#WPF的3D开发技术基础梳理
自学WPF已经有半年有余了,一遍用,一边学。但是一直没有去触摸WPF的3D开发相关技术,因为总觉得在内心是一座大山,觉得自己没有能力去逾越。最近因为一个项目的相关原因,需要用的3D技术,虽然内心没有底只能硬着头皮上了。最后效果还不错。
开发完之后,对WPF的开发小有所感,于是打算写下来,把相关知识梳理下。给正在学习WPF技术伙伴们一点帮助。
能力平平,知识有限,如有错误,还望雅正。
作为微软推广的一门软件开发技术,肯定会遵循一个基本准则:怎么方便怎么来,怎么舒服怎么来。说的有点带色彩,但理没错。我们在学习这些知识的时候,我们可以先换一个角度来思考这样一个问题:假如微软砸一亿(YY一下),让你去开发一门技术,用来做出各种各样超炫的3D场景,你会大致怎么下手:
我不知道你具体会怎么办,但是一想到3D里面各种各样的形状,颜色等等....我们肯定也都会在内心想,要设计出这么技术,肯定要把这么元素分开来搞。没错,微软的那帮专家们也是这么想的,大家英雄所见略同呀,哈哈。
下面就一一来介绍这些需要分开的元素了
1. 类 Viewport3D
首先需要介绍的就是Viewport3D类。Viewport3D官方解释是呈现 Viewport3D 元素的二维布局范围内包含的三维内容。说的有些拗口,说白了就是首先你展现你的3D,你就必须有一个可以放你3D内容的盒子,存放你3D元素。本质和那些grid什么的控件一样。
这是csdn 的专业解释:https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.windows.controls.viewport3d.aspx
属性太多,就不一一解释了,但是有2个元素要重点说名下。
假设一下,viewport是一个箱子,全密封的。里面黑不溜秋,啥也看不见。但是里面放了一些东西:比如说一把椅子。你要通过画面感的东西,告诉别人里面有什么东西,而不是文字性的东西。
你就会想:这个箱子里面那么黑,至少需要有一盏等吧,才能看的清。没错,微软的专家们也是这么想的,于是他们就给Viewport里面加一个Children————Light。
1.1 Light
但现实中Light也分好几种呀,有一束光的形式的、也有手术台上的那种无影灯,还有其它各种各样的。
在WPF里面,也有好几种灯:AmbientLight、DirectionalLight、PointLight和SpotLight。
1、AmbientLight是不自然的光,会近似照亮整个场景。使用这种光看不到边界。
2、DirectionalLight定义了定向光。太阳光就是一种定向光,光线来自一边,此时可以看到边界和阴影。
3、PointLight是一种位于指定位置的光,会照亮所有的方向。
4、SpotLight照亮指定的方向。这个光定义了一个圆锥的形象,会得到一个发出光亮的区域。
具体实际开发过程中需要哪种灯光效果去看清箱子里面的东西,大家就自己选了。
1.2 Camera
说到这,现在箱子里面有了光,但是不行呀,因为箱子密不透风,还是从外面看不出来你里面有什么了。要是能在箱子上凿一个洞,不仅能借到光,也能看清楚箱子里面有什么了。
凿洞是个解决方法,但不是个好办法,整点高科技的:Camera(摄像机);箱子上面装了个摄像机。
Camera有了、但是问题又来了:这摄像机怎么摆呢?这朝天看呢,还是朝地上。
要解决这个问题,就要用到Position(位置)、LookDirection(位置方向)、UpDirection(摄像机上面的方面)、FieldOfView(镜头角度)、NearPlaneDistance(近端距离)、FarPlaneDistance(远端距离)。
1、Position:顾名思义就是一个空间的点(Point3D),来表示摄像机的位置。
2、LookDirection:就是摄像机镜头朝看的方向(Vector3D)。
3、UpDirection:就是摄像机上面的方向(Vector3D)。
4、FieldOfView:这个摄像机是一个单反,可以自动变焦的。而FileofView 就是摄像机调节焦距的参数。可以通过调节这个参数,来拉近或者放远这些参数。
5、NearPlaneDistance:近端距离
6、FarPlaneDistance:远端距离
摄像机基本这样愉快的设定好了。
2 类ModelVisual3D
箱子灯也有了,摄像机也有了,现在就差主角————箱子里面的宝贝了,首先上场的就是ModelVisual3D。
ModelVisual3D,顾名思义,就是看到的3D模型。
构建一个3D模型,很显然,首先要明确这个模型的现状,然后再明确这个形状的材质,也就是画刷。
2.1 GeometryModel3D
