Silverlight C# 遊戲開發：L3 遊戲的3D空間

在初中數學中我們學到過平面座標系統（笛卡爾座標系），2D的座標系最好理解，它只有兩個軸，用來表示的數字相當簡單，3D的空間比2D多了一軸，但是卻多出了很多2D空間沒有的概念。有趣的是，2D空間的很多概念卻是3D空間的基礎，通過推論得到3D空間的結論。

3D座標系有一個很重要的概念是左右手的座標系定義，決定了軸向的正負方式，在不同的領域中是完全不同的，如果將一個左手座標系製作出來的3D模型放在一個右手座標系中，那麼他們的左右是相反的，來自《3D數學基礎》對左右手座標系有了一個比較清晰的表示：

我看過DirectX的左右手座標系的介紹，一直一知半解，然而這圖卻直接解惑了，對應的座標系方向列表，請參看下錶：

可是，我在這裡說了這麼多概念化的基礎知識，有什麼用呢？這將協助我們理解遊戲的3D空間，最根本解決的就是大小、位置、距離、移動等等的一系列問題，比如說，我們從3D軟體中匯出的模型就需要考慮這些基本的問題。當然，最主要的是通過這裡進行控制3D遊戲世界中的一草一木。

那麼，現在我們可以看看攝像機和物體之間的概念和關係，先看：

在前面的3D介紹中，我們一直沒有在控制座標，Balder中使用的是Position屬性， 這個屬性被封裝很好，可以使用故事板來控制，然而真正的3D世界中我們一般使用的是向量（Vertex），下面我們通過一段代碼來看看3D空間中的座標軸，同時我們一起來學習最基本的世界組成部分：點和線。

承接上一個部分的代碼（Silverlight C# 遊戲開發：L2 自訂模型匯入）只需要修改一部分就可以了，我們先創造一個座標軸類：

 

/// <summary>
/// 遊戲的座標軸類
/// </summary>
public class Game_Axis : Balder.Objects.Geometries.Geometry
{
    public Game_Axis(Vertex v_start, Vertex v_end, Balder.Color color) 
    {
        //分配頂點數量，決定下面的SetVertex的索引
        FullDetailLevel.AllocateVertices(2);
        //設定頂點，以向量為參數，第一個是索引值
        FullDetailLevel.SetVertex(0, v_start);
        FullDetailLevel.SetVertex(1, v_end);
        //分配線的數量，決定了SetLine的索引
        FullDetailLevel.AllocateLines(1); 
        //new一條線出來，參數a和b分別表示上了上面頂點的索引
        Balder.Objects.Geometries.Line l1 = new Balder.Objects.Geometries.Line(0, 1);
        //添加這條線
        FullDetailLevel.SetLine(0, l1); 
        //顏色設定
        base.Color = color;
    }
}

 

現在將控制項的建構函式修改如下，請注意注釋L3的下面部分：

Lesson03建構函式

public Lesson03()
{
    InitializeComponent();
    //L1
    Game game = new Game() { Width = 600, Height = 400 };
    game.Camera = new Camera();
    game.Camera.Position = new Coordinate(100, 120, 150);
    game.Camera.Target = new Coordinate(0, 0, 0);
    game.Children.Add(new OmniLight() { Position = new Coordinate(0, 0, 0) });
    //L3
    Game_Axis axis_x = new Game_Axis(new Vertex(-300, 0, 0),new Vertex(300, 0, 0),Colors.Red);
    Game_Axis axis_y = new Game_Axis(new Vertex(0,-300, 0), new Vertex(0,300, 0), Colors.Blue);
    Game_Axis axis_z = new Game_Axis(new Vertex(0, 0,-300), new Vertex(0, 0,300), Colors.Green);
    game.Children.Add(axis_x);
    game.Children.Add(axis_y);
    game.Children.Add(axis_z);
    //L2
            
    Mesh Teapot = new Mesh();
    //設定座標
    Teapot.Position = new Coordinate(0, 0, 0);
    //開啟互動操作（可使用滑鼠旋轉）
    Teapot.InteractionEnabled = true;
    //讀取檔案的名字,當前支援ase的檔案格式
    Teapot.AssetName = new Uri("/Balder_Studio;component/Res/teapot.ase", UriKind.Relative);
    //將茶壺添加到Game當中
    game.Children.Add(Teapot);
            
    LayoutRoot.Children.Add(game);
}

現在運行起來看看效果：

本篇主要介紹了座標系概念和3D空間，同時使用點和線顯示了一個座標軸，但是這看起來越來越複雜了，有什麼好的方法簡化嗎？在後面，我會專門介紹模型組，更加深層理解Silverlight3D遊戲世界，最終會開發一個3D遊戲作為結束。

原始碼：點擊這裡下載工程

工程中如果缺少Balder.dll請在這裡快速下載：SL4_Balder.rar

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