VCSSL 3DCG開発ガイド

ここでは、VCSSLで3次元グラフィックス( 3DCG )を扱う方法を解説します。

はじめに

VCSSLで記述されたプログラムのコードは、「 VCSSLエンジン 」というインタープリタ上で実行されるため、環境依存の問題などをあまり気にすることなく、いろいろなPCの上で動作します。 特にVCSSLエンジンはJava言語で開発されているため、PC向けの各種OSに対応し、どこでもほぼ同様の動作が見込めます。

そして、この事は3次元のグラフィックス( 3DCG )についても例外ではありません。 VCSSLエンジンには、独自のソフトウェアレンダリング方式の3D描画エンジンが内蔵されています。 そのためユーザーは、専門的なライブラリや機器を別途用意しなくても、標準でそのまま、3Dグラフィックスを用いたプログラムを開発・実行できます。

もっとも、その反面としてVCSSLの3DCG機能は、GPUなどのハードウェアをフル活用する高度な開発環境( 3DCG専用のAPIなど )と比べると、描画速度やクオリティの点では遠く及びません。 しかしその代わり、VCSSLの3DCG機能では、性能よりも扱いやすさ・習得のしやすさを優先した設計を採用しています。 たとえば数学の回転行列などの難しい事を考えなくても、手軽に3DCGプログラミングを行えます。

VCSSLの3DCG機能は、たとえばデータやシミュレーションの可視化などで役に立ってくれるでしょう。 ここでの可視化とは、解析対象をグラフィカル( 絵的 )に、目に見える形で表現するという意味です。 VCSSLのVは「 Visualization( 可視化 ) 」の頭文字であり、VCSSLはまさにそのような用途のカバーを目指しています。

ここでは、実際にVCSSLのプログラム内で、3DCGを扱う方法について解説します。 なお、平面的な描画や画像処理を行う「 2DCG 」の扱いについては、別途 2DCGガイド をご参照ください。

それでは、VCSSLで3DCGプログラミングをはじめてみましょう!

