| Невозможно пройти тесты, в окне с вопросами пусто |
Пространственные преобразования объектов
Цель работы: Научиться перемещать трехмерные объекты в пространстве
24.1. Пространственные преобразования объектов
Создадим новый проект P17_1 и на его примере рассмотрим следующие пространственные преобразования объектов
- Перемещение
- Вращение
- Масштабирование
Для выполнения этих операций нам понадобится модификация мировой матрицы. Модификации, соответствующие перемещению объекта мы выполним по клавиатурным командам, остальные модификации будут выполняться автоматически в цикле обновления.
Для этого примера мы создали несколько простых трехмерных моделей в редакторе Blender. В частности – это два разноцветных шара и куб. Вот как выглядит игровой экран проекта P17_1 (рис. 24.1).
Для упрощения работы с несколькими игровыми объектами мы создадим игровой компонент - modCls, который будет отвечать за хранение параметров, соответствующих этим объектам и за их визуализацию. В листинге 24.1 вы можете видеть код этого объекта.
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
namespace P17_1
{
public class modCls : Microsoft.Xna.Framework.DrawableGameComponent
{
//Модель
Model myModel;
//Мировая матрица
public Matrix WorldMatrix;
//Соотношение сторон экрана
public float aspectRatio;
//Для управления графическим устройством
GraphicsDeviceManager graphics;
//Конструктор получает на вход
//игровой класс, модель, объект для управления графическим устройством
public modCls(Game game, Model mod, GraphicsDeviceManager grf)
: base(game)
{
myModel = mod;
graphics = grf;
aspectRatio = (float)graphics.GraphicsDevice.Viewport.Width /
(float)graphics.GraphicsDevice.Viewport.Height;
}
public override void Initialize()
{
base.Initialize();
}
public override void Update(GameTime gameTime)
{
foreach (ModelMesh mesh in myModel.Meshes)
{
//Для каждого эффекта в сети
foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
{
//Установить освещение по умолчанию
effect.LightingEnabled = true;
effect.EnableDefaultLighting();
//установить матрицы
effect.World = WorldMatrix;
effect.View = Matrix.CreateLookAt(new Vector3(0.0f, 0.0f, 10.0f), Vector3.Zero, Vector3.Up);
effect.Projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(MathHelper.ToRadians(45.0f),
aspectRatio, 1.0f, 1000.0f);
}
}
base.Update(gameTime);
}
public override void Draw(GameTime gameTime)
{
foreach (ModelMesh mesh in myModel.Meshes)
{
mesh.Draw();
}
base.Draw(gameTime);
}
}
}
Листинг
24.1.
Код класса modCls
Управление объектами возложено на основной игровой класс – его метод Update используется для вычисления новых позиций объектов и обновления информации объектов. Код этого класса вы можете видеть в листинге 24.2. Шар, расположенный сверху, автоматически циклически изменяет размер, куб вращается вокруг осей X и Y, шар, расположенный ниже, можно перемещать.
Для управления объектом используется экранный элемент управления в виде четырёх стрелок для перемещения вверх, вниз, влево и вправо (по осям X и Y), и двух стрелок, изображённых в перспективе, для перемещения объекта вперед и назад (ось Z)
using System;
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
using Microsoft.Xna.Framework.Input;
using Microsoft.Xna.Framework.Input.Touch;
namespace P17_1
{
/// <summary>
/// Это главный тип игры
/// </summary>
public class Game1 : Microsoft.Xna.Framework.Game
{
GraphicsDeviceManager graphics;
SpriteBatch spriteBatch;
//Мировая матрица
Matrix WorldMatrixM, WorldMatrixM1, WorldMatrixM2;
//Направление движения для модели modelCls1
Vector3 directM1;
//Модели -
//modelCls вращается
//modelCls1 перемещается по клавиатурным командам
//modelCls2 изменяет размер
modCls modelCls, modelCls1, modelCls2;
//Переменные для текущего размера и
//текущего приращения размера модели modelCls2
float size, sizeDelta;
//Стрелки
Texture2D txtArrows;
Rectangle keyForward = new Rectangle(500, 280, 100, 100);
Rectangle keyUp = new Rectangle(600, 280, 100, 100);
Rectangle keyBack = new Rectangle(700, 280, 100, 100);
Rectangle keyLeft = new Rectangle(500, 380, 100, 100);
Rectangle keyDown = new Rectangle(600, 380, 100, 100);
Rectangle keyRight = new Rectangle(700, 380, 100, 100);
public Game1()
{
graphics = new GraphicsDeviceManager(this);
Content.RootDirectory = "Content";
graphics.IsFullScreen = true;
// Частота кадра на Windows Phone по умолчанию — 30 кадров в секунду.
TargetElapsedTime = TimeSpan.FromTicks(333333);
// Дополнительный заряд аккумулятора заблокирован.
InactiveSleepTime = TimeSpan.FromSeconds(1);
}
/// <summary>
/// Позволяет игре выполнить инициализацию, необходимую перед запуском.
/// Здесь можно запросить нужные службы и загрузить неграфический
/// контент. Вызов base.Initialize приведет к перебору всех компонентов и
/// их инициализации.
/// </summary>
protected override void Initialize()
{
// ЗАДАЧА: добавьте здесь логику инициализации
base.Initialize();
}
/// <summary>
/// LoadContent будет вызываться в игре один раз; здесь загружается
/// весь контент.
