在kotlin(desktop)中使用libGDX展示一块3D的简单巧克力

java做游戏，总会让人感觉不太放心，似乎唯一让人想到的就是我的世界(Java版)，即便是这么个好作品，可依然出了个c++的基岩版(Bedrock)，如果不是java难以满足玩家的需要，又何必推翻重做一个c++版呢？这就更让人失去信心，不过2020年的时候，我又接触了一款很不错的java开源游戏，Mindustry：

缘起Mindustry

它自称为RTS游戏，不过核心还是以塔防为主，大约是2019年9月发布到Steam，我2020年4月就发现了它，真是有缘，我很快又发现原来它是开源游戏，虽说花了26块钱，不过就当它是买了一个云存档功能，而且也确实值得支持：

然后我就仔细看了看这个项目是怎么做起来的，看了看GitHub，发现到现在几乎都是游戏创始者Anuken进行主要的游戏维护，紧接着发现它的游戏引擎Arc，更是几乎完全依赖Anuken的维护，一个人能做这么好，让人十分惊叹，不过这个Arc其实并非Anuken的从零开始的啦，它也是基于一个java游戏框架二次开发的，这个框架就是本篇的主角——libGDX。

这个libGDX，可以说是历史悠久了，早在2009年就已经有这个项目了，一开始叫做AFK，2010年就在Google Code开源了，然后一直到2014年，做好了第一个稳定的正式版1.0，2d场景与3d场景都支持，还支持Windows+Android+iOS+HTML全平台。不过很可惜国内使用较少，我也是很晚才听到这个框架，不过只要开始学习，时机就不算晚，下面一起看看怎么开始做一个3d的小demo吧（类似于hello world）。

项目配置

如果我们依照官方文档，按libGDX Creating a Project所说，下载个gdx-setup.jar用java -jar运行，再在里面设置些东西，最后才能在IDE中打开，感觉有点不符合常情。还有可能让人感觉，你这框架是不是配置特别复杂，才需要专门的这么一个东西来生成项目呢？

其实如果只是上手，并没有多少配置需要关心，并不是很繁杂。经过我的一些探索，发现如果在Windows桌面开发，只要在gradle引入几个包就可以：

plugins {
    kotlin("jvm") version "1.8.0"
    application
}

repositories {
    mavenCentral()
}

dependencies {
    implementation("com.badlogicgames.gdx:gdx:1.12.0")
    implementation("com.badlogicgames.gdx:gdx-platform:1.12.0:natives-desktop")
    implementation("com.badlogicgames.gdx:gdx-backend-lwjgl3:1.12.0")
}

kotlin {
    jvmToolchain(11)
}

application {
    mainClass.set("MainKt")
}

就是这样，没有任何的其他配置，还是相当简单的吧。然后就可以开始写代码了。

初始化窗口

可以先Main中写点东西了：

fun main(args: Array) {
    val config = Lwjgl3ApplicationConfiguration()
    config.setTitle("巧克力展示")
    config.setWindowedMode(1200, 800)
    config.setForegroundFPS(60)
    Lwjgl3Application(GameApp(), config)
}

在Windows上做东西，一般就是要用这个Lwjgl3Application做窗口，然后要给一个具体应用的参数和配置参数，配置类也就是Lwjgl3ApplicationConfiguration了，这个setForegroundFPS进行帧数设置可以说是游戏框架的必备了，除了上面几个基本的设置，还有比较常见的setResizable设置，表示是否能让用户调节窗口大小；以及setWindowIcon设置窗口的logo；setWindowPosition，指定窗口出现位置等等。

但如上面代码中所示，并非有Main里这几行东西就能简单的展示出一个窗口，还需要一个具体的应用，也就是Lwjgl3Application的第一个参数GameApp()，下面就新建这个GameApp类：

import com.badlogic.gdx.ApplicationListener
import com.badlogic.gdx.Gdx
import com.badlogic.gdx.graphics.Color
import com.badlogic.gdx.graphics.GL20
import com.badlogic.gdx.graphics.PerspectiveCamera
import com.badlogic.gdx.graphics.VertexAttributes.Usage
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.*
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.attributes.ColorAttribute
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.environment.DirectionalLight
import com.badlogic.gdx.graphics.g3d.utils.ModelBuilder

class GameApp : ApplicationListener {
    private val lights: Environment = Environment()
    private lateinit var modelBatch: ModelBatch
    private lateinit var model: Model
    private lateinit var camera: PerspectiveCamera
    private lateinit var instance: ModelInstance

    override fun create() {
        lights.set(ColorAttribute(ColorAttribute.AmbientLight, Color.TAN))
        modelBatch = ModelBatch()

