Silverlight3D开发指南：光照、多对象创建与模型应用

### Silverlight 3D 开发指南：光照、多对象创建与模型应用 #### 1. 物体光照 在 3D 场景中，除了使用 `BasicEffect` 类为形状上色或添加纹理，还可以通过光照为物体赋予更具吸引力和真实感的阴影效果。不过，需要注意的是，Silverlight 的光照模型与现实世界中的光照有所不同。它为了减轻处理器负担做了一些简化： - **光照效果单独计算**：一个物体反射的光不会反射到另一个物体上，物体也不会在其他物体上投射阴影。 - **基于顶点计算光照**：光照在每个三角形的顶点处计算，然后在三角形表面进行插值。这意味着三角形数量较少的物体可能无法正确照亮，为了获得更好的光照效果，需要将形状划分为成百上千个三角形。 Silverlight 支持两种类型的光： - **环境光**：均匀地照亮场景中的所有物体。 - **定向光**：沿特定方向照射，照亮面向它的表面。将环境光和一个或多个定向光结合使用是创建 3D 场景的一部分艺术。 以下是添加光照到场景的简单步骤： 1. **设置环境光颜色**：使用 `BasicEffect` 对象的 `AmbientLightColor` 属性设置光的颜色。光照颜色使用 `Vector3` 类型设置，每个颜色分量的值范围是 0 到 1。 ```csharp effect.AmbientLightColor = new Vector3(1, 0, 0); ``` 2. **启用光照**：将 `LightingEnabled` 属性设置为 `true` 以启用光照系统。 ```csharp effect.LightingEnabled = true; ``` 环境光的效果相对单一，因为它均匀照亮所有物体。而定向光则更有趣，它可以创建丰富的阴影效果，并且具有动态性。例如，当用户旋转物体时，光照会平滑地跟踪物体表面，照亮不同区域并产生不同的眩光点。 要创建定向光效果，需要设置 `BasicEffect` 对象提供的几个额外光照属性，如 `DirectionalLight0`、`DirectionalLight1` 和 `DirectionalLight2`。每个定向光都有自己的方向和两种颜色：漫反射颜色和镜面反射颜色。可以使用 `EnableDefaultLighting()` 方法来快速启用默认光照设置： ```csharp effect.EnableDefaultLighting(); ``` 要创建一个正确光照的场景，还需要配置形状的顶点。Silverlight 需要每个顶点的法向量来计算光照效果。法向量通常垂直于物体表面，指向外部。需要将 `VertexPositionTexture` 对象替换为 `VertexPositionNormalTexture` 对象，并为每个顶点指定法向量。以下是一个定义立方体前面顶点的示例： ```csharp Vector3 frontNormal = new Vector3(0, 0, 1); vertices[0] = new VertexPositionNormalTexture( topRightFront, frontNormal, textureTopRight); vertices[1] = new VertexPositionNormalTexture( bottomLeftFront, frontNormal, textureBottomLeft); vertices[2] = new VertexPositionNormalTexture( topLeftFront, frontNormal, textureTopLeft); vertices[3] = new VertexPositionNormalTexture( topRightFront, frontNormal, textureTopRight); vertices[4] = new VertexPositionNormalTexture( bottomRightFront, frontNormal, textureBottomRight); vertices[5] = new VertexPositionNormalTexture( bottomLeftFront, frontNormal, textureBottomLeft); ``` #### 2. 创建多个对象 当创建稍微复杂的 3D 对象时，将绘制逻辑封装在一个专用类中是一个更好的选择。这样不仅可以简化代码，还可以在同一个 3D 场景中轻松使用多个对象副本。 以纹理立方体为例，可以创建一个 `Cube3D` 类来封装所有绘制细节： ```csharp public class Cube3D { private VertexBuffer vertexBuffer; private BasicEffect effect; public Matrix World { get { return effect.World; } set { effect.World = value; } } public Matrix View { get { return effect.View; } set { effect.View = value; } } public Matrix Projection { get { return effect.Projection; } set { effect.Projection = value; } } public Cube3D(GraphicsDevice device, Vector3 bottomLeftBack, float width, string textureUri, float aspectRatio) : this(device, bottomLeftBack, width, textureUri, aspectRatio, Matrix.CreateLookAt(new Vector3(0, 0, 5), Vector3.Zero, Vector3.Up)) { } public Cube3D(GraphicsDevice device, Vector3 bottomLeftBack, float width, string textureUri, float aspectRatio, Matrix view) { // 初始化代码 Vector3 topLeftFront = new Vector3( bottomLeftBack.X, bottomLeftBack.Y + width, bottomLeftBack.Z + width); Vector3 bottomLeftFront = new Vector3( bottomLeftBack.X, bottomLeftBack.Y, bottomLeftBack.Z + width); Vector3 topRightFront = new Vector3( bottomLeftBack.X + width, bottomLeftBack.Y + width, bottomLeftBack.Z + width); Vector3 bottomRightFront = new Vector3( bottomLeftBack.X + width, bottomLeftBack.Y, bottomLeftBack.Z + width); Vector3 topLeftBack = new Vector3( bottomLeftBack.X, bottomLeftBack.Y + width, bottomLeftBack.Z); Vector3 topRightBack = new Vector3( bottomLeftBack.X + width, bottomLeftBack.Y + width, bottomLeftBack.Z); Vector3 bottomRightBack = new Vector3( bottomLeftBack.X + width, bottomLeftBack.Y ```