|
Быть может кто-то из Вас знает игру Sims, к какому жанру она относиться? Жизненная симуляция, ролевая игра, там можно и дома строить..... |
Инспектор
Спонсор: Microsoft
Вы можете этот курс.
Опубликован: 10.04.2009 | Уровень: специалист | Доступ: платный
Самостоятельная работа 16:
Взаимодействие объектов
Аннотация: Эта лабораторная работа посвящена обработке взаимодействия трехмерных объектов. Мы рассмотрим способы обработки столкновений объектов, поговорим о взаимодействии трехмерных объектов и указателя мыши.
Задачи работы
- Рассмотреть стандартные объекты XNA: BoundingBox, BoundingSphere, BoundingFrustum, Plane, Ray, которые можно использовать для обработки столкновений
- Создать игровой пример, демонстрирующий взаимодействие объектов
- Рассмотреть особенности взаимодействия указателя мыши с трехмерными объектами
- Рассмотреть взаимодействие плоскостей с трехмерными объектами
Обработка столкновений объектов
- В XNA есть несколько стандартных объектов, которые можно применять для обработки столкновений игровых объектов. Это структуры BoundingBox, BoundingSphere и BoundingFrustum.
- Структура BoundingBox представляет собой прямоугольный "ящик", в который можно "упаковать" объект. Надо отметить, что объект класса Model может возвратить объект типа BoundingSphere для каждой своей сети – этот прием можно использовать при обработке столкновений нескольких объектов.
- Структура BoundingSphere представляет собой сферу, в которой содержится объект.
- Эти структуры подходят лишь для работы с простыми объектами – например – с трехмерными шарами и кубами. Если объект имеет более сложную форму – он либо обрабатывается как набор более простых объектов, каждый из которых можно заключить, например, в собственную BoundingSphere, либо для такого объекта создается отдельный контент-процессор (content pipeline processor), который предназначен для работы с данным объектом.
- Структура BoundingFrustum представляет собой область игрового пространства, которая в данный момент видима с учетом параметров видовой и проекционной матриц.
- Далее, для обработки столкновений объектов можно применять такие структуры, как Plane – эта структура представляет собой плоскость, Ray – луч.
- Рассмотрим использование объекта класса BoundingSphere для обработки столкновений объектов. Выведем в пространство несколько шаров, используем в качестве игрового объекта еще один шар. Будем перемещать шар и проверять, не столкнулся ли он с каким-нибудь из объектов сцены в процессе перемещения. Если столкнулся – перемещение отменяется и расстояние между столкнувшимися объектами увеличивается до тех пор, пока они выйдут из состояния столкновения.
- Для проверки столкновения объектов используется метод Intersects – его можно вызывать, например, для объекта BoundingSphere и передать в качестве параметра другой объект BoundingSphere, а так же – объекты других подходящих типов. Метод возвращает True, если объекты пересекаются (то есть – есть столкновение), и false – если не пересекаются.
- Создадим новый игровой проект P16_1, на примере которого рассмотрим решение вышеописанной задачи. На рис. 21.1. вы можете видеть окно Project Explorer для этого проекта. Обратите внимание на две модели, которые мы будем использовать в примере, а так же – на наличие класса modCls. Объекты этого класса содержат информацию об игровых объектах и используются для их визуализации.
В листинге 21.1. приведен код класса modCls.
using System;
using System.Collections.Generic;
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Audio;
using Microsoft.Xna.Framework.GamerServices;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
using Microsoft.Xna.Framework.Input;
using Microsoft.Xna.Framework.Storage;
using Microsoft.Xna.Framework.Content;
namespace P16_1
{
public class modCls : Microsoft.Xna.Framework.DrawableGameComponent
{
//Модель
public Model myModel;
//Мировая матрица, матрицы вида и проекции
public Matrix WorldMatrix;
public Matrix ViewMatrix;
public Matrix ProjectMatrix;
//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()
{
// TODO: Add your initialization code here
base.Initialize();
}
public override void Draw(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 = ViewMatrix;
effect.Projection = ProjectMatrix;
}
mesh.Draw();
}
base.Draw(gameTime);
}
}
}
Листинг
21.1.
