Belajar animasi 3D dengan javaFX

Awalnya mau buat simulasi gerak planet, tapi kebetulan kemarin mata kuliah fisika galaksi belum lulus, akhirnya g jadi deh. Yang ingin saya tunjukkan dalam program ini adalah bagaimana teknologi 3D diserap ke dalam javaFX. Sebenarnya program ini sudah ada dalam sample bawaan dari JavaFX, hanya saya modifikasi dikit. Tapi itupun saya mesti repot-repot buka buku sana-sini untuk pahami konsep semisal affine transformation, spline curve (cubic dan quad) atau hal-hal non-teknis lainnya. tapi g masalah, sekali mendayung 2,3 pulau terlampaui. Pada program ini saya gunakan kubus (seperti contohnya). Sebenarnya bisa juga digunakan bola. Anda tinggal buat circle (lingkaran) yang di-fill dengan LinearGradient. Cuma buat menampakkan efek 3D, makanya saya gunakan kubus. Hikmahnya adalah saya tahu beberapa hal yang sebelumnya saya salah pahami dalam konsep 3D. Jangan lupa, sebelum menjalankan program ini, anda mesti pastikan kartu grafis anda up-to-date. Kebetulan saya kemarin, programnya g jalan karena drivernya sudah eskpire, padahal sudah di download dari versi terbaru di situs resminya. Ternyata yang dipasang di situ sudah ekspire, dan saya mesti mendownload dari update ala microsoft windows.

package fjr.physics.animate;

import javafx.animation.KeyValue;
import javafx.animation.PathTransition;
import javafx.animation.PathTransition.OrientationType;
import javafx.animation.KeyFrame;
import javafx.animation.PathTransitionBuilder;
import javafx.animation.Timeline;
import javafx.application.Application;
import javafx.event.ActionEvent;
import javafx.event.EventHandler;
import javafx.scene.Group;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.ButtonBuilder;
import javafx.scene.layout.AnchorPane;
import javafx.scene.layout.AnchorPaneBuilder;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.shape.ArcToBuilder;
import javafx.scene.shape.MoveTo;
import javafx.scene.shape.Path;
import javafx.scene.shape.PathBuilder;
import javafx.scene.shape.Rectangle;
import javafx.scene.shape.RectangleBuilder;
import javafx.scene.transform.Rotate;
import javafx.stage.Stage;
import javafx.util.Duration;

public class GerakPlanet extends Application {

  public static void main(String[] args) {
  launch(args);
 }

 @Override
 public void start(Stage primaryStage) throws Exception {
  Group root = new Group();
  Planet planet1 = new Planet();
  planet1.setTranslateX(60);
  planet1.setTranslateY(320);

  PathTransition pathTransition = PathTransitionBuilder.create()
    .duration(Duration.seconds(4))
    .orientation(OrientationType.ORTHOGONAL_TO_TANGENT)
    .cycleCount(Timeline.INDEFINITE).autoReverse(false).path(planet1.getPath())
    .node(planet1.getCube()).build();
  pathTransition.play();
  
  final Timeline animasi = new Timeline();
  animasi.getKeyFrames().addAll(
    new KeyFrame(Duration.ZERO,
      new KeyValue(planet1.rx.angleProperty(), 0d)),
    new KeyFrame(Duration.seconds(5), new KeyValue(planet1.rx
      .angleProperty(), 720d)));

  animasi.setCycleCount(Timeline.INDEFINITE);
  animasi.setAutoReverse(false);
  animasi.play();
  
  //add tombol control
  AnchorPane pane = AnchorPaneBuilder.create()
    .children(ButtonBuilder.create()
      .translateX(10)
      .translateY(10)
      .minWidth(60)
      .text("play")
      .onAction(new EventHandler() {
       @Override
       public void handle(ActionEvent arg0) {
        animasi.play();
       }
      })
      .build(), 
      ButtonBuilder.create()
      .text("pause")
      .translateX(10)
      .minWidth(60)
      .translateY(40)
      .onAction(new EventHandler() {
       @Override
       public void handle(ActionEvent arg0) {
        animasi.pause();
       }
      })
      .build()
      )
    .build();

  root.getChildren().addAll(planet1 ,pane);
  primaryStage.setScene(new Scene(root, 500, 700));
  primaryStage.show();
 }

 class Planet extends Group {

  Path path;
  Rectangle rect;
  Group cube; 
  private int size = 40;
  private Color color = Color.ORANGE;
  private double shade = 1; 

  final Rotate rx = new Rotate(0, Rotate.X_AXIS);
  final Rotate ry = new Rotate(0, Rotate.Y_AXIS);
  final Rotate rz = new Rotate(0, Rotate.Z_AXIS);