        val cam = PerspectiveCamera(70f, Gdx.graphics.width.toFloat(), Gdx.graphics.height.toFloat())
        cam.position[-9f, 15f] = 9f
        cam.lookAt(0f, 1f, 2f)
        cam.near = 1f
        cam.far = 300f
        cam.update()
        this.camera = cam

        val modelBuilder = ModelBuilder()
        model = modelBuilder.createBox(
            12f, 2f, 12f,
            Material(ColorAttribute.createDiffuse(Color.GRAY)),
            (Usage.Position or Usage.Normal).toLong()
        )
        instance = ModelInstance(model)
    }

    override fun render() {
        Gdx.gl.glViewport(0, 0, Gdx.graphics.width, Gdx.graphics.height)
        Gdx.gl.glClear(GL20.GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL20.GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
        modelBatch.begin(camera)
        modelBatch.render(instance, lights)
        modelBatch.end()
    }

    override fun dispose() {
        modelBatch.dispose();
        model.dispose();
    }

    override fun resize(width: Int, height: Int) {
    }

    override fun pause() {
    }

    override fun resume() {
    }
}

这里面最主要关心的，就是create()和render()这两个，create()负责初始化一些固定的对象和内容，reader()则是负责每次刷新屏幕需要渲染的东西。

Environment主要是做一些环境属性设置，其实主要就是做光源的，它并非单个光源而是一个集合，可以放各种各样的光源。常见的例如DirectionalLight方向光源、PointLight点光源、SpotLight聚光灯等等。

PerspectiveCamera是镜头，这个是最主要的，表示视角的方向。position表示相机所在的位置，lookAt设置相机观察的方向，而near和far是用来定义相机的视锥体的。

其余的ModelBatch、Model、ModelInstance这些都是管理模型对象的。

有了上面的代码，就可以运行出效果了：

是我们想要的矩形，这也是一个最基本的效果，但有很多问题要优化。

加光源与消锯齿

它的面都是完全一样的，不清晰，这时候就需要多加一个测方位的光源，在lights.set(ColorAttribute...下面在多加一行青灰色光源：

lights.add(DirectionalLight().set(Color.SLATE, 25f, -5f, 5f))

就这样加在偏左侧一点照过来，就能把3个面看的很清晰了，再运行，就是这样的效果：

3个面各有不同的亮度，不过发现锯齿非常明显了，没有关系，回到Main中，给config加一个配置：

config.setBackBufferConfig(8, 8, 8, 8, 16, 0, 4)

前4个参数都是颜色，后面的是深度和模板，这里都按默认值设置了。最后一个参数就是多重采样抗锯齿的参数，这里我们调成4就好，它有点类似于有损图片压缩会让边缘模糊一些，这个4就是采样的像素值，设置之后就可以看到锯齿好了很多：

根据鼠标缩放

这里就要做一个类InMultiplexer，名字随意，要继承InputMultiplexer，然后重写一个scrolled()方法：

import com.badlogic.gdx.InputMultiplexer

class InMultiplexer : InputMultiplexer() {

    override fun scrolled(amountX: Float, amountY: Float): Boolean {
        ...
        return super.scrolled(amountX, amountY)
    }

}

但这个类无法直接传递修改，而且由于是继承，也不好写构造方法，所以只能写个方法传一个消费者对象进来：

import com.badlogic.gdx.InputMultiplexer
import java.util.function.Consumer

class InMultiplexer : InputMultiplexer() {

    private var yListener: Consumer? = null

    fun listener(c: Consumer): InputMultiplexer {
        yListener = c
        return this
    }

    override fun scrolled(amountX: Float, amountY: Float): Boolean {
        yListener?.accept(amountY)
        return super.scrolled(amountX, amountY)
    }

}

再回到GameApp类的render()里，加一个Gdx.input.inputProcessor的赋值，建议放到Gdx.gl.glClear...的下面：

Gdx.input.inputProcessor = InMultiplexer().listener {
    camera.fieldOfView = camera.fieldOfView + it * 5
    camera.update()
}

滑轮滑动一下，根据当前位置挪动滑动位置*5的距离，这个5可以当做滑轮的step，每次滑动的距离，可以根据情况调节。就这样效果就完成了：

可以看到并不是很复杂，不过确实要一些代码量，算不上非常简洁，但也还是比较方便的，后续我还会发一些关于libGDX的文章，可以关注我了解关于libGDX的更多知识细节。当然了也可以去看一看Anuken的作品，真的非常棒。

本文于2023年7月19日~20日同时写作并发布在lyrieek的稀土掘金社区与阿里云开发者社区。