Silverlight3D与样式行为的深入解析

### Silverlight 3D与样式行为的深入解析 #### 1. Silverlight 3D 变换操作 在Silverlight 3D中，世界矩阵（World Matrix）可以看作是对对象到目前为止所应用的所有变换的快照。常见的变换操作包括平移和旋转。 ##### 1.1 平移操作 可以通过多次应用平移矩阵来实现对象的移动，例如： ```csharp effect.World *= translation; translation = Matrix.CreateTranslation(-1, 0, 0); effect.World *= translation; ``` 这相当于使用单个平移矩阵： ```csharp Matrix translation = Matrix.CreateTranslation(-3, 5, 0); effect.World = effect.World * translation; ``` ##### 1.2 旋转操作 Matrix类提供了多种旋转方法，具体如下表所示： | 方法 | 描述 | | --- | --- | | CreateRotationX() | 绕x轴旋转形状，以弧度指定旋转角度 | | CreateRotationY() | 绕y轴旋转形状，以弧度指定旋转角度 | | CreateRotationZ() | 绕z轴旋转形状，以弧度指定旋转角度 | | CreateFromYawPitchRoll() | 同时绕三个轴旋转形状，pitch是x轴的旋转角度，yaw是y轴的旋转角度，roll是z轴的旋转角度 | | CreateFromAxisAngle() | 绕自定义轴（作为向量）旋转形状，该轴不必与x、y或z轴对齐 | 以下是一个绕y轴旋转1/8圈的示例： ```csharp // 一个圆有2*Pi弧度，所以这个旋转是其1/8 Matrix rotation = Matrix.CreateRotationY(MathHelper.PiOver4); effect.World *= rotation; ``` 在旋转时，还需要考虑对象与旋转轴的距离。如果y轴穿过对象的中心，使用CreateRotationY()旋转时对象会在原地旋转；如果对象偏离y轴，旋转时对象会绕轴移动，就像行星绕太阳公转一样。 为了获得预期的旋转效果，需要先将形状放置在要旋转的轴上，通常将形状的中心点放在原点(0,0,0)。在应用变换时，先进行旋转，再进行平移，或者一次性完成： ```csharp effect.World = effect.World * rotation * translation; ``` 但要注意，以下代码的效果不同： ```csharp effect.World = effect.World * translation * rotation; ``` 它会先平移形状，然后绕（现在较远的）轴旋转。 另外，Matrix类还提供了CreateScale()方法，用于改变对象的比例，可以按不同比例在x、y或z轴上缩放对象。 #### 2. 形状动画 要创建动画形状，首先要确保绘图逻辑持续运行，在DrawingSurface.Draw事件处理程序的末尾添加以下语句： ```csharp e.InvalidateSurface(); ``` 每次Draw事件触发时，应用旋转即可。为了确保在不同计算机上旋转速度一致，需要将旋转量与两次Draw事件之间的时间间隔相关联。DrawEventArgs对象提供了TotalTime和DeltaTime属性，其中DeltaTime属性更有用，它返回自上次Draw事件触发以来经过的时间。 以下是一个使用DeltaTime缓慢旋转纹理立方体的事件处理程序： ```csharp private void drawingSurface_Draw(object sender, DrawEventArgs e) { GraphicsDevice device = GraphicsDeviceManager.Current.GraphicsDevice; device.Clear(new Color(0, 0, 0)); // 旋转立方体 Matrix rotation = Matrix.CreateRotationY( MathHelper.PiOver4 * (float)e.DeltaTime.TotalMilliseconds / 2000f); cube.World = cube.World * rotation; cube.Draw(device); // 保持绘图表面更新 e.InvalidateSurface(); } ``` #### 3. 相机的旋转和移动 创建一个用户可以使用键盘移动和定向的“第一人称”相机是一个更复杂的任务。相机不是一个独立的对象，没有自己的世界矩阵，而是通过视图的属性进行修改。 要创建这个相机，需要添加三个Vector3字段来跟踪相机信息： ```csharp // 相机的位置，初始时几乎在原点 private Vector3 cameraPosition = new Vector3(0, 0, 0.01f); // 相机的朝向，初始时沿z轴指向场景前方 private Vector3 cameraLook = new Vector3(0,0,-1); // 相机位置和朝向的组合 private Vector3 cameraTarget; ``` 相机目标点（cameraTarget）是相机所指向的点，相机朝向（cameraLook）是相机的指向方向，将cameraPosition和cameraLook向量相加即可得到cameraTarget。 当页面加载时，构造函数创建视图、立方体和地板： ```csharp Matrix view = Matrix.CreateLookAt(cameraPosition, cameraTarget, Vector3.Up); // 立方体的位置经过精心设置，使y轴穿过中间，以便它可以原地旋转 cube = new Cube3D(device, new Vector3(-1, -1, -1), 2, uri, 1.33f, view); floor = new Floor3D(device, 1.33f, view); // 将相机向后移动，使场景可见 cameraPosition -= cameraLook * 6; ``` 绘图代码负责在渲染场景之前将相机放置在正确的位置： ```csharp private bool rotate = true; private void drawingSurface_Draw(object sender, DrawEventArgs e) { GraphicsDevice device = GraphicsDeviceManager.Current.GraphicsDevice; device.Clear(new Color(0, 0, 0)); // 允许在进入立方体时看到内部 device.RasterizerState = new RasterizerState() { CullMode = CullMode.None }; // 旋转立方体 if (rotate) { Matrix rotation = Matrix.CreateRotationY( MathHelper.PiOver4 * (float)e.DeltaTime.TotalMilliseconds / 2000f); cube.World = cube.World * rotation; } // 为当前相机位置和方向创建视图 cameraTarget = cameraPosition + cameraLook; Matrix view = Matrix.CreateLookAt(cameraPosition, cameraTarget, Vector3.Up); cube.View = view; floor.View = view; // 绘制形状 floor.Draw(device); cube.Draw(device); // ```