  Planet() {
   getTransforms().addAll(rx,ry,rz);
   path = PathBuilder
     .create()
     .elements(
       new MoveTo(50, 200),
       ArcToBuilder.create().radiusX(50).radiusY(40)
         .x(400).y(200).build(),
       ArcToBuilder.create().radiusX(50).radiusY(40).x(50)
         .y(200).build()).build();
   path.setStroke(Color.DODGERBLUE);
   rect = new Rectangle(0, 0, 40, 40);
   rect.setArcHeight(10);
   rect.setArcWidth(10);
   rect.setFill(Color.ORANGE);
   
   //sebenarnya tadi mau pasang rectangle, hanya g keliatan efek 3D 
   this.getChildren().addAll(path, createCube());
   
  }
  
  private  Group createCube(){
   cube = new Group();
   cube.getChildren().addAll(
       RectangleBuilder.create() // back face
             .width(size).height(size)
             .fill(color.deriveColor(0.0, 1.0, (1 - 0.5*shade), 1.0))
             .translateX(-0.5*size)
             .translateY(-0.5*size)
             .translateZ(0.5*size)
             .build(),
         RectangleBuilder.create() // bottom face
             .width(size).height(size)
             .fill(color.deriveColor(0.0, 1.0, (1 - 0.4*shade), 1.0))
             .translateX(-0.5*size)
             .translateY(0)
             .rotationAxis(Rotate.X_AXIS)
             .rotate(90)
             .build(),
         RectangleBuilder.create() // right face
             .width(size).height(size)
             .fill(color.deriveColor(0.0, 1.0, (1 - 0.3*shade), 1.0))
             .translateX(-1*size)
             .translateY(-0.5*size)
             .rotationAxis(Rotate.Y_AXIS)
             .rotate(90)
             .build(),
         RectangleBuilder.create() // left face
             .width(size).height(size)
             .fill(color.deriveColor(0.0, 1.0, (1 - 0.2*shade), 1.0))
             .translateX(0)
             .translateY(-0.5*size)
             .rotationAxis(Rotate.Y_AXIS)
             .rotate(90)
             .build(),
         RectangleBuilder.create() // top face
             .width(size).height(size)
             .fill(color.deriveColor(0.0, 1.0, (1 - 0.1*shade), 1.0))
             .translateX(-0.5*size)
             .translateY(-1*size)
             .rotationAxis(Rotate.X_AXIS)
             .rotate(90)
             .build()
             ,
         RectangleBuilder.create() // top face
             .width(size).height(size)
             .fill(color)
             .translateX(-0.5*size)
             .translateY(-0.5*size)
             .translateZ(-0.5*size)
             .build()
             );
   return cube;
  }
  
  public Group getCube(){return cube;}
 
  public Path getPath(){return path;}
  
  public Rectangle getRectangle(){return rect;}
 }
}

Hasil eksekusinya dapat di liat di video berikut (kebetulan saya g tau meng-embed applet di blog):

Mengapa jangan pakai GUIDE di MATLAB

Berikut ini saya berikan contoh salah satu alasan untuk menghindari penggunaan GUIDE di MATLAB.

Adapun source nya:

Belajar baca dan tulis file excel dengan MATLAB

Berikut ini adalah tutorial membaca dan menulis file excel dengan MATLAB. Sebenarnya ada cara lain yang lebih bagus. Cuma anda boleh menggunakan cara ini sebagai perbandingan. Kendatipun hakikatnya intinyapun sama (menggunakan ActiveX ).

Belajar GUI di MATLAB

Pada tulisan kali ini saya akan memberikan sebuah tutorial sederhana mengenai pemrogaraman GUI di MATLAB. Kebetulan ini tutorial pertama tentang GUI, jadi saya ambil satu contoh familiar yakni bagaimana memplot fungsi sinusoidal dengan GUI. Sebenarnya kalo anda ingin pahami benar bagaimana GUI di MATLAB bekerja, ada baiknya jangan gunakan GUIDE (gui builder default). MEndingan langsung koding langsung dari scriptnya. Di samping membantu pemahaman anda ---- khususnya jika GUI yang dibuat makin rumit ---- juga memperkuat ingatan. Kata teman saya, dengan menulis maka ingatan kita tentang sesuatu semakin bagus.
Biar lebih paham, silakan copy-paste source berikut ke komputer anda, dan langsung dijalankan. Kebetulan pada komennya sudah diberikan penjelasannya.

function runGUI
% dibuat oleh Mohammad Fajar pada malam selasa (29/1/2013)
clc;
init();
% dalam GUI matlab, container kedua tertinggi adalah figure... 
% yang pertama tertinggi  adalah root yang merupakan  monitor
fig = ... 
    figure('name', 'Test Sin', ...
         'numbertitle', 'off', ...
         'position' , [200, 100, 500,500], ...% relatif terhadap 
         'menubar' , 'none'  ...              % monitor
         );
     
