Balder 3D開發系列之--建立本身的primitives

1、About primitives

 

        在Balder中，有不少已經建立好了的基本體，你只要直接調用就能夠了，這和3DMax等軟件相似，裏面也提供了一系列的基本體，給設計者擴展使用。目前，Balder的Geometries命名空間下已經有Box，Cylinder，Ring等等基本體。在以前的文章中，咱們已經使用過了其中的Box，也就是那個立方體。固然，若是就這麼些基本體，對於愈來愈複雜的需求，是不夠的，所以Balder提供更大的擴展性。那麼，該如何實現呢？請往下看...

 

2、How to create your own primitives

 

        想要建立自定義的基本體，其實很簡單，基本體，說到底其實就是一個Geometry（幾何體）。而在Balder中，每一個Geometry擁有一個實現了IGeometryContext  接口的GeometryContext類的屬性，經過GeometryContext就能夠建立被稱爲GeometryDetailLevel的東西。那麼GeometryDetailLevel又是什麼東西呢？它其實就是按照Balder想要進行渲染的細分級別來被渲染的一個對象。在大部分狀況下，balder使用full detail level來進行渲染。在Geometry中有一個FullDetailLevel 屬性，經過它，咱們就能夠方便的來產生一個幾何體了。

 

3、a demo for creating a primitive

        接下來，經過一個實例，來示範下基本體的建立過程，這裏，咱們經過建立一個三棱錐來做爲例子：

首先，你須要建立一個你本身的基本體類繼承自Geometry類

using  Balder.Objects.Geometries;
  namespace  MeshDemo
{
     public   class  MyMesh:Geometry
    {
    }
}

這樣，你就能夠把該對象加到頁面中去了，就像這樣：

 1  < UserControl  x:Class ="MeshDemo.MainPage"
 2      xmlns ="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
 3      xmlns:x ="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
 4      xmlns:d ="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
 5      xmlns:mc ="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
 6      xmlns:Execution ="clr-namespace:Balder.Execution;assembly=Balder"
 7      xmlns:View ="clr-namespace:Balder.View;assembly=Balder"
 8      xmlns:Lighting ="clr-namespace:Balder.Lighting;assembly=Balder"          
 9      xmlns:Local ="clr-namespace:MeshDemo"
10      mc:Ignorable ="d"
11      d:DesignHeight ="300"  d:DesignWidth ="400" >
12 
13       < Grid  x:Name ="LayoutRoot" >
14           < Execution:Game  Width ="640"  Height ="480"   >
15               < Execution:Game.Camera >
16                   < View:Camera  Position ="-10,5,-10" />
17               </ Execution:Game.Camera >
18                   < Local:MyMesh />               <!-- 加進去的基本體對象 -->
19           </ Execution:Game >
20       </ Grid >
21  </ UserControl >

可是，你此時編譯運行它，在瀏覽器中，什麼都看不到。由於，如今在幾何體類中，沒有建立任何的幾何數據，爲了建立這些，你須要實現重載Prepare()方法：

1  public   override   void  Prepare(Viewport viewport)
2  {
3  }
4 

 經過該方法，咱們將加入3D網格數據，以建立基本體三棱錐，這裏主要由三部分組成：

1.Vertices( 頂點）

2.Lines (線)

3.Face(面)

