Windows Phone XNA 4.0 3D遊戲開發

最後更新：2018-12-06 來源：互聯網

上載者：User

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作者：馬寧

程式碼編譯環境Visual Stuido 2010, Windows Phone 7 SDK, XNA 4.0 Game Studio, 下載連結：

http://files.cnblogs.com/aawolf/XNA_aawolf_3D.rar

今天有點空餘時間，在看Windows Phone 7的開發。看到Silverlight for phone和XNA 4.0的開發文章已經有了不少，而且品質很高。我就來說說XNA 4.0的3D開發這個領域吧，正好跟目前的工作有些關係，而且XNA 4.0的3D類庫設計的非常好，比iPhone和Android的OpenGLES類庫高出一個檔次。以後學習3D開發，用XNA類庫也是個不錯的選擇，而且Windows Phone模擬器對3D的支援也非常好。唯一的遺憾是，Windows Phone不支援C++的3D開發。

如果做過Zune上XNA 3.1開發的朋友可能會記得，在XNA 3.1中是不支援3D開發的，XNA 4.0中加入的3D支援類，主要包含在Microsoft.Xna.Framework.Graphics命名空間中。如果XNA 4.0中的3D概念與OpenGLES十分相似，我們可以找到很多相對應的函數、方法等，某種意義上，XNA 4.0的3D支援是對OpenGLES 2.0的封裝。

一.一個簡單的3D程式

我們就從一個簡單的3D程式開始吧，這個程式的原來介紹在下面這個連結裡。

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/bb203926.aspx

不過移植到Windows Phone 7上時，還是遇到了一些小問題，有的是文檔的問題，有的是介面變化。如何在Visual Studio 2010裡建立XNA 4.0的工程就不多說了，大家可以參考我寫的《Windows Phone開發工具初體驗》，連結如下：

http://www.cnblogs.com/aawolf/archive/2010/08/28/1811438.html

XNA 4.0的程式是派生自Microsoft.Xna.Framework.Game的類，開發人員需要重載Game的四個方法：Initialize（初始化）、LoadContent（載入內容）、UnloadContent（卸載內容）、Update（更新）和Draw（繪製）等方法。

首先，我們在Game1類中加入所需要的一些私人變數：

Matrix worldMatrix;

Matrix viewMatrix;

Matrix projectionMatrix;

VertexPositionNormalTexture[] cubeVertices;

VertexDeclaration vertexDeclaration;

VertexBuffer vertexBuffer;

BasicEffect basicEffect;

Martrix 的中文名叫“矩陣”，還有個翻譯叫“駭客帝國”……扯遠了，什麼是矩陣？我們就不解釋了，只要知道矩陣是一切3D線性變化的基礎就可以了。我們不知道矩陣是什麼，卻身處其中。在Game1類中用了三個矩陣：worldMatrix用來描述全局座標系；viewMatrix用來描述攝影機座標系；projectionMatrix用來描述投影座標系。這些都是3D圖形學的概念，不解釋了。

另外兩個重要的變數是vertexBuffer和basicEffect。vertexBuffer包含了一系列的向量，這些向量構成了我們要顯示的正方體的各個頂點；basicEffect用來描述一個基礎的渲染效果，其中描述了座標系、顏色和燈光等基本的要素，這些要素是3D圖形顯示的基礎。

接下來建立一個叫InitMatrices的方法，對各個座標系進行初始化，記得，這個InitMatrices的函數是我們自己建立的，代碼如下：

private void InitMatrices()

{

// Initialize the world, view, and projection matrices.

float tilt = MathHelper.ToRadians(0); // 0 degree angle

// Use the world matrix to tilt the cube along x and y axes.

worldMatrix = Matrix.CreateRotationX(tilt) * Matrix.CreateRotationY(tilt);

viewMatrix = Matrix.CreateLookAt(new Vector3(5, 5, 5), Vector3.Zero, Vector3.Up);

projectionMatrix = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(

MathHelper.ToRadians(45), // 45 degree angle

(float)GraphicsDevice.Viewport.Width /

(float)GraphicsDevice.Viewport.Height,

1.0f, 100.0f);

}

算了，不解釋了，大家知道這段代碼在幹什麼就好了。接下來，建立一個叫做InitEffect的函數中，對basicEffect進行初始化，代碼如下：

private void InitEffect()