% panel yang digunakan untuk memanajemen control-control 
panel_control =  uipanel( ...
        'title', 'Control Panel', ...
        'units', 'pix', ...
        'fontsize', 12, ...
        'backgroundcolor', 'white', ... 
        'position',[10 10 480 100] ...  % relatif terhadap 'fig'
        );

buttonStart = uicontrol('units','pix',...
          'style','pushbutton',...
          'parent', panel_control, ...
          'position',[10 10  90 25],...  % relatif terhadap 'panel_control'
          'fontweight','bold',...
          'fontsize',12,... 
          'string','draw',...
          'HorizontalAlignment' , 'right', ...
          'callback',@start ...  % memanggil fungsi 'start' 
          );
      
% untuk button ini kita akan gunakan unit centimeter...
% sementara pada button sebelumnya (button start) yang digunakan adalah
% unit pixels (atau disingkat 'pix'  ==> dalam matlab terdapat kemudahan
% dengan menggunakan singkatan)
% cuma saya bingung yang mana bisa disingkat, yang mana tidak...
% demi amannya mending g usa disingkat..... 
buttonPause  = uicontrol('units', 'centimeters', ...
            'style', 'pushbutton',... 
            'parent' , panel_control , ... 
            'position', [ .24  1.0   2.5   .7], ...  % rel. terhadap 'panel_control'
            'fontsize', 12, ...
            'fontweight', 'bold', ...
            'string', 'delete', ...
            'HorizontalAlignment', 'left', ... 
            'callback', @pause );  % memanggil fungsi 'pause' 
        
% ingat parameter-parameter pada MATLAB selain bisa disingkat juga tidak
% mengenal case-sensitiv ... alias tidak peduli huruf besar atau huruf
% kecil .... jadi 'Position' atau 'posiTion' hasilnya sama saja...
% sepanjang hurufnya tidak kurang atau lebih.... 


% selanjutnya akan dibuat panel untuk memanajemen daerah plotting 
panel_plot = uipanel('title', 'plot area', ...
            'units', 'pix', ...
            'positioN', [10 120 480 370] , ...
            'backgrounDcolor', 'cyan', ...
            'fontsize', 12);

% sekarang tambahkan plot area 
% saya ga' tau kenapa, yang jelas untuk object "axis" tidak dibolehkan 
% untuk menggunakan units selain 'inch'
global g;
g =axes('position',[.1  .1  .86  .87], ...
        'xlim', [0 (2*pi)], ... 
        'parent', panel_plot);
% mesh(peaks(20));
end

function init()
global x;
x = linspace(0,2*pi , 400 );
end 

function []  = start(varargin)
global x;
global hline;
hline = plot(x,sin(x));
end

function [] =  pause(varargin)
% gunanya untuk menghapus plotting 
cc = get(gcf, 'CurrentAxes');
aa = get(cc, 'Children');
delete(aa);
end 

Soal no 11 chapter 7 buku Quantum Physics Gaziorowich

https://docs.google.com/open?id=0B1irLqfPwjq0UWxncWJzUVVScWM

Soal no 3 chapter 7 buku Quantum Physics Gaziorowich

https://docs.google.com/open?id=0B1irLqfPwjq0VENoVjJWMG5idG8

Soal no 1 chapter 7 buku Quantum Physics Gaziorowich:

https://docs.google.com/open?id=0B1irLqfPwjq0X05tZjc0c0JBX2s

Basic Hack Plotting V1.0

Berikut ini adalah sedikit lanjutan tutorial sebelumnya tentang "plotting berjalan". Pekerjaan selanjutnya adalah bagaimana membuat skala vertikal dari plottting-nya bisa "serasi". Tapi untuk saat ini, hanya itu saja. Semoga bermanfaat.

Project di hosting pada:
https://bitbucket.org/moh_fajar/basicplothacking

Belajar plot berjalan di java

Dalam tulisan kali ini saya akan memberikan contoh source code java yang bisa digunakan dalam membuat plotting berjalan seperti yang dimaksud pada situs http://www.chem.mtu.edu/~tbco/cm416/newpida.html
(pastikan di komputer anda terinstal java untuk melihat simulasi yang dimaksud)
Untuk mencoba secara sederhana bagaimana algoritma yang digunakan dalam program tersebut, anda dapat mencoba source code berikut:

Hypocycloid di java

Berikut saya berikan contoh bagaimana membuat animasi hypocycloid di java:

source code nya:

  /**
   * Copyright 2012, Moh. Fajar
   * 
    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
    it under the terms of the GNU General Public License as published by
    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
    (at your option) any later version.

    This program is distributed in the hope that it will be useful,
    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
    GNU General Public License for more details.