GeometryModel3D类就是定义模型的几何形状的类。首先要明确一个概念:就是任何几何形状都可以用一定数量三角形来构成。比如说一个正方形就是2个三角形构成的。 就是按照这个思路完成的。
GeometryModel3D主要有geometry(几何形状)、和Material(材质)设定。
GeometryModel3D的geometry是MessGeometry3D(纹理几何3D),(不要问我为什么,我暂时也不知道,待我仔细需找找资料)
**MessGeometry3D是这一里的重点了**。
MessGeometry3D有4个且有关键的属性:Position(几何内顶点的集合)、Normals(法向量集合)、TextureCoordinates(纹理坐标集合)、TrianglenIndices(三角形索引集合)。
1、Position:先说说这个顶点。
在wpf里面,有一个xyz的三维坐标。如下图所示:
![三维坐标](https://img-blog.csdn.net/20150328235600769)
一个几个形状参考这样一个几何图形,构成相应的点(Point3D)的集合。如果一个正方形会有8个点。
P1(1 0 -1)
P2(-1 0 -1)
P3(-1 0 1)
P4(1 0 1)
P5(1 1 -1)
P6(-1 2 -1)
P7(-1 3 1)
P8(1 4 1)
(这些点,大家可以画在一个草稿上)
2、TrianglenIndices:三角索引集合。
有了点的集合,但是如何将这些点构成一个个面呢,而且是构成我们想要的面呢?
只有当构成的面正确了,然后再能构成我们想要的几何形状。
三角形索引就是帮助我们构成面的。
三角形索引就是按照我们点的顺序(从0开始)逆时针(以所需要面为正面)描出来。我们上面说了2个三角形可以构造一个正方形。所以一个长方体需要12个三角形。
023 012 014 154 165 126 276 247 037 074 456 467
3、TextureCoordinates:纹理坐标用于确定将 Material 映射到构成网格的三角形的顶点的方式。
对于一个面,WPF里面规定
左上角(0 0) 右上角(1 0)
左下角(0 1) 右下角(1 1)
比如这个立方体底部的面 正常的顺序是 P1 P2 P3 P4
也就是 01 10 11 01
这个是正常的顺序,
!了的样这是就能可,果效示显那
4 Normals 法向量集合
学过几何的人都知道立体几何里面有一个法向量,它是与说描述的面成一个垂直的关系。在这里面也是与定义网格的每个三角形的面垂直的向量。 法向量用于确定是否亮显给定三角形面。如果指定了三角形索引,则将考虑相邻面来生成法向量。
Geometry3D的几何纹理说完了,就是Material(材质)了。
这个比较简单
有DiffuseMaterial 扩散材质,可以类比为普通的白石灰墙那种材质
SpecularMaterial 透视材质 可以类比为家里普通的窗户玻璃材质
EmissiveMaterial 放射性材质 额 这个家里貌似都不太有 大家自行脑补吧
各个材质有画刷属性,通过画刷属性,可以为材质图上不同的颜色、甚至是图案画刷等等。
通过完整为以上设置,及调整,基本就可以出来我们想要的3D图形了。可能结构有些乱,我再来一张图表示下:
![这里写图片描述](https://img-blog.csdn.net/20150329005744356)
3 类Viewport2DVisual3D
上面描述的是重新绘制的3D模型作为内容、但是wpf也可以将其它普通控件,如Button、Image、TextBox变成3D立体呈现的效果。这个时候就需要接下来介绍的Viewport2DVisual3D.
与ModelVisual3D系统,也需要设置Geometry属性(既是messgeometry3D),还有Matrail(材质)。
还有个visual属性即我们需要立体呈现的控件元素了。
初稿先写到这,示例代码或者需要修改或者补充的到时再继续完善。
2015年3月29日01:12:57
#WPF的3D开发技术基础梳理的更多相关文章
- JavaWeb开发技术基础概念回顾篇
JavaWeb开发技术基础概念回顾篇 第一章 动态网页开发技术概述 1.JSP技术:JSP是Java Server Page的缩写,指的是基于Java服务器端动态网页. 2.JSP的运行原理:当用户第 ...
- JAVA智能设备基于OpenGL的3D开发技术 之AABB碰撞检测算法论述
摘要:无论是PC机的3D还是智能设备应用上,碰撞检测始终是程序开发的难点,甚至可以用碰撞检测作为衡量3D引擎是否完善的标准.现有许多3D碰撞检测算法,其中AABB碰撞检测是一种卓有成效而又经典的检测算 ...
