在Java技术中使用NASA World Wind组件

转自java.sun.com 原文作者：Dana Nourie

World Wind是NASA开发的开源软件，它允许人们从卫星的高度看地球的样子。通过叠合LandSat卫星影像和SRTM数据，World Wind可以使用丰富3D形式表现地球地形。下面是圣海伦斯火山的影像叠合模型。


仅仅提供如此的功能并不是ww的本意。相反，ww是一个可以应用在你程序中的Java组件，它将提供可交互的3D地球模型。ww已经为开发者完成了所有复杂的工作，比如动态的图象选择和获取。

ww是什么而又不是什么？
NASA World Wind的可视化技术并不仅仅是一个眩目的软件。它包含了访问NASA的数据和影像的功能。另外，NASA的合作伙伴的数据在ww中也是可用的。ww在科学、教育、商业和政府等行业的应用中都有非常大的潜力。

ww不是Google Earth的拷贝，也不是它的竞争对手。ww和GE都拥有各自优势的技术，使二者成为当前最常用的此类软件。尽管二者看起来非常相似，但在受关注的领域、开发的历史和哲学方面，还是有明显的不同。ww可以在用户程序之中作为组件，可以获取NASA的数据，开发者可以创造性地实用这些数据。

不仅如此，ww还提供了其他星球的影像。而从设计本身来说，ww就具有极强的可扩展性和再创造性。

程序中的WorldWind
用户可以通过Java Web Start或是Applet来部署WorldWind程序。ww包含八个包：

• gov.nasa.worldwind 顶级包
• gov.nasa.worldwind.awt 用于awt的组件
• gov.nasa.worldwind.formats.gpx GPS轨道格式
• gov.nasa.worldwind.formats.nmea GPS轨道格式
• gov.nasa.worldwind.geom 几何与数学类
• gov.nasa.worldwind.globes 地球、火星等星球的实现
• gov.nasa.worldwind.layers 图层
• gov.nasa.worldwind.layers.Earth 专用于地球的图层

创建WorldWind应用
创建一个WorldWind组件，只需要一个frame和window canvas，然后加上一些事件监听
1. 将WorldWindGLCanvas键入JFrame

Class MyWorldWindFrame extends JFrame{
  WorldWindowGLCanvas wwc = new WorldWindowGLCanvas();
  this.getConentPane().add(wwc, BorderLayout.CENTER);
}

2. 监听WorldWind事件

wwc.addSelectListener(new SelectListener(){
  public void selected(SelectEvent event) {...}
});

3. 运行此程序即可

WorldWindow和View接口
以下是WorldWindow接口：

• set/getModel(Model)
• set/getView(View)
• getSceneController(...)
• pick(java.awt.Point)
• set/getInputHandler(...)

以下监听器：

• PositionListener
• SelectListener
• RenderingListener
• repaint()

View 接口：

• Fields
• Position, direction, field of view, altitude, heading, pitch, roll,
• Actions
  
  • apply()
  • goto(lat/lon/elev/altitude)
  • project(Point 3Dpoint)
• Compute
  
  • horizon()
  • positionFromScreenPoint(...)
  • rayFromScreenPoint(...)

在Applet中使用WorldWind
要使用Applet，需要Java API for OpenGL(JOGL) Applet Launcher。新版本的JOGL Applet Launcher具备在applet中创建和部署基于OpenGL的3D图形的功能，而不需要客户端安装任何软件。它可以在任何支持JOGL的操作系统和CPU上运行，只需要浏览器上安装JRE1.4.2以上版本。

以下是典型的在applet中部署WorldWind组件的代码：

<applet code="com.sun.opengl.util.JOGLAppletLauncher"
     width=400
     height=260
     codebase="http://www.tomgaskins.net/applet"
     archive="jogl.jar,gluegen-rt.jar,jogl-demos.jar">
  <param name="subapplet.classname"
     VALUE="worldwinddemo.Applet1Up">
  <param name="subapplet.displayname"
      VALUE="WorldWind Applet Demo">

  <param name="progressbar" value="true">

  <param name="cache_archive"
      VALUE="jogl.jar,gluegen-rt.jar,Applet1Up.jar">
  <param name="cache_archive_ex"
  VALUE="jogl.jar;preload,gluegen-rt.jar;
  preload,Applet1Up;preload">
</applet>

其中Applet1Up.jar文件中包含WorldWindApplet类，无需声明，而是作为参数引入；而应当声明的是JOGL Applet Launcher，它的相关类jogl.jar和gluegen-rt.jar也需要列出。

架构和API
NASA拥有的海量数据可以以T来计算，这些数据来自卫星和太空望远镜。NASA World Wind的可视化技术可以用最便捷和低冗余的方式传送地理空间数据。下图为ww架构图：


ww包含了交互式的3D图形组件，可用于Swing，AWT和SWT或其他UI组件。


World Wind API主要以接口设计，因此用户可以选择性地替换已有组件。
最高级的接口为WorldWindow，相关的UI组件为Swing/AWT。
其他五个主要的接口为：

• Globe接口 表现地形
• Layer接口 表现影像信息
• Model接口 聚合Globe和Layer，用于创建星球模型
• SceneController接口 控制Model的渲染，可以用于表现事件、时间等
• View接口 控制用户视图

在典型的应用中，程序在一个Model对象中关联一个Globe对象和多个Layer对象。然后将model传给SceneController对象，用于在一个WorldWindow中显示globe和layers。SceneController对象控制globe和layers的显示，并与View接口互动来决定用户视图。

实现这些接口的对象可能由ww或其他开发者提供，而实现这些接口的对象可用于任何需要此类接口的地方。ww已经提供了地球、火星和月球的模型的Globe实现，其他一些基本的Model，SceneController，View接口也都有了基本的实现。

FrameController接口将ww的渲染和整个程序的渲染集成，以便于控制。

所有的数据以缓存文件形式存取，文件缓存可以管理位于多个磁盘的文件碎片的取用、文件缓存可以同区难过WorldWind以单例模式访问。


未来
未来NASA将提供更多数据，包括地球、月球、其他星球、天气、卫星和时区。更多数据格式将被支持。更多可用的组件，包括图层管理器，动画播放器，拖放支持，UI帮助类等将被支持。另外，WorldWind还将对RSS和脚本扩展编程进行支持。最后，未来版本还将包含对Eclipse和NetBeans的支持。