Код класса modCls
В листинге 21.2. вы можете видеть код класса Game1.
using System;
using System.Collections.Generic;
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Audio;
using Microsoft.Xna.Framework.Content;
using Microsoft.Xna.Framework.GamerServices;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
using Microsoft.Xna.Framework.Input;
using Microsoft.Xna.Framework.Net;
using Microsoft.Xna.Framework.Storage;
namespace P16_1
{
public class Game1 : Microsoft.Xna.Framework.Game
{
GraphicsDeviceManager graphics;
//Матрицы
Matrix viewMatrix;
Matrix projMatrix;
//Модели
Model ball, ball2;
// Позиция объекта, поворот
Vector3 avatarPosition = new Vector3(0, 0, -10);
float avatarlRotation;
// Положение камеры
Vector3 cameraReference = new Vector3(0, 0, 10);
Vector3 thirdPersonReference = new Vector3(0, 200, -200);
// Скорости поворота и движения
float rotationSpeed = 1f / 60f;
float forwardSpeed = 10f / 60f;
//Поле зрения камеры
float viewAngle = MathHelper.ToRadians(45.0f);
//Расстояние от камеры до переднего и заднего плана
float nearClip = 1.0f;
float farClip = 2000.0f;
//Массив моделей сцены
modCls[] cls;
//Игровой объект
modCls ballObj;
//Соотношение сторон экрана
float aspectRatio;
public Game1()
{
graphics = new GraphicsDeviceManager(this);
Content.RootDirectory = "Content";
}
protected override void Initialize()
{
// TODO: Add your initialization logic here
base.Initialize();
}
protected override void LoadContent()
{
//Загрузка моделей
ball = Content.Load<Model>("ball");
ball2 = Content.Load<Model>("ball2");
aspectRatio = (float)graphics.GraphicsDevice.Viewport.Width /
(float)graphics.GraphicsDevice.Viewport.Height;
cls = new modCls[25];
}
protected override void UnloadContent()
{
// TODO: Unload any non ContentManager content here
}
protected override void Update(GameTime gameTime)
{
//обновить положение объекта
UpdateAvatarPosition();
base.Update(gameTime);
}
protected override void Draw(GameTime gameTime)
{
graphics.GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);
UpdateCameraThirdPerson();
//вывести объекты сцены
DrawScene();
base.Draw(gameTime);
}
//Обновляем состояние объекта
void UpdateAvatarPosition()
{
KeyboardState keyboardState = Keyboard.GetState();
//Поворот влево
if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.Left))
{
avatarlRotation += rotationSpeed;
}
//Поворот вправо
if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.Right))
{
avatarlRotation -= rotationSpeed;
}
//Движение вперед
if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.Up))
{
Matrix forwardMovement = Matrix.CreateRotationY(avatarlRotation);
Vector3 v = new Vector3(0, 0, forwardSpeed);
v = Vector3.Transform(v, forwardMovement);
avatarPosition.Z += v.Z;
avatarPosition.X += v.X;
//До тех пор, пока объект сталкивается
//с другим объектом - изменять его положение
//в направлении, противоположном перемещению
//вызвавшему столкновение
while (IsCollide())
{
avatarPosition.Z -= v.Z/10;
avatarPosition.X -= v.X/10;
}
}
//Движение назад
if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.Down))
{
Matrix forwardMovement = Matrix.CreateRotationY(avatarlRotation);
Vector3 v = new Vector3(0, 0, -forwardSpeed);
v = Vector3.Transform(v, forwardMovement);
avatarPosition.Z += v.Z;
avatarPosition.X += v.X;
while (IsCollide())
{
avatarPosition.Z -= v.Z;
avatarPosition.X -= v.X;
}
}
//Движение вверх
if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.W))
{
Matrix forwardMovement = Matrix.CreateRotationY(avatarlRotation);
Vector3 v = new Vector3(0, forwardSpeed, 0);
v = Vector3.Transform(v, forwardMovement);
avatarPosition.Y += v.Y;
while (IsCollide())
{
avatarPosition.Y -= v.Y;
}
}
//Движение вниз