- HTML5游戏开发技术基础整理
随着HTML5标准终于敲定.HTML5将有望成为游戏开发领域的的热门平台. HTML5游戏能够执行于包含iPhone系列和iPad系列在内的计算机.智能手机以及平板电脑上,是眼下跨平台应用开发的最佳实 ...
- 3D开发基础知识和简单示例
引言 现在物联网概念这么火,如果监控的信息能够实时在手机的客服端中以3D形式展示给我们,那种体验大家可以发挥自己的想象. 那生活中我们还有很多地方用到这些,如上图所示的Kinect 在医疗上的应用,当 ...
- WPF Multi-Touch 开发:基础触屏操作(Raw Touch)
原文 WPF Multi-Touch 开发:基础触屏操作(Raw Touch) 多点触控(Multi-Touch)就是通过与触屏设备的接触达到人与应用程序交互的操作过程.例如,生活中经常使用的触屏手机 ...
- wpf控件开发基础(3) -属性系统(2)
原文:wpf控件开发基础(3) -属性系统(2) 上篇说明了属性存在的一系列问题. 属性默认值,可以保证属性的有效性. 属性验证有效性,可以对输入的属性进行校验 属性强制回调, 即不管属性有无发生变化 ...
- wpf控件开发基础(2) -属性系统(1)
原文:wpf控件开发基础(2) -属性系统(1) 距离上篇写的时间有1年多了.wpf太大,写的东西实在太多,我将依然围绕着自定义控件来展开与其相关的技术点. 也欢迎大家参与讨论.这篇我们将要讨论的是W ...
- 从零3D基础入门XNA 4.0(1)——3D开发基础
[题外话] 最近要做一个3D动画演示的程序,由于比较熟悉C#语言,再加上XNA对模型的支持比较好,故选择了XNA平台.不过从网上找到很多XNA的入门文章,发现大都需要一些3D基础,而我之前并没有接触过 ...
- 【笔记】《DirectX 9.0 3D游戏开发编程基础》:Direct3D初始化
Direct3D初始化大概分为4个步骤: 1.获取接口IDirect3D9的指针.(Direct3DCreate9函数调用). 该接口用户获取系统中物理硬件设备的信息并创建接口IDirect3DDev ...
随机推荐
- Python IDLE快捷键汇总
Python IDLE快捷键汇总 在Options→configure IDLE→keys,查看现存的快捷键,也可以配置选择快捷 编辑状态时: Ctrl+Shift+space(默认与输入法冲突,修改 ...
- Kudu的优点
不多说,直接上干货! Kudu目前具有以下优点 OLAP 工作的快速处理: 与 MapReduce,Spark 和其他 Hadoop 生态系统组件集成: 与 Apache Impala(incuba ...
- NASM在Ubuntu上的安装与简单使用
一 .安装NASM 1. 下载安装文件 地址是:http://www.nasm.us/pub/nasm/releasebuilds/2.11.08/ 2.解压(具体命令要根据压缩包的类型来选用) 3. ...
- POJ 3694——Network——————【连通图,LCA求桥】
Network Time Limit:5000MS Memory Limit:65536KB 64bit IO Format:%I64d & %I64u Submit Stat ...
- join() 和 sleep() 区别
来源于<Java多线程编程核心技术> 一.join() 作用 在很多情况,主线程创建并启动子线程,如果子线程中需要进行大量的耗时计算,主线程往往早于子线程结束.这时,如果主线程想等待子线程 ...
- css内容整理1
1.css引入的四种方式1.行内2.内嵌3.链接 <link href="1.css" rel="stylesheet">4.导入@import u ...
- java 多线程操作(锁)
1.对象的加锁及其操作 程序中单独的并发线程对同一对象进行操作的代码段,成为临界区.java语言中的临界区可以是一个语句块 或者方法,使用关键字synchronized进行标识. 对象锁:java平台 ...
- Hibernate课程 初探一对多映射4-1 inverse属性
1 <Set>节点的inverse属性默认由one方来维护(默认值为false).将inverse属性修改为true则由多方来维护.
- IDEA学习中的参考资料
下载安装破解:https://www.cnblogs.com/wang1024/p/7485758.html FIntelliJ-IDEA13基础教程: http://static.runoob.co ...
- HihoCoder#1509 : 异或排序(二进制)
题意 题目链接 Sol 挺简单的吧.考虑两个元素什么时候不满足条件 设\(a_i\)与\(a_i + 1\)最高的不同位分别为0 1,显然\(S\)的这一位必须为\(0\),否则这一位必须为\(1\) ...