C#Direct3D程式設計3D世界中的三角形(轉)

C#Direct3D程式設計3D世界中的三角形(轉)[@more@]

　　那什麼是真正的3D世界呢？或者說Direct3D的3D模型是什麼樣的呢？

　　

　　Direct3D的模型由World 空間，View 空間和光源組成。World空間就像我們現實生活中的空間一樣，我們可以把物體放在這個空間的任何地方。但僅僅這樣是不夠的。因為現實中，我們是透過眼睛來看事物的，存在的東西不一定我們可以看得到，太遠的東西看不到，被擋住的東西看不到，太近的東西也看不到，在我們視角以外的東西一樣看不到。在Direct3D中用camera來模擬我們的眼睛。

　　

　　另外還有一個重要概念，transform，變換。在world空間中，我們可以把物體移動，旋轉，這需要透過變換來實現。透過camera來決定我們最終能看到的那些東西時也是經過變換。在Direct3D中，變換是透過4x4的矩陣來實現的。

　　

　　不是搞演算法的人沒有必要了解矩陣的具體內容，可以透過Maxtrix中的靜態函式來建立矩陣：

　　

　　Matrix.RotationX（）， Matrix.RotationY（）， Matrix，RotationZ（），建立分別圍繞X，Y，Z軸旋轉的矩陣。

　　

　　Matrix.Translation（）用來建立移動物體的矩陣。

　　

　　而與camera相關的變換有兩個，View Transform，和Projection Transform.View Transform用來定義camera的資訊。而Projection Transform用來定義我們的可見範圍，

　　

　　也就是說那些物體會被繪製到螢幕上去。

　　

　　另外一個很重要的概念就是光源，在真實世界中，沒有光的情況下我們是看不到東西的，即使他存在。而且我們看到的物體的顏色/亮度，與光源的顏色/亮度，與他本身的材質/顏色都有關係。在Direct3D中也是如此，一旦一個物體在我們的可視範圍內，並且沒有被遮擋住，那麼他能否可見，以及什麼顏色/亮度，就由光源，物體的材質來決定了。

　　

　　下面就開始我們的例子。首先把我們的程式碼中的頂點格式，改成PositionColored格式。注意座標哦，這裡的座標可不是螢幕座標系了，而是World座標系，是左手笛卡爾3D座標系。第一步的程式碼如下：

　　

　　#region Using directives

　　

　　using System；

　　

　　using System.Collections.Generic；

　　

　　using System.ComponentModel；

　　

　　using System.Data；

　　

　　using System.Drawing；

　　

　　using System.Windows.Forms；

　　

　　using Microsoft.DirectX；

　　

　　using Microsoft.DirectX.Direct3D；

　　

　　#endregion

　　

　　namespace Exam2

　　

　　{

　　

　　partial class Form1 ： Form

　　

　　{

　　

　　private Device device = null；

　　

　　public Form1（）

　　

　　{

　　

　　InitializeComponent（）；

　　

　　this.SetStyle（ ControlStyles.AllPaintingInWmPaint | ControlStyles.Opaque， true ）；

　　

　　}

　　

　　public void InitializeGraphics（）

　　

　　{

　　

　　PresentParameters para = new PresentParameters（）；

　　

　　para.Windowed = true；

　　

　　para.SwapEffect = SwapEffect.Discard；

　　

　　device = new Device（ 0， DeviceType.Hardware， this， CreateFlags.HardwareVertexProcessing， para ）；

　　

　　}

　　

　　private void Form1_Paint（object sender， PaintEventArgs e）

　　

　　{

　　

　　device.Clear（ ClearFlags.Target， Color.Blue， 0.0f， 0 ）；

　　

　　CustomVertex.PositionColored[] verts = new CustomVertex.PositionColored[3]；

　　

　　verts[0].Position = new Vector3（0.0f， 1.0f， 1.0f）；

　　

　　verts[0].Color = Color.Aqua.ToArgb（）；

　　

　　verts[1].Position = new Vector3（-1.0f， -1.0f， 1.0f）；

　　

　　verts[1].Color = Color.Black.ToArgb（）；

　　

　　verts[2].Position = new Vector3（1.0f， -1.0f， 1.0f）；

　　

　　verts[2].Color = Color.Purple.ToArgb（）；

　　

　　device.BeginScene（）；

　　

　　device.VertexFormat = CustomVertex.PositionColored.Format；

　　

　　device.DrawUserPrimitives（ PrimitiveType.TriangleList， 1， verts ）；

　　

　　device.EndScene（）；

　　

　　device.Present（）；

　　

　　this.Invalidate（）；

　　

