ebook img

Pro Java 9 Games Development: Leveraging the JavaFX APIs PDF

649 Pages·2017·45.02 MB·English
Save to my drive
Quick download
Download
Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.

Preview Pro Java 9 Games Development: Leveraging the JavaFX APIs

Pro Java 9 Games Development Leveraging the JavaFX APIs — Wallace Jackson Pro Java 9 Games Development Leveraging the JavaFX APIs Wallace Jackson Pro Java 9 Games Development: Leveraging the JavaFX APIs Wallace Jackson Lompoc, California, USA ISBN-13 (pbk): 978-1-4842-0974-5 ISBN-13 (electronic): 978-1-4842-0973-8 https://doi.org/10.1007/978-1-4842-0973-8 Library of Congress Control Number: 2017959341 Copyright © 2017 by Wallace Jackson This work is subject to copyright. All rights are reserved by the Publisher, whether the whole or part of the material is concerned, specifically the rights of translation, reprinting, reuse of illustrations, recitation, broadcasting, reproduction on microfilms or in any other physical way, and transmission or information storage and retrieval, electronic adaptation, computer software, or by similar or dissimilar methodology now known or hereafter developed. Trademarked names, logos, and images may appear in this book. Rather than use a trademark symbol with every occurrence of a trademarked name, logo, or image we use the names, logos, and images only in an editorial fashion and to the benefit of the trademark owner, with no intention of infringement of the trademark. The use in this publication of trade names, trademarks, service marks, and similar terms, even if they are not identified as such, is not to be taken as an expression of opinion as to whether or not they are subject to proprietary rights. While the advice and information in this book are believed to be true and accurate at the date of publication, neither the authors nor the editors nor the publisher can accept any legal responsibility for any errors or omissions that may be made. The publisher makes no warranty, express or implied, with respect to the material contained herein. Cover image by Freepik (www.freepik.com) Managing Director: Welmoed Spahr Editorial Director: Todd Green Acquisitions Editor: Steve Anglin Development Editor: Matthew Moodie Technical Reviewer: Jeff Friesen Coordinating Editor: Mark Powers Copy Editor: Kim Wimpsett Distributed to the book trade worldwide by Springer Science+Business Media New York, 233 Spring Street, 6th Floor, New York, NY 10013. Phone 1-800-SPRINGER, fax (201) 348-4505, e-mail orders-ny@springer- sbm.com, or visit www.springeronline.com. Apress Media, LLC is a California LLC and the sole member (owner) is Springer Science + Business Media Finance Inc (SSBM Finance Inc). SSBM Finance Inc is a Delaware corporation. For information on translations, please e-mail [email protected], or visit http://www.apress.com/ rights-permissions. Apress titles may be purchased in bulk for academic, corporate, or promotional use. eBook versions and licenses are also available for most titles. For more information, reference our Print and eBook Bulk Sales web page at http://www.apress.com/bulk-sales. Any source code or other supplementary material referenced by the author in this book is available to readers on GitHub via the book’s product page, located at www.apress.com/9781484209745. For more detailed information, please visit http://www.apress.com/source-code. Printed on acid-free paper This Pro Java 9 Games Development book is dedicated to everyone in the open source community who is working diligently to make professional new media application development software, operating systems, and content development tools, freely available for all of us game application developers to utilize to achieve our iTV Set creative dreams and financial goals. Last but certainly not least, I dedicate this book to my father William Parker Jackson, my family, my life-long friends, and all of my ranching neighbors, for their constant help, assistance, and those starry late-night Red Oak BBQ parties. Contents About the Author ����������������������������������������������������������������������������������������������������xix About the Technical Reviewer ��������������������������������������������������������������������������������xxi Acknowledgments ������������������������������������������������������������������������������������������������xxiii Introduction �����������������������������������������������������������������������������������������������������������xxv ■ Chapter 1: The Different Faces of Java: Create a Java 9 Development Workstation �����������������������������������������������������������������������������������������������������������1 Java Dichotomy: Versions Used in Various Platforms �������������������������������������������������������2 Java Development Workstation: Required Hardware �������������������������������������������������������3 Prepare a Workstation for Java 9 Game Development �����������������������������������������������������4 Downloading and Installing the Oracle Java 9 JDK ����������������������������������������������������������6 Downloading and Installing the Oracle Java 8 JDK ����������������������������������������������������������9 Installing the Oracle NetBeans 9�0 (Development) IDE ���������������������������������������������������12 Installing the Apache NetBeans 9 (Development) IDE ����������������������������������������������������14 Installing New Media Content Production Software �������������������������������������������������������17 Downloading and Installing InkScape for SVG Digital Illustration ���������������������������������������������������������17 Downloading and Installing GIMP for Digital Image Compositing ���������������������������������������������������������18 Downloading and Installing Audacity for Digital