【WPF】三维模型中的“照相机”

2017-05-20 13:52:34来源:http://www.cnblogs.com/tcjiaan/p/6877676.html作者:老周博客—“易之道”人点击

WPF 部分支持三维模型,为啥说是部分支持?毕竟 WPF 的侧重点还是在应用开发上,虽然也有些游戏是用 WPF 开发的,不过,老周想啊,如果真要开发游戏,最好用专门的框架,WPF 应当用于开发应用功能的。不过,动画、三维建模这些支持可以作为辅助,尤其是在 UI 上,适当地,可以增强一下。当然,不要为了装逼,弄得不伦不类的,那样就是主次不分了,现在有不少软件就是主次不分的。


在 WPF 中,要呈现三维模型,需要用到Viewport3D ,它是三维对象的总容器,所有三维对象都应该放在这个容器中。本文老周不介绍三维对象的树结构,而是重点说说Viewport3D 的一个重要配件——照相机。


其实,这个“照相机”,与我们现实世界中的照相机差不多,它是我们观察三维模型的一个入口,就好比我们从真实相机中的取景器去观察被摄对象一样,由于相机的视角广度有限(哪怕是广角镜头也是有限的),现实的被摄物体可以无限延展,但是,你在取景器中看到的只能是局部。道理也是一样的,在 WPF 的三维模型中,Camara 只是设定我们能看到三维对象的局部,而维对象本身也可能是无限延展的。


Viewport3D对象有个Camera属性,用来设置一个合适的相机实例。照相机可以分为两大类:


第一类,MatrixCamera,它通过一个矩阵来描述照相机的参数,这个估计用得不多,因为挺复杂的,反正老周是不知道怎么用的。


第二类,ProjectionCamera,即带投影透视效果的照相机,它派生出两款相机,注意啊,不是佳能和尼康,是PerspectiveCamera 和OrthographicCamera。PerspectiveCamera相机比较好解,因为它是带透视效果的,这也符合我们灵长目类动物的视觉特征——离得近的物体看起来会大一些,离得远的物体会小一些,当然了,前提是物体大小接近,不然,这太阳比月球大太多了,所以,哪怕太阳离我们更远,看起来也比月亮大。而OrthographicCamera 呢,它不太符合咱们灵长目动物的视觉特征,因为使用这个照相机后,所视物体就变成了正交,即不存在透视效果,没有距离之别,不管远的还是近的,都一样大。人要是能做到像正交镜头这样就好了,不管亲疏都一视同仁。有时候,人真的还不如代码友好,因为有些人会算计你,但代码不会,虽然有时候,代码会耍性子,让你又爱又恨,但是,它待你是真诚的,而人呢,也许只有少部分人能做得到,社会太缺诚信。


嗯,介绍完了几类照相机,相信大伙一定想看看效果。行,老周也想,要不,咱们试试。


为了简单,老周只建了一个正方体,而且这个正方体是衣裳不整的,只围了一条裙子,仅仅声明了左、前、右三个面。



<Viewport3D>
……
<!-- 模型,三个面 -->
<ModelVisual3D>
<ModelVisual3D>
<ModelVisual3D.Content>
<GeometryModel3D>
<GeometryModel3D.Geometry>
<MeshGeometry3D Positions="-2,4,0 -2,0,0 -2,0,4 -2,4,4" TriangleIndices="0,1,2,0,2,3"/>
</GeometryModel3D.Geometry>
<GeometryModel3D.Material>
<DiffuseMaterial Brush="Green"/>
</GeometryModel3D.Material>
</GeometryModel3D>
</ModelVisual3D.Content>
</ModelVisual3D>
<ModelVisual3D>
<ModelVisual3D.Content>
<GeometryModel3D>
<GeometryModel3D.Geometry>
<MeshGeometry3D Positions="-2,4,4 -2,0,4 2,0,4 2,4,4" TriangleIndices="0,1,2,0,2,3"/>
</GeometryModel3D.Geometry>
<GeometryModel3D.Material>
<DiffuseMaterial Brush="Blue"/>
</GeometryModel3D.Material>
</GeometryModel3D>
</ModelVisual3D.Content>
</ModelVisual3D>
<ModelVisual3D>
<ModelVisual3D.Content>
<GeometryModel3D>
<GeometryModel3D.Geometry>
<MeshGeometry3D Positions="2,4,4 2,0,4 2,0,0 2,4,0" TriangleIndices="0,1,2,0,2,3"/>
</GeometryModel3D.Geometry>
<GeometryModel3D.Material>
<DiffuseMaterial Brush="Red"/>
</GeometryModel3D.Material>
</GeometryModel3D>
</ModelVisual3D.Content>
</ModelVisual3D>
</ModelVisual3D>
<!-- 灯光,用来照亮模型,不然就全黑一片了 -->
<ModelVisual3D>
<ModelVisual3D.Content>
<AmbientLight Color="Purple"/>
</ModelVisual3D.Content>
</ModelVisual3D>
</Viewport3D>

AmbientLight 指的是环境光,即可以照亮整个模型的光,如果用PointLight ,就是点光,类似于一个小灯泡,小蜡烛,只能照亮一点点空间。Color属性指定了这灯光是紫色的,紫光可以诱捕害虫,所以就用紫光了。


好,重点来了,我们先看看正交照相机。



<Viewport3D>
<Viewport3D.Camera>
<OrthographicCamera Position="16,2,18" LookDirection="-1,0,-1" Width="10" />
</Viewport3D.Camera>
……
</Viewport3D>

Position 是指定照相机的位置,注意Z轴的坐标,如果Z轴值大于模型的Z轴值,那么镜头就在物体前面,反之在物体后面。因此,你可以设置LookDirection 来调整相机的方向,Position是相机的位置,就好比你站在某个点拍照;而LookDirection是相机看的方向,就像你拿着相机可以拍你前面的妹子,也可以拍你左边的大爷,或者拍与你成30度夹角处的大叔。LookDirection指定你朝哪儿看。


如果相机位于物体前方,LookDirection 的Z轴值要小于0,因为Z轴的负方向是指向屏幕内部的,只有朝着负方向,才能看到物体;如果相机位于物体背面,那么Z轴的值就要大于0,就样才会朝向屏幕外部,看到物体。


正交相机看到的正方体如下图所示。



这是正方体的前面和侧面,但是,你都看到了,两个面一样大,按理说,正面应该要离我们近一些,但是,正交相机是不考虑这个的,在它眼中,世界都是平的。


下面我们再换一个透视效果的相机。



<Viewport3D>
<Viewport3D.Camera>
<PerspectiveCamera Position="10,5,10" LookDirection="-2.5,-1,-2" />
</Viewport3D.Camera>
……
</Viewport3D>

相机位于物体的左前方,并且朝着物体的右下方观察。


此时,如下图所示,你会看到透视效果。



也许,这个更符合我们在现实世界中的观察效果。


好了,又是开饭时间,今天就聊到这里吧,有空,改天咱们泡上一壶龙井茶,继续聊。


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