الاثنين، أغسطس 08، 2005

برمجة الرسوم ثلاثية الأبعاد في جافا, 3D, Java3D, JOGL, OpenGL, DirectX

لاحظت وجود اهتمام ببرمجة الأبعاد الثلاثية من رواد المنتدى لهذا أحببت أن ألخص الخيارات الرئيسية تحت جافا والفرق بينها.

من المعلوم أهمية السرعة في التطبيقات ثلاثية الأبعاد. للحصول على السرعة في هذه التطبيقات على المبرمج أن يستفيد من التسريع ثلاثي الأبعاد في كرت الرسوميات. كيف ذلك؟ باستخدام لغة قياسية يدعمها مصنعي كروت الرسوميات. بهذا الأسلوب سيتولى كرت الرسوميات العمل بدلا من المعالج. لدينا خيارين في هذا المجال:
لغة OpenGL:
وهي المعيار في برمجة الرسوم المسرعة عتاديا وهي في الأصل من تصميم شركة سيليكون جرافكس إنترناشونال SGI. وهي موجودة منذ فترة طويلة ومدعومة جيدا في كروت الرسوميات الحالية للمستهلكين من ATI و nVidia كما أنها أساس كروت التسريع ثلاثي الأبعاد للمحترفين في التصميم والتطبيقات الصناعية و ال CAD. دعم OpenGL موجود في معظم نظم التشغيل وتتوفر مكتبات تطوير لها لمعظم لغات البرمجة الموجودة.
لغة DirectX:
من شركة ميكروسوفت ويعمل في ويندوز فقط وهو موجه أكثر إلى المستهلكين ومدعوم جيدا في كروت رسوميات المستهلكين. نضج كثيرا في آخر إصدارتين وهما الثامنة والتاسعة حيث قدم إمكانات متقدمة مثل مظللات الذرى Vertex Shaders و مظللات البكسلات Pixels Shaders. يمكن التطوير لDirectX باستخدام عدة التطوير له من ميكروسوفت التي تحوي المكتبات اللازمة للغات فيجوال ستوديو.

الآن نعود لجافا:
تطورت جافا في الإمكانات الموجهة للوسائط المتعددة والألعاب تطورا كثيرا خصوصا في السنة الأخيرة بعد الإصدارة 1.4 التي أتت مع نمط كامل الشاشة الحصري Full Screen Exclusive Mode كما تطورت المنصة عموما بمكتبات قوية مثل Java2D و Java3D و JOGL و JOAL و JAI و JMF و JInputحتى أصبحت المنصة خيارا قويا جدا ينصح به لتطوير الألعاب وظهرت (وستظهر قريبا) كتب عدة ممتازة في تطوير الألعاب تحت جافا.

بالنسبة للبرمجة ثلاثية الأبعاد فأهم الخيارات (يوجد غيرها) خياران:
Java3D:
تعتبر Java3D مكتبة للتطوير على المستوى العالي (High Level) وتعتمد أسلوب بنيوي (Structural) يعتمد وصف محتويات المشهد بوضعها داخل شجرة Tree بأسلوب كائني. Java3D مبنية فوق OpenGL أو DirectX (تتوفر نسختان) ولكن البرمجة تتم بال Java3D. ينصح باستخدام نسخة OpenGL حيث أن لها سمعة بأنها أكثر ثباتا.

JOGL:
Java OpenGL Binding
الخيار الحديث جدا هو استخدام هذه المكتبة التي توفر الوصول المباشر لأوامر OpenGL أي أن التطوير يتم على مستوى منخفض (Low Level).
المبرمجين المتمرسين في OpenGL يمكنه البرمجة فورا ويمكن نقل الكود المكتوب لOpenGL في ال C مثلا مباشرة لجافا مع تعديلات بسيطة جدا حيث أن هناك تناظر واحد لواحد و بنفس الأسماء للدوال. بسبب هذه الميزة أو العيب (يعتمد هلى أسلوب النظر) فإن JOGL ليس لها مذاق البرمجة الكائنية في جافا حيث أن المكتبة عبارة عن عدد لا يتجاوز أصابع اليد من الأصناف التي تحوي عددا خياليا بالآلاف من الطرق.

السرعة:
كلا المكتبتين تستخدمان JNI في استدعاء دوال أصيلة لذا لك أن تتوقع أداءا عالي السرعة وهذا صحيح ولكن JOGL أسرع من Java3D كما توقعت أنت ربما. يمكن تشبيه هذا الوضع بالفرق بين ال C و الأسمبلي. في الحقيقة فإن JOGL خارقة السرعة حيث أنه لا فرق يذكر في السرعة عند استخدام OpenGL تحت C لذا فهي مناسبة جدا لبرمجة دووم التالية. ولكن Java3D مناسبة أكثر للمطورين الأقل تمرسا في برمجة الرسوم على مستوى الرأس والمضلع المنخفض المطلوب في JOGL.

موضوع طرحه الأخ TheUnforgiven
في منتدي الفريق العربي للبرمجة، على هذا الرابط
أنصح بمراجعته لتزود بقائمة الموارد المفيدة

هناك 3 تعليقات:

غير معرف يقول...

أشكرك أخي
OMLX
على المقاله الجميله حيث أنه من الجميل أن نعرف مثل هذه المميزات عن نظام اللينكس وحقيقه أني أحاول جاهداص الأقلاع عن نظام الأحتكار الويندوز لكن هناك بعض المشكال التي أنتظر حلهاااا أشكرك جزيل الشكر وننتظر إبداعاتك القادمه

فهد السعيدي يقول...

مشكور أخي ، وإن شاء تنحل مشاكلك كلها مع هذا النظام ،

تحياتي

غير معرف يقول...

جزاك الله خيراً
هل هناك كتب عربية تتحدث عن JoGL ؟؟؟ كل الكتب التي رأيتها عنه (على النت) غير عربية ... ربما أقوم بترجمة أحدهم إن لم يكن هناك كتب عربية له ..
في الحقيقة أنا من عشاق opengl و حتى أسماء الدوال فيها سهلة على الأذن و كأنك تقرأ قطعة من الشعر عند قراءة كود لopengl ... أما DirectX حاولت أن أتعلمها و لكن لم أفلح مرة في تشغيل أي تطبيق لها حتى التطبيقات التي جائت في الإسطوانة التي مع أحد كتبها , لا أدري أين الخطأ ... على عكس opengl ..