Audio Editing �������������������������������������������������������������19 Downloading and Installing DaVinci Resolve 14 for Digital Video ���������������������������������������������������������20 Downloading and Installing Blackmagic Fusion for Visual Effects �������������������������������������������������������21 Download and Install Blender for 3D Modeling and Animation ������������������������������������������������������������22 Download and Install Terragen for 3D Terrain or World Creation ����������������������������������������������������������23 Downloading and Install Daz Studio Pro for Character Animation ��������������������������������������������������������24 v ■ Contents Other Open Source New Media Software Packages ������������������������������������������������������25 Organizing Quick Launch Icons in Your Taskbar Area �����������������������������������������������������28 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������28 ■ Chapter 2: An Introduction to Content Creation: 2D New Media Asset Fundamentals ������������������������������������������������������������������������������������������������������29 Game Design Assets: New Media Content Concepts ������������������������������������������������������30 Digital Imaging Concepts: Resolution, Color Depth, Alpha, Layers ���������������������������������31 Digital Image Resolution and Aspect Ratio: Defining Your Image Size and Shape �������������������������������32 Digital Image Color Theory and Color Depth: Defining Precise Image Pixel Colors ������������������������������32 Digital Image Compositing: Using Alpha Channels and Transparency with Layers �������������������������������33 Representing Color and Alpha in Java Game Logic: Using Hexadecimal Notation �������������������������������35 Digital Image Object Masking: Using Alpha Channels to Composite Game Sprites ������������������������������36 Smoothing Digital Image Composites: Using Anti-aliasing to Smooth Image Edges ����������������������������37 Digital Image Data Optimization: Using Compression, Indexed Color, and Dithering ����������������������������38 Digital Video or Animation: Frames, Frame Rate, Loops, Direction ���������������������������������41 Digital Video Compression Concepts: Bit Rate, Data Streaming, SD, HD, and UHD �������������������������������42 Digital Video Data Footprint Optimization: Important Settings for Video Codecs ����������������������������������43 Digital Audio Concepts: Amplitude, Frequency, Samples, Waves ������������������������������������45 Converting Analog Audio to Digital Audio Data: Sampling, Accuracy, and HD Audio �����������������������������46 Digital Audio Asset Playback: Captive Audio Playback vs� Streaming Audio�����������������������������������������48 Digital Audio Assets in JavaFX: Digital Audio Codec and Data Format Support ������������������������������������49 Digital Audio Optimization: Start with CD Quality Audio and Work Backward ���������������������������������������50 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������51 ■ Chapter 3: Advanced 3D Content Rendering: 3D Asset Concepts and Principles ������������������������������������������������������������������������������������������������������������53 Interactive 2D Assets: 2D Vector Content Concepts �������������������������������������������������������54 Points on a Plane: 2D Vertices, Model Reference Origin, Pivot Point, Dummy Point �����������������������������54 Connect the 2D Dots: Vector Lines and Spline Curves Connect Your 2D Vertices ���������������������������������55 Filling the Shape Interior: Color Fills, Gradients, and Patterns �������������������������������������������������������������56 vi ■ Contents Interactive 3D Assets: 3D Vector Content Concepts �������������������������������������������������������57 The Foundation of 3D: The Geometry of the Mesh ��������������������������������������������������������������������������������57 Skinning Your 3D Model: 2D Texture Mapping Concepts ����������������������������������������������������������������������61 Animating Your 3D Model: Keyframes, Motion Curves, and IK ��������������������������������������������������������������65 JavaFX 3D Support: Geometry, Animation, and Scene Packages ���������������������������������������������������������68 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������71 ■ Chapter 4: An Introduction to Game Design: Game Design Concepts, Genres, Engines, and Techniques ������������������������������������������������������������������������73 High-Level Concepts: Static vs� Dynamic Gaming ����������������������������������������������������������74 Game Optimization: Balancing Static Elements with the Dynamic �������������������������������������������������������75 2D vs� 3D Rendering: Static vs� Dynamic Under the Hood ��������������������������������������������������������������������76 Game Components: 2D, 3D, Collision, Physics, and AI ����������������������������������������������������77 2D Sprites: The Foundation of Arcade-Style Gaming ����������������������������������������������������������������������������77 3D Models: The Foundation of the Role-Playing Style of Gaming ���������������������������������������������������������78 Collision Detection: The Foundation of Game Asset Interaction �����������������������������������������������������������78 Physics Simulation: The Foundation of Gameplay Realism ������������������������������������������������������������������79 Artificial Intelligence: The Foundation of Your Gameplay Logic ������������������������������������������������������������79 Java Engines: Game, Physics, and Inverse Kinematic ����������������������������������������������������80 Game Engines: JMonkey and the Lightweight Java Game Library �������������������������������������������������������80 Physics and Collision Engines: Jbox2D, JBullet, Dyn4j, Jinngine����������������������������������������������������������81 Inverse Kinematics and Robot Engines: JRoboOp and JavaFX-IK ��������������������������������������������������������82 Game Genres: Puzzle, Board, Arcade, Shooter, or VR ������������������������������������������������������83 Static Games: Strategy, Knowledge, Memory, and Board Games ���������������������������������������������������������83 Dynamic Games: Arcade, Shooter, Platform, and Action Games �����������������������������������������������������������84 Hybrid Games: An Opportunity to Leverage JavaFX Creatively �������������������������������������������������������������84 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������85 ■ Chapter 5: A Java Primer: Introduction to Java Concepts and Principles �����������87 Writing Java Syntax: Comments and Code Delimiters ���������������������������������������������������88 Java Packages: Organizing the Java API by Function ����������������������������������������������������91 vii ■ Contents Java Classes: Java Structure to Modularize the Game ��������������������������������������������������92 Nested Classes: Java Classes Living Inside of Other Classes ��������������������������������������������������������������94 Inner Classes: Different Types of Nonstatic Nested Classes �����������������������������������������������������������������95 Java Methods: Core Logic Function Java Constructs �����������������������������������������������������96 Declaring Your Method: Modifier, Return Type, and Method Name �������������������������������������������������������96 Overloading Your Methods: Providing Unique Parameter Lists �������������������������������������������������������������97 Constuctor Methods: Turning a Java Class into a Java Object �������������������������������������������������������������98 Java Variables and Constants: Values in Data Fields ����������������������������������������������������100 Fixing Data Values in Memory: Defining a Data Constant in Java ������������������������������������������������������102 Java Modifier Keywords: Access Control and More �����������������������������������������������������103 Access Control Modifiers: Public, Protected, Package, or Private �������������������������������������������������������103 Non Access Control Modifiers: Final, Static, and Abstract ������������������������������������������������������������������105 Java Data Types: Defining Data Types in Applications ��������������������������������������������������108 Primitive Data Types: Character, Numbers, and Boolean ��������������������������������������������������������������������108 Reference Data Types: Objects and Arrays �����������������������������������������������������������������������������������������109 Java Operators: Manipulating Data in the Application��������������������������������������������������109 Java Arithmetic Operators: Basic Mathematics ����������������������������������������������������������������������������������110 Java Relational Operators: Making Comparisons �������������������������������������������������������������������������������111 Java Logical Operators: Processing Groups and Opposites ����������������������������������������������������������������112 Java Assignment Operators: Assigning a Result to a Variable ������������������������������������������������������������113 Java Conditional Operator: Set One Value If True, Another If False �����������������������������������������������������114 Java Conditional Control: Loops or Decision Making ���������������������������������������������������114 Decision-Making Control Structures: Switch - Case and If - Else ������������������������������������������������������114 Looping Control Structures: While, Do - While, and the For Loop ��������������������������������������������������������117 Java Objects: Virtualizing Reality Using OOP in Java ���������������������������������������������������118 Coding the Object: Turning Your Object Design into Java Code ����������������������������������������������������������120 Extending a Java Object Structure: Java Inheritance ���������������������������������������������������125 The Java Interface: Defining the Class Usage Pattern��������������������������������������������������126 What’s New in Java 9: Modularity and Project Jigsaw �������������������������������������������������128 The Definition of a Java 9 Module: A Collection of Packages �������������������������������������������������������������128 The Properties of Java Modules: Explicit, Automatic, or Unnamed �����������������������������������������������������129 viii ■ Contents An Example of a Java 9 Module Hierarchy: JavaFX Modules �������������������������������������������������������������129 The Purpose of Java 9 Modules: Secure, Strong Encapsulation ���������������������������������������������������������131 Creating a Pro Java 9 Game Module: Using the Exports Keyword ������������������������������������������������������131 Resource Encapsulation: Further Module Security Measures ������������������������������������������������������������132 Summary ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������132 ■ Chapter 6: Setting Up Your Java 9 IDE: An Introduction to NetBeans 9 �������������135 New NetBeans 9 Features: Java 9 Module Integration ������������������������������������������������136 Java 9 Support: Modules, Ant, Java Shell, Multirelease ���������������������������������������������������������������������136 IDE User Experience: More Information and Intelligent Coding ����������������������������������������������������������137 Java Code Profiling: Completely Redesigned Java Profiling