Balder 3D开发系列之--建立本身的primitives

1、About primitives

 

        在Balder中，有不少已经建立好了的基本体，你只要直接调用就能够了，这和3DMax等软件相似，里面也提供了一系列的基本体，给设计者扩展使用。目前，Balder的Geometries命名空间下已经有Box，Cylinder，Ring等等基本体。在以前的文章中，咱们已经使用过了其中的Box，也就是那个立方体。固然，若是就这么些基本体，对于愈来愈复杂的需求，是不够的，所以Balder提供更大的扩展性。那么，该如何实现呢？请往下看...

 

2、How to create your own primitives

 

        想要建立自定义的基本体，其实很简单，基本体，说到底其实就是一个Geometry（几何体）。而在Balder中，每一个Geometry拥有一个实现了IGeometryContext  接口的GeometryContext类的属性，经过GeometryContext就能够建立被称为GeometryDetailLevel的东西。那么GeometryDetailLevel又是什么东西呢？它其实就是按照Balder想要进行渲染的细分级别来被渲染的一个对象。在大部分状况下，balder使用full detail level来进行渲染。在Geometry中有一个FullDetailLevel 属性，经过它，咱们就能够方便的来产生一个几何体了。

 

3、a demo for creating a primitive

        接下来，经过一个实例，来示范下基本体的建立过程，这里，咱们经过建立一个三棱锥来做为例子：

首先，你须要建立一个你本身的基本体类继承自Geometry类

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

这样，你就能够把该对象加到页面中去了，就像这样：

 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 />               <!-- 加进去的基本体对象 -->
19           </ Execution:Game >
20       </ Grid >
21  </ UserControl >

可是，你此时编译运行它，在浏览器中，什么都看不到。由于，如今在几何体类中，没有建立任何的几何数据，为了建立这些，你须要实现重载Prepare()方法：

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

 经过该方法，咱们将加入3D网格数据，以建立基本体三棱锥，这里主要由三部分组成：

1.Vertices( 顶点）

2.Lines (线)

3.Face(面)

为了使得结构更清晰，咱们把它们分别封装在三函数中：

private void GenerateVertices()  //建立顶点

private void GenerateLines()   //建立线

 private void GenerateFaces()  //建立面

接下来，咱们一个个来分别完成，首先是建立顶点的：

 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点是经过Vertex（x，y，z）对象生成的，其参数表明在所在坐标。前面两行只是实例化了两个Vertex对象，在后面能够经过其的X，Y，Z属性进行初始化三棱锥顶点坐标位置。三棱锥一共有4个顶点，因此FullDetailLevel.AllocateVertices(4);分配了4个顶点。其中的sqt是一个常量，为了控制在空间中的位置，没必要理会，你能够本身定义基本体的空间位子。

对于线的函数，与之相似，就不详细介绍，直接看代码：

 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          }

完成这两个函数，咱们在 Prepare函数中调用它们，运行后你会看到这样的结果：

 这样一个基本体就建立好了，固然，若是想要看到实体的话，就还须要完成面的组成函数：

  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 ));
          

        }

 

 

 

 在建立面的时候须要注意，就是顶点的链接顺序，每一个面由三个顶点组成的，依次链接它们，在balder中链接顺序是按照顺时针方向的（这和Opengl正好相反），并且是你必须在几何体的外面来观察它。本身画个图形，应该容易理解，弄好后，别忘了加入到Prepare函数，运行，看结果：

 

你会发现，怎么是黑的？主要有两个缘由：一是尚未给场景添加灯光照亮，二是须要法向量。balder中提供了一个 GeometryHelper对象，经过它，就能够方便的建立法向量：

在建立好顶点和面后加入：    GeometryHelper.CalculateNormals(FullDetailLevel); 

而后咱们在修改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 >

 

加入灯光和物体颜色，ok，搞定，看看最后效果：