Fish-Vivarium:在波士顿大学为 CS480 (Intro to Computer Graphics) 完成的项目； ...

《Fish-Vivarium：Java实现的计算机图形学项目——鱼缸模拟》 在波士顿大学的CS480（计算机图形学入门）课程中，学生们被要求完成一系列具有挑战性的项目，其中一个便是“Fish-Vivarium”，一个模拟鱼缸环境的程序。这个项目旨在通过编程实现鱼类的动态行为，包括鱼与鲨鱼之间的交互，以及食物的添加和鱼群的重置，从而加深对计算机图形学原理的理解。 项目的核心在于使用势场来模拟鱼类的行为。势场是一种在物理模拟中广泛使用的概念，它能够根据环境中的各种因素（如其他生物、障碍物等）来定义每个实体的运动趋势。在这个鱼缸模拟中，每条鱼和鲨鱼都有自己的势场，这些场相互作用，决定了它们的游动方向和速度。例如，鲨鱼可能会受到食物源的吸引，而鱼则可能避开鲨鱼或者被食物吸引。 食物的添加功能由按键“f”触发，这会在鱼缸中随机位置生成食物粒子。这些食物粒子不仅是视觉上的元素，它们还构成了一个虚拟的势场，影响着鱼的行为。当鱼接近食物时，它们会改变方向以试图吃到食物，这为观察鱼类行为提供了动态变化的场景。 按“n”键可以重新初始化鱼群，这一功能允许用户在不同的初始条件下观察鱼和鲨鱼的互动。初始化过程可能包括设定鱼和鲨鱼的数量、位置以及它们的初始速度和方向，使得每一次模拟都能带来新的体验。 项目采用Java语言进行开发，这是因为Java具有跨平台的特性，且在图形处理和游戏开发中有广泛的应用。学生在编写代码时，可能利用了Java的Swing或JavaFX库来构建图形用户界面，同时利用Java的面向对象特性来组织和管理鱼、鲨鱼和食物对象。 “Fish-Vivarium”项目是学习和实践计算机图形学中动态模拟、势场计算以及用户交互设计的一个优秀案例。通过这个项目，学生不仅能掌握基本的编程技能，还能深入理解如何用代码创造出逼真的视觉效果和动态行为，这在游戏开发、虚拟现实等领域具有重要的应用价值。