爲了使得結構更清晰，咱們把它們分別封裝在三函數中：

private void GenerateVertices()  //建立頂點

private void GenerateLines()   //建立線

 private void GenerateFaces()  //建立面

接下來，咱們一個個來分別完成，首先是建立頂點的：

 1    private   void  GenerateVertices()
 2          {
 3              var dimensionAsVector  =   new  Vertex(5f, 5f, 5f);
 4              var halfDimension  =   new  Vertex( 2.5f ,  2.5f ,  2.5f );
 5              var Top  =   new  Vertex(0f, dimensionAsVector.Y, 0f);
 6              var backBottomLeft  =   new  Vertex( - (halfDimension.X / 2 ) * sqt, 0f, halfDimension.Z / 2 );
 7              var backBottomRight  =   new  Vertex(halfDimension.X / 2 * sqt, 0f, halfDimension.Z / 2 );
 8              var frontBottom  =   new  Vertex(0f, 0f,  - halfDimension.Z);
 9              FullDetailLevel.AllocateVertices( 4 );
10              FullDetailLevel.SetVertex( 0 , Top);
11              FullDetailLevel.SetVertex( 1 , backBottomLeft);
12              FullDetailLevel.SetVertex( 2 , backBottomRight);
13              FullDetailLevel.SetVertex( 3 , frontBottom);
14 
15              
16          }

在balder中的3D點是經過Vertex（x，y，z）對象生成的，其參數表明在所在座標。前面兩行只是實例化了兩個Vertex對象，在後面能夠經過其的X，Y，Z屬性進行初始化三棱錐頂點座標位置。三棱錐一共有4個頂點，因此FullDetailLevel.AllocateVertices(4);分配了4個頂點。其中的sqt是一個常量，爲了控制在空間中的位置，沒必要理會，你能夠本身定義基本體的空間位子。

對於線的函數，與之相似，就不詳細介紹，直接看代碼：

 1      private   void  GenerateLines()
 2          {
 3              FullDetailLevel.AllocateLines( 6 );
 4              FullDetailLevel.SetLine( 0 ,  new  Line( 0 ,  1 ));
 5              FullDetailLevel.SetLine( 1 ,  new  Line( 1 ,  3 ));
 6              FullDetailLevel.SetLine( 2 ,  new  Line( 0 ,  2 ));
 7              FullDetailLevel.SetLine( 3 ,  new  Line( 3 ,  2 ));
 8              FullDetailLevel.SetLine( 4 ,  new  Line( 1 ,  2 ));
 9              FullDetailLevel.SetLine( 5 ,  new  Line( 0 ,  3 ));
10          
11 
12          }

完成這兩個函數，咱們在 Prepare函數中調用它們，運行後你會看到這樣的結果：

 這樣一個基本體就建立好了，固然，若是想要看到實體的話，就還須要完成面的組成函數：

  private   void  GenerateFaces()
        {

            FullDetailLevel.AllocateFaces( 4 );
            FullDetailLevel.SetFace( 0 ,  new  Face( 3 ,  1 ,  0 ));
            FullDetailLevel.SetFace( 1 ,  new  Face( 2 ,  3 ,  0 ));
            FullDetailLevel.SetFace( 2 ,  new  Face( 2 ,  0 ,  1 ));
            FullDetailLevel.SetFace( 3 ,  new  Face( 3 ,  2 ,  1 ));
          

        }

 

 

 

 在建立面的時候須要注意，就是頂點的鏈接順序，每一個面由三個頂點組成的，依次鏈接它們，在balder中鏈接順序是按照順時針方向的（這和Opengl正好相反），並且是你必須在幾何體的外面來觀察它。本身畫個圖形，應該容易理解，弄好後，別忘了加入到Prepare函數，運行，看結果：

 

你會發現，怎麼是黑的？主要有兩個緣由：一是尚未給場景添加燈光照亮，二是須要法向量。balder中提供了一個 GeometryHelper對象，經過它，就能夠方便的建立法向量：

在建立好頂點和麪後加入：    GeometryHelper.CalculateNormals(FullDetailLevel); 

而後咱們在修改xaml文件：

1  < Grid  x:Name ="LayoutRoot" >
2           < Execution:Game  Width ="640"  Height ="480"   >
3               < Execution:Game.Camera >
4                   < View:Camera  Position ="-10,5,-10" />
5               </ Execution:Game.Camera >
6               < Lighting:OmniLight   Position ="10,20,-15"    />
7               < Local:MyMesh  InteractionEnabled ="True"  Color ="Blue" />
8           </ Execution:Game >
9       </ Grid >

 

加入燈光和物體顏色，ok，搞定，看看最後效果：