VCSSL 3DCG開発ガイド
- 目次 -

ガイドの本編です。テーマごとの連載形式になっています。まとめて読みたい/印刷したい方はPDF版をどうぞ。


3次元コンピューターグラフィックス
3次元コンピューターグラフィックスの基礎知識について扱っています。

基盤の準備
グラフィックスデータやレンダラーの生成など、基盤の準備について扱っています。

マウス操作とアニメーション
マウス操作で始点変更を可能にする方法について扱っています。

フレームワークの使用
基盤の準備を自動化してくれる、フレームワークの使用方法について扱っています。

光源の生成・配置と各種設定
光源の生成と配置方法、および色や輝度の設定について扱っています。

モデルの生成・配置と各種標準モデル
立体モデルの生成と配置方法、および色々な種類の標準立体モデルについて扱っています。

ポリゴンの生成・配置と各種ポリゴン
立体モデルの構成要素である「ポリゴン」の生成と配置方法、および色々な種類のポリゴンについて扱っています。

立体の移動
立体の移動について扱っています。

立体の回転
立体の回転について扱っています。

立体の拡大と縮小
立体の拡大と縮小について扱っています。

立体の反転
立体の反転について扱っています。

立体の色設定
立体の色設定について扱っています。

立体の形状設定
標準モデルの形状設定について扱っています。

立体のフィル設定
標準モデルのフィル設定について扱っています。

立体の材質設定
立体の材質設定について扱っています。

座標系の考え方と生成・配置
座標系の概念と、生成・配置方法について扱っています。

座標系の移動
親座標系の座標系を基準とした、座標系の移動について扱っています。

座標系の歩行
自身の座標軸を基準とした、座標系の移動(歩行)について扱っています。

座標系の原点位置制御
座標系の原点位置制御について扱っています。

座標系の回転
親座標系の座標軸を基準とした、座標系の回転について扱っています。

座標系の自転
自身の座標軸を基準とした、座標系の回転(自転)について扱っています。

座標系のオイラー角姿勢制御
オイラー角による座標系の姿勢制御について扱っています。

カメラ座標系
カメラ座標系の概念と制御について扱っています。

ベクトルの生成・配置と基本的な操作・演算
ベクトルの生成と配置方法、および基本的な操作と演算について扱っています。

座標変換
座標変換について扱っています。

画面射影
3D空間上の位置と、画面上の位置との関係を求める「画面射影」について解説しています。

衝突判定
立体の衝突判定について解説しています。

( ※ OracleとJavaは、Oracle Corporation 及びその子会社、関連会社の米国及びその他の国における登録商標です。文中の社名、商品名等は各社の商標または登録商標である場合があります。 )

このガイドに登場するサンプルコード(一部)

ガイド内に登場するサンプルコードを、実行環境ごとダウンロードして、実際に実行してみる事ができます。

[公式ガイドサンプル] 立体モデルを生成して3D空間に配置する

「VCSSL 3DCG開発ガイド」内のサンプルコードです。立体モデルを生成し、3D空間に配置します。
[公式ガイドサンプル] ポリゴンを生成して3D空間に配置する

「VCSSL 3DCG開発ガイド」内のサンプルコードです。立体の基本的な構成要素となるポリゴンを生成し、3D空間に配置します。

※ サンプルコードのダウンロードはまだ整備中で、全部の公開には至っていません。今後も継続的に少しづつ追加していきます。 コードアーカイブ では、このガイドのサンプルコードだけでなく、いろいろなVCSSL製のプログラムをコード解説付きで配信しています。


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お知らせ

リニアングラフ3DのVCSSL用APIにカメラ制御関数を追加、回転アニメーションツールも同梱
2019年10月09日 - RINEARNでは10月9日にソフトウェアの最新版をリリースしました。VCSSLのAPI関数の追加や、リニアングラフ3Dのアニメーションツールの追加など行っています。その概要をお知らせします。

小型関数電卓 RINPn(旧称リニアンプロセッサー nano)の公式ページを開設
2019年10月02日 - 現在オープンソースで開発中の、「シンプル&コンパクト」を目指した小型プログラマブル関数電卓ソフト「 RINPn 」の公式ページが、RINEARNサイト内にオープンしました。その概要をお知らせします。

Vnanoの公式サイトがオープン、チュートリアルやAPI仕様書等も掲載
2019年08月07日 - オープンソースのアプリケーション組み込み用スクリプトエンジン「 Vnano 」の公式サイトを開設しました。チュートリアルや、スクリプトエンジンのAPI仕様書などが参照できます。その概要をお知らせします。

新着
3Dグラフを回転アニメーションさせるツール

3Dグラフを、Z軸まわりにゆっくりと回転アニメーションさせるツールです。全角度のグラフを、連番の画像ファイルに保存する事もできます。
2019年10月09日
[公式ガイドサンプル] ユーザーのGUI操作に対して処理を行う

「VCSSL GUI開発ガイド」内のサンプルコードです。ユーザーがGUIを操作した際に行う処理を実装します。
2019年07月28日
[公式ガイドサンプル] 各種GUIコンポーネントを画面上に配置する

「VCSSL GUI開発ガイド」内のサンプルコードです。色々な種類のGUI部品を画面上に配置します。
2019年07月28日
連番ファイルから3Dグラフをアニメーション描画するツール

フォルダ内の連番データファイルを読み込み、3Dグラフを高速で連続描画して、アニメーションさせるツールです。グラフを連番の画像ファイルに保存する事もできます。
2019年06月03日
連番ファイルから2Dグラフをアニメーション描画するツール

フォルダ内の連番データファイルを読み込み、2Dグラフを高速で連続描画して、アニメーションさせるツールです。グラフを連番の画像ファイルに保存する事もできます。
2019年05月24日
開発元Twitterアカウント