　　}

　　

　　}

　　

　　}

　　

　　執行以下看看，呵呵，什麼也看不到！就是藍色背景的視窗，誰動了我的漂亮的三角形阿？

　　

　　原因就在我們上面講到的內容裡。我們這裡使用的PositonColored頂點格式，是未經過變換的，沒有任何檢視變換的資訊，Direct3D就認為他們都不可見了。所以……

　　

　　我們接下來，就要把我們的漂亮的三角形找回來：加入camera的資訊。

　　

　　新的程式碼如下：

　　

　　#region Using directives

　　

　　using System；

　　

　　using System.Collections.Generic；

　　

　　using System.ComponentModel；

　　

　　using System.Data；

　　

　　using System.Drawing；

　　

　　using System.Windows.Forms；

　　

　　using Microsoft.DirectX；

　　

　　using Microsoft.DirectX.Direct3D；

　　

　　#endregion

　　

　　namespace Exam2

　　

　　{

　　

　　partial class Form1 ： Form

　　

　　{

　　

　　private Device device = null；

　　

　　public Form1（）

　　

　　{

　　

　　InitializeComponent（）；

　　

　　this.SetStyle（ ControlStyles.AllPaintingInWmPaint | ControlStyles.Opaque， true ）；

　　

　　}

　　

　　public void InitializeGraphics（）

　　

　　{

　　

　　PresentParameters para = new PresentParameters（）；

　　

　　para.Windowed = true；

　　

　　para.SwapEffect = SwapEffect.Discard；

　　

　　device = new Device（ 0， DeviceType.Hardware， this， CreateFlags.HardwareVertexProcessing， para ）；

　　

　　}

　　

　　public void SetupCamera（）

　　

　　{

　　

　　device.Transform.Projection = Matrix.PerspectiveFovLH（ （ float ） Math.PI / 4， this.Width / this.Height， 1.0f， 100.0f ）；

　　

　　device.Transform.View = Matrix.LookAtLH（ new Vector3（ 0， 0， 5.0f ）， new Vector3（）， new Vector3（ 0， 1， 0 ） ）；

　　

　　//　　　　　　device.RenderState.Lighting = false；

　　

　　}

　　

　　private void Form1_Paint（object sender， PaintEventArgs e）

　　

　　{

　　

　　device.Clear（ ClearFlags.Target， Color.Blue， 0.0f， 0 ）；

　　

　　SetupCamera（）；

　　

　　CustomVertex.PositionColored[] verts = new CustomVertex.PositionColored[3]；

　　

　　verts[0].Position = new Vector3（0.0f， 1.0f， 1.0f）；

　　

　　verts[0].Color = Color.Aqua.ToArgb（）；

　　

　　verts[1].Position = new Vector3（-1.0f， -1.0f， 1.0f）；

　　

　　verts[1].Color = Color.Black.ToArgb（）；

　　

　　verts[2].Position = new Vector3（1.0f， -1.0f， 1.0f）；

　　

　　verts[2].Color = Color.Purple.ToArgb（）；

　　

　　device.BeginScene（）；

　　

　　device.VertexFormat = CustomVertex.PositionColored.Format；

　　

　　device.DrawUserPrimitives（ PrimitiveType.TriangleList， 1， verts ）；

　　

　　device.EndScene（）；

　　

　　device.Present（）；

　　

　　this.Invalidate（）；

　　

　　}

　　

　　}

　　

　　}

　　

　　Matrix.LookAtLH（）函式就是設定View Transform的資訊（Camera的資訊）。第一引數，是camera在world 空間的位置；第二個引數，camera在對著那一點（不懂？就好像我們的眼睛，只能盯著一點看，其他的是用餘光來看的），第三個參數列示那個是“上”（也就是我們腦袋指向的方向，我們倒立看東西時，上就是下，我們躺著看東西時，上就是左/右。場外音：你演雜技呢）。程式碼裡的函式，把camera放在了Z軸上，看著座標原點（？　你怎麼老看ｘｘ的地方……，沒辦法，不良少年啊），上方向是Y軸。

　　

　　Matrix.PerspectiveFovLH（）函式設定投射變換。第一個引數，視角；第二個引數，可視區的長寬比（我們可視區的介面是矩型，就像camera的取景器），第三個引數是我們最近可以看到的地方，第四個引數，我們最遠可以看到的地方。這樣就描述出來一個四稜錐拄體。所有在這個空間的物體都是可見的