{

// Initialize BasicEffect with transformation and light values

basicEffect = new BasicEffect(graphics.GraphicsDevice);

basicEffect.World = worldMatrix;

basicEffect.View = viewMatrix;

basicEffect.Projection = projectionMatrix;

// primitive color

basicEffect.AmbientLightColor = new Vector3(0.1f, 0.1f, 0.1f);

basicEffect.DiffuseColor = new Vector3(1.0f, 1.0f, 1.0f);

basicEffect.SpecularColor = new Vector3(0.25f, 0.25f, 0.25f);

basicEffect.SpecularPower = 5.0f;

basicEffect.Alpha = 1.0f;

basicEffect.LightingEnabled = true;

if (basicEffect.LightingEnabled)

{

basicEffect.DirectionalLight0.Enabled = true; // enable each light individually

if (basicEffect.DirectionalLight0.Enabled)

{

// x direction

basicEffect.DirectionalLight0.DiffuseColor = new Vector3(1, 0, 0); // range is 0 to 1

basicEffect.DirectionalLight0.Direction = Vector3.Normalize(new Vector3(-1, 0, 0));

// points from the light to the origin of the scene

basicEffect.DirectionalLight0.SpecularColor = Vector3.One;

}

basicEffect.DirectionalLight1.Enabled = true;

if (basicEffect.DirectionalLight1.Enabled)

{

// y direction

basicEffect.DirectionalLight1.DiffuseColor = new Vector3(0, 0.75f, 0);

basicEffect.DirectionalLight1.Direction = Vector3.Normalize(new Vector3(0, -1, 0));

basicEffect.DirectionalLight1.SpecularColor = Vector3.One;

}

basicEffect.DirectionalLight2.Enabled = true;

if (basicEffect.DirectionalLight2.Enabled)

{

// z direction

basicEffect.DirectionalLight2.DiffuseColor = new Vector3(0, 0, 0.5f);

basicEffect.DirectionalLight2.Direction = Vector3.Normalize(new Vector3(0, 0, -1));

basicEffect.DirectionalLight2.SpecularColor = Vector3.One;

}

然後要對vertexDeclaration、cubeVertices和vertexBuffer變數進行初始化，我們將這部分代碼放在InitVertexBuffer函數中：

private void InitVertexBuffer()

{

// Create a vertex declaration for the type VertexPositionNormalTexture

vertexDeclaration = new VertexDeclaration(new VertexElement[]

{

new VertexElement(0, VertexElementFormat.Vector3, VertexElementUsage.Position, 0),

new VertexElement(12, VertexElementFormat.Vector3, VertexElementUsage.Normal, 0),

new VertexElement(24, VertexElementFormat.Vector2, VertexElementUsage.TextureCoordinate, 0)

}

);

// Create the per vertex data

cubeVertices = new VertexPositionNormalTexture[36];

Vector3 topLeftFront = new Vector3(-1.0f, 1.0f, 1.0f);

Vector3 bottomLeftFront = new Vector3(-1.0f, -1.0f, 1.0f);

Vector3 topRightFront = new Vector3(1.0f, 1.0f, 1.0f);

Vector3 bottomRightFront = new Vector3(1.0f, -1.0f, 1.0f);

Vector3 topLeftBack = new Vector3(-1.0f, 1.0f, -1.0f);

Vector3 topRightBack = new Vector3(1.0f, 1.0f, -1.0f);

Vector3 bottomLeftBack = new Vector3(-1.0f, -1.0f, -1.0f);

Vector3 bottomRightBack = new Vector3(1.0f, -1.0f, -1.0f);

Vector2 textureTopLeft = new Vector2(0.0f, 0.0f);

Vector2 textureTopRight = new Vector2(1.0f, 0.0f);

Vector2 textureBottomLeft = new Vector2(0.0f, 1.0f);

Vector2 textureBottomRight = new Vector2(1.0f, 1.0f);

Vector3 frontNormal = new Vector3(0.0f, 0.0f, 1.0f);

Vector3 backNormal = new Vector3(0.0f, 0.0f, -1.0f);

Vector3 topNormal = new Vector3(0.0f, 1.0f, 0.0f);

Vector3 bottomNormal = new Vector3(0.0f, -1.0f, 0.0f);

Vector3 leftNormal = new Vector3(-1.0f, 0.0f, 0.0f);

Vector3 rightNormal = new Vector3(1.0f, 0.0f, 0.0f);

// Front face.

cubeVertices[0] =