if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.S))
{
Matrix forwardMovement = Matrix.CreateRotationY(avatarlRotation);
Vector3 v = new Vector3(0, -forwardSpeed, 0);
v = Vector3.Transform(v, forwardMovement);
avatarPosition.Y += v.Y;
while (IsCollide())
{
avatarPosition.Y -= v.Y;
}
}
//Уменьшение угла обзора камеры
if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.R))
{
viewAngle -= MathHelper.ToRadians(1.0f);
}
//Увеличение угла обзора камеры
if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.F))
{
viewAngle += MathHelper.ToRadians(1.0f);
}
//Если новый угол обзора вышел за дозволенные пределы
//изменяем его
if (viewAngle > MathHelper.ToRadians(180.0f)) viewAngle = MathHelper.ToRadians(179.9f);
if (viewAngle < MathHelper.ToRadians(0.0f)) viewAngle = MathHelper.ToRadians(0.1f);
}
//Обновляем положение камеры при выбранном виде от третьего лица
void UpdateCameraThirdPerson()
{
//Поворот камеры
Matrix rotationMatrix = Matrix.CreateRotationY(avatarlRotation);
// Направление камеры
Vector3 transformedReference = Vector3.Transform(thirdPersonReference, rotationMatrix);
// Позиция камеры
Vector3 cameraPosition = transformedReference + avatarPosition;
//Матрица вида
viewMatrix = Matrix.CreateLookAt(cameraPosition, avatarPosition, new Vector3(0.0f, 1.0f, 0.0f));
//Проецкионная матрица
projMatrix = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(viewAngle, aspectRatio, nearClip, farClip);
}
//Логическая функция, проверяющая столкновение игрового объекта и
//объектов сцены
bool IsCollide()
{
//Для объекта BoundingSphere, соответствующего
//текущему объекту сцены
BoundingSphere b1;
//Получить BoundingSpherer для игрового объекта
BoundingSphere b = ball.Meshes[0].BoundingSphere;
//Установить центр сферы в соответствии с положением
//игрового объекта
b.Center = avatarPosition;
//Переменная для хранения вектора размера модели
Vector3 scale;
//Переменная для хранения информации о повороте модели
Quaternion rotation;
//Переменая для хранения информации о позиции модели
Vector3 translation;
//Цикл обхода объектов сцены
for (int i = 0; i < 25; i++)
{
//Получить BoundingSphere для текущего объекта
b1 = cls[i].myModel.Meshes[0].BoundingSphere;
//Получить параметры - размер, поворот, позицию для объекта
cls[i].WorldMatrix.Decompose(out scale, out rotation, out translation);
//Установить центр сферы в соответствии с позицией объекта
b1.Center = translation;
//Если сферы игрового объекта и текущего объекта
if (b1.Intersects(b))
{
//Выведем в заголовок окна слово Collision!
//Возвратим True
this.Window.Title = "Collision!";
return true;
}
}
//Если выполняется этот код -
//столкновения не было
//выведем в окно программы соответствующее сообщение
//и вернем false
this.Window.Title = "No collision";
return false;
}
//Вывод объектов сцены
void DrawScene()
{
//очистить коллекцию компонентов
Components.Clear();
//Счетчик для элементов массива
int i = 0;
//Вывести шары, расположенные в пять рядов
//по пять штук
for (int x = 0; x < 5; x++)
{
for (int z = 0; z < 5; z++)
{
//Добавляем в массив новый объект
cls[i] = new modCls(this, ball2, graphics);
//Устанавливаем его свойства
cls[i].WorldMatrix = Matrix.CreateTranslation(x * 40f, 0, z * 40f);
cls[i].ViewMatrix = viewMatrix;
cls[i].ProjectMatrix = projMatrix;
//Добавляем в коллекцию компонентов
Components .Add (cls[i]);
i++;
}
}
//выведем игровой объект
ballObj = new modCls(this, ball, graphics);
ballObj.WorldMatrix = Matrix.CreateRotationY(avatarlRotation) * Matrix.CreateTranslation(avatarPosition);
ballObj.ViewMatrix = viewMatrix;
ballObj.ProjectMatrix = projMatrix;
Components.Add(ballObj);
}
}
}
Листинг
21.2.
Код класса Game1
На рис. 21.2. вы можете видеть игровой экран проекта P16_1.
Alina Lasskaja
