杂。掌握针对OpenGL的编程技术需要花费大量时间精力。

Java 3D是在OpenGL的基础上发展起来的，可以说是Java语言在三维图形领域的扩展，其实质是一组API即应用程序接口。

Direct3D是Microsoft公司推出的三维图形编程API，它主要应用于三维游戏的编程。众多优秀的三维游戏都是由这个接口实现的。与OpenGL一样，Direct3D的实现主要使用C++语言。

VRML2.0（VRML97）自1997年12月正式成为国际标准之后，在网络上得到了广泛的应用，这是一种比BASIC，JAVASCRIPT等还要简单的语言。现已发展为X3D。脚本化的语句可以编写三维动画片、三维游戏、计算机三维辅助教学。它最大的优势在于可以嵌在网页中显示。

美国RSI公司（Research System Inc）研制和开发的最新可视软件IDL（Interactive Data Language）交互式数据语言，是进行数据分析、可视化和跨平台应用开发的较佳选择，它集可视、交互分析、大型商业开发为一体，为用户提供了完善、灵活、有效的开发环境。三维技术的比较见表1-2。

表1-2 三维技术对比

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