/// </summary>
protected override void LoadContent()
{
// Создайте новый SpriteBatch, который можно использовать для отрисовки текстур.
spriteBatch = new SpriteBatch(GraphicsDevice);
txtArrows = Content.Load<Texture2D>("Arrows");
//загрузка моделей и создание объектов, используемых для
//хранения информации о моделях и их вывода на экран
modelCls = new modCls(this, Content.Load<Model>("cube"), graphics);
modelCls1 = new modCls(this, Content.Load<Model>("ball"), graphics);
modelCls2 = new modCls(this, Content.Load<Model>("ball2"), graphics);
//Добавляем объекты в коллекцию Components - для их
//автоматического вывода на экран
Components.Add(modelCls);
Components.Add(modelCls1);
Components.Add(modelCls2);
//Значения для приращения размера и текущего размера
sizeDelta = 0.01f;
size = 0.5f;
//Установка исходного положения для модели modelCls1
directM1 = new Vector3(2.0f, -1.0f, 1.0f);
//Установка матриц, которые используются для управления объектами
WorldMatrixM = Matrix.Identity;
WorldMatrixM1 = Matrix.CreateTranslation(directM1);
WorldMatrixM2 = Matrix.CreateScale(size);
}
/// <summary>
/// UnloadContent будет вызываться в игре один раз; здесь выгружается
/// весь контент.
/// </summary>
protected override void UnloadContent()
{
// ЗАДАЧА: выгрузите здесь весь контент, не относящийся к ContentManager
}
//Проверка попадания касания в область, занимаемую одним из элементов управления
private bool MenuSelect(Rectangle m, Vector2 p)
{
bool res = false;
if (p.X > m.X && p.X < m.X + m.Width && p.Y > m.Y && p.Y < m.Y + m.Height)
{
res = true;
}
return res;
}
/// <summary>
/// Позволяет игре запускать логику обновления мира,
/// проверки столкновений, получения ввода и воспроизведения звуков.
/// </summary>
/// <param name="gameTime">Предоставляет моментальный снимок значений времени.</param>
protected override void Update(GameTime gameTime)
{
// Позволяет выйти из игры
if (GamePad.GetState(PlayerIndex.One).Buttons.Back == ButtonState.Pressed)
this.Exit();
TouchCollection touchLocations = TouchPanel.GetState();
foreach (TouchLocation touchLocation in touchLocations)
{
if (touchLocation.State == TouchLocationState.Pressed || touchLocation.State == TouchLocationState.Moved)
{
//Если пользователь коснулся кнопки "Вперед" или коснулся и удерживает её, перемещаем модель
//modelCls1 вперед
if (MenuSelect(keyForward, touchLocation.Position))
{
directM1.Z = directM1.Z - 0.1f;
WorldMatrixM1 = Matrix.CreateTranslation(directM1);
}
//Вверх
if (MenuSelect(keyUp, touchLocation.Position))
{
directM1.Y = directM1.Y + 0.1f;
WorldMatrixM1 = Matrix.CreateTranslation(directM1);
}
//Назад
if (MenuSelect(keyBack, touchLocation.Position))
{
directM1.Z = directM1.Z + 0.1f;
WorldMatrixM1 = Matrix.CreateTranslation(directM1);
}
//Влево
if (MenuSelect(keyLeft, touchLocation.Position))
{
directM1.X = directM1.X - 0.1f;
WorldMatrixM1 = Matrix.CreateTranslation(directM1);
}
//Вниз
if (MenuSelect(keyDown, touchLocation.Position))
{
directM1.Y = directM1.Y - 0.1f;
WorldMatrixM1 = Matrix.CreateTranslation(directM1);
}
//Вправо
if (MenuSelect(keyRight, touchLocation.Position))
{
directM1.X = directM1.X + 0.1f;
WorldMatrixM1 = Matrix.CreateTranslation(directM1);
}
}
}
//Если текущий размер меньше 0.5 -
//устанавливаем приращение, равное 0.01
//Если текущий размер больше 1.5 -
//устанавливаем приращение -0.01
if (size < 0.5) sizeDelta = 0.01f;
if (size > 1.5) sizeDelta = -0.01f;
size += sizeDelta;
//Матрица для объекта modelCls1 устанавливается для поворота его вокруг
//осей X и Y на один градус
WorldMatrixM = WorldMatrixM * Matrix.CreateRotationY(MathHelper.ToRadians(1)) *
Matrix.CreateRotationX(MathHelper.ToRadians(1));
//Установка матрицы для объекта modelCls2
WorldMatrixM2 = Matrix.CreateScale(size) * Matrix.CreateTranslation(new Vector3(-5.0f, 2.0f, -3.0f));
//Передаем матрицы объектам
modelCls.WorldMatrix = WorldMatrixM;
modelCls1.WorldMatrix = WorldMatrixM1;
modelCls2.WorldMatrix = WorldMatrixM2;
base.Update(gameTime);
}
/// <summary>
/// Вызывается, когда игра отрисовывается.
/// </summary>
/// <param name="gameTime">Предоставляет моментальный снимок значений времени.</param>
protected override void Draw(GameTime gameTime)
{
GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);
base.Draw(gameTime);
spriteBatch.Begin();
spriteBatch.Draw(txtArrows, new Rectangle(500, 280, 300, 200), Color.White);
spriteBatch.End();
//Для нормального отображение 3D-сцены после работы spriteBatch
GraphicsDevice.DepthStencilState = DepthStencilState.Default;
}
}
}
Листинг
24.2.
Код класса Game1
Рассмотрев способы модификации объектов, поговорим об особенностях настройки камеры.