Suite ������������������������������������������������������137 Primary Attributes of NetBeans 9: An Intelligent IDE ����������������������������������������������������138 NetBeans 9 Is Intelligent: Put Your Code Editing in Hyperdrive ����������������������������������������������������������138 NetBeans 9 Is Extensible: Code Editing with Many Languages ����������������������������������������������������������140 NetBeans 9 Is Efficient: Organized Project Management Tools ����������������������������������������������������������140 NetBeans 9 Is UI Design Friendly: User Interface Design Tools ����������������������������������������������������������141 NetBeans 9 Is Not Bug Friendly: Squash Bugs with the Debugger �����������������������������������������������������141 NetBeans 9 Is a Speed Freak: Optimize Your Code with a Profiler �����������������������������������������������������141 Creating the Pro Java 9 Game Project: JavaFXGame ���������������������������������������������������142 Compiling a Pro Java 9 Game Project in NetBeans 9 ���������������������������������������������������147 Running Your Pro Java Game Project in NetBeans 9 ����������������������������������������������������148 Summary ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������150 ■ Chapter 7: Introduction to JavaFX 9: Overview of the JavaFX New Media Engine ���������������������������������������������������������������������������������������������151 Overview of JavaFX: From SceneGraph Down to OS ����������������������������������������������������152 The JavaFX Scene Package: 16 Java Scene Classes ���������������������������������������������������154 JavaFX Scene Class: Defining Dimension and Background Color ������������������������������������������������������155 JavaFX Scene Graph: Organizing Scenes by Using Parent Nodes ������������������������������������������������������157 JavaFX Scene Content: Lights, Camera, Cursor, Action! ���������������������������������������������������������������������158 JavaFX Scene Utilities: Scene Snapshots and Anti-aliasing ���������������������������������������������������������������159 ix ■ Contents Scene Subpackages: Nine Scene-Related Packages ���������������������������������������������������159 The javafx�graphics Module: 18 Multimedia Packages ������������������������������������������������162 JavaFX Animation for Games: Using javafx�animation Classes ����������������������������������������������������������163 JavaFX Screen and Window Control: Using javafx�stage Classes �������������������������������������������������������168 Using the JavaFX Stage Object: Creating a Floating Windowless Application ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������169 JavaFX Bounds and Dimensions: Using javafx�geometry Classes ������������������������������������������������������179 JavaFX Input Control for Games: Using the javafx�event Classes �������������������������������������������������������180 JavaFX UI Elements: Using the javafx�scene�control Classes �������������������������������������������������������������180 JavaFX Business Charting: Using the javafx�scene�chart Classes ������������������������������������������������������181 JavaFX Media Control: Using the javafx�scene�media Classes �����������������������������������������������������������181 JavaFX Web Rendering: Using the javafx�scene�web Classes ������������������������������������������������������������181 Other JavaFX Packages: Print, FXML, Beans, and Swing �������������������������������������������������������������������181 Summary ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������182 ■ Chapter 8: JavaFX 9 Scene Graph Hierarchy: A Foundation for Java 9 Game Design ������������������������������������������������������������������������������������������185 Game Design Foundation: Primary Function Screens ��������������������������������������������������186 Java Class Structure Design: Game Engine Support ����������������������������������������������������187 JavaFX Scene Graph Design: Minimizing UI Nodes ������������������������������������������������������188 JavaFX Design: Using VBox, Pos, Insets, and Group �����������������������������������������������������189 JavaFX Pos Class: Generalized Positioning Using Constants ��������������������������������������������������������������189 JavaFX Insets Class: Providing Padding Values for Your UI ����������������������������������������������������������������190 JavaFX VBox Class: Using a Layout Container for Your Design �����������������������������������������������������������191 JavaFX Group Class: High-Level Scene Graph Node Grouping �����������������������������������������������������������193 Scene Graph Code: Optimize the JavaFXGame Class ���������������������������������������������������194 JavaFX Object Declarations: Global Class Access for Methods ����������������������������������������������������������196 Scene Graph Design: Optimizing the BoardGame �start() Method ������������������������������������������������������197 Add Scene Graph Nodes: addNodesToSceneGraph() ����������������������������������������������������199 Adding New UI Scene Graph Nodes to createBoardGameNodes() ������������������������������������������������������200 Adding the New UI Design Nodes in addNodesToSceneGraph() ���������������������������������������������������������203 x

Description:
Use Java 9 and JavaFX 9 to write 3D games for the latest consumer electronics devices. Written by open source gaming expert Wallace Jackson, this book uses Java 9 and NetBeans 9 to add leading-edge features, such as 3D, textures, animation, digital audio, and digital image compositing to your games.
See more

The list of books you might like

Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.