    You should have received a copy of the GNU General Public License
    along with this program.  If not, see 
    */


package fjr.geometri;

import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Color;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Graphics2D;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;

/**
 *
 * @author mamat
 */
public class Hypocycloid extends JPanel {

    //posisi dan ukuran persegi utama
    int rectX = 10;
    int rectY = 10;
    int rectH = 420;
    int rectW = 600;
    
    //posisi dan diameter lingkaran  besar
    int radius1 = 270;
//    int x = rectW+rectX-radius1;
    int x = rectX;
    int y = rectH+rectY - radius1;
   
    //posisi dan diameter lingkaran kecil
    int radius2 = 100;
    int x1 = x + (radius1 - radius2) / 2, 
            y1 = y + (radius1 - radius2);
    
    //sudut putaran lingkaran kecil
    double omega = 0; 
    
    //posisi dan titik Hypocycloid
    int x2= x1+radius2;
    int y2 = x1 + radius2;
   
    public Hypocycloid() {
        this.start();
    }

    @Override
    public void paint(Graphics g) {
        super.paintComponent(g);
        drawMainRect(g);
        drawBigCircle(g);
        drawSmallCircle(g);
        drawPoint(g);
    }
   
    public void drawBigCircle(Graphics g) {
        g.setColor(Color.red);
        g.drawOval(x, y, radius1, radius1);
    }
    
    public void drawSmallCircle(Graphics g) {
        g.setColor(Color.BLUE);
        g.drawOval(x1, y1, radius2, radius2);

    }

    public void drawMainRect(Graphics g) {
        g.setColor(Color.BLUE);
        g.drawRect(rectX, rectY, rectW, rectH);
    }
    
    public void drawPoint(Graphics g){
        Graphics2D g2 = (Graphics2D)g;
        g2.setColor(Color.black);
        g2.fillOval(x2, y2, 10, 10);
        
    }
  
    public void start() {
        LingkaranDalam lingkarandalam = new LingkaranDalam(this);
        Thread t1 = new Thread(lingkarandalam);
        t1.start();
        LingkaranLuar lingkarangluar = new LingkaranLuar(this);
        Thread t2 = new Thread(lingkarangluar);
        t2.start();
              
    }
    
    private class LingkaranLuar implements Runnable {
        
        Hypocycloid hypo;
        
        public LingkaranLuar(Hypocycloid hypo){
            this.hypo = hypo;
        }
        
        @Override
        public void run() {

            while (true) {
                for (int i = 0; i < 110; i++) {//sorong ke kiri
                    x += (int) ((rectW + rectX - radius1) / 100);
                    synchronized (hypo) {
                        hypo.repaint();
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(20);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println("thread error 2");
                    }
                }

                for (int i = 0; i < 50; i++) { //sorong ke atas
                    y -= (int) ((rectH + rectY - radius1) / 50);
                    synchronized (hypo) {
                        hypo.repaint();
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(20);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println("thread error 2");
                    }
                }

                for (int i = 0; i <110; i++) { //sorong ke kanan
                    x -= (int) ((rectW + rectX - radius1) / 100);
                    synchronized (hypo) {
                        hypo.repaint();
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(20);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println("thread error 2");
                    }
                }

                for (int i = 0; i < 50; i++) { //sorong ke bawah
                    y += (int) ((rectH + rectY - radius1) / 50);
                    synchronized (hypo) {
                        hypo.repaint();
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(20);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println("thread error 2");
                    }
                }
            }

        }
    }

    private class LingkaranDalam implements Runnable {
        
        Hypocycloid hypo;
        
        public LingkaranDalam(Hypocycloid hypo){
            this.hypo = hypo;
        }

        @Override
        public void run() {
            boolean run = true;
            int a = radius1/2;
            int b = radius2/2;
            int rtemp = a - b;
            while (run) {
                for (int i = 0; i < 200; i++) {
                    omega -= Math.PI / 200;
                    x1 = (int) (x + rtemp + rtemp * Math.cos(omega));
                    y1 = (int) (y + rtemp + rtemp * Math.sin(omega));
                       
                    x2 = (int)(x1+(b-5)+b*Math.cos((a-b)*omega/b));
                    y2 = (int)(y1+(b-5)-b*Math.sin((a-b)*omega/b) );
                    
                    synchronized(hypo){
                        hypo.repaint();
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(5);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println("thread error 1");
                    }
                }

            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        java.awt.EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                JFrame mainframe = new JFrame("Geometri Fun");
                mainframe.setLayout(new BorderLayout());
                mainframe.setPreferredSize(new Dimension(700, 500));
                Hypocycloid hypo = new Hypocycloid();
                mainframe.add(hypo);
                mainframe.setResizable(false);
                mainframe.pack();
                mainframe.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
                mainframe.setVisible(true);
            }
        });
    }
}