Silverlight C# 游戏开发：L3 游戏的3D空间

在初中数学中我们学到过平面坐标系（笛卡尔坐标系），2D的坐标系最好理解，它只有两个轴，用来表示的数字相当简单，3D的空间比2D多了一轴，但是却多出了很多2D空间没有的概念。有趣的是，2D空间的很多概念却是3D空间的基础，通过推论得到3D空间的结论。

3D坐标系有一个很重要的概念是左右手的坐标系定义，决定了轴向的正负方式，在不同的领域中是完全不同的，如果将一个左手坐标系制作出来的3D模型放在一个右手坐标系中，那么他们的左右是相反的，下图来自《3D数学基础》对左右手坐标系有了一个比较清晰的表示：

我看过DirectX的左右手坐标系的介绍，一直一知半解，然而这图却直接解惑了，对应的坐标系方向列表，请参看下表：

可是，我在这里说了这么多概念化的基础知识，有什么用呢？这将帮助我们理解游戏的3D空间，最根本解决的就是大小、位置、距离、移动等等的一系列问题，比如说，我们从3D软件中导出的模型就需要考虑这些基本的问题。当然，最主要的是通过这里进行控制3D游戏世界中的一草一木。

那么，现在我们可以看看摄像机和物体之间的概念和关系，先看下图：

在前面的3D介绍中，我们一直没有在控制坐标，Balder中使用的是Position属性， 这个属性被封装很好，可以使用故事板来控制，然而真正的3D世界中我们一般使用的是向量（Vertex），下面我们通过一段代码来看看3D空间中的坐标轴，同时我们一起来学习最基本的世界组成部分：点和线。

承接上一个部分的代码（Silverlight C# 游戏开发：L2 自定义模型导入）只需要修改一部分就可以了，我们先创造一个坐标轴类：

 

///   <summary>
///  游戏的坐标轴类
///   </summary>
public   class  Game_Axis : Balder.Objects.Geometries.Geometry
{
     public  Game_Axis(Vertex v_start, Vertex v_end, Balder.Color color) 
    {
         // 分配顶点数量，决定下面的SetVertex的索引
        FullDetailLevel.AllocateVertices( 2 );
         // 设置顶点，以向量为参数，第一个是索引值
        FullDetailLevel.SetVertex( 0 , v_start);
        FullDetailLevel.SetVertex( 1 , v_end);
         // 分配线的数量，决定了SetLine的索引
        FullDetailLevel.AllocateLines( 1 ); 
         // new一条线出来，参数a和b分别表示上了上面顶点的索引
        Balder.Objects.Geometries.Line l1  =   new  Balder.Objects.Geometries.Line( 0 ,  1 );
         // 添加这条线
        FullDetailLevel.SetLine( 0 , l1); 
         // 颜色设置
         base .Color  =  color;
    }
}

 

现在将控件的构造函数修改如下，请注意注释L3的下面部分：

Lesson03构造函数

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();
     // 设置坐标
    Teapot.Position  =   new  Coordinate( 0 ,  0 ,  0 );
     // 开启交互操作（可使用鼠标旋转）
    Teapot.InteractionEnabled  =   true ;
     // 读取文件的名字,当前支持ase的文件格式
    Teapot.AssetName  =   new  Uri( " /Balder_Studio;component/Res/teapot.ase " , UriKind.Relative);
     // 将茶壶添加到Game当中
    game.Children.Add(Teapot);
            
    LayoutRoot.Children.Add(game);
}

现在运行起来看看效果：

本篇主要介绍了坐标系概念和3D空间，同时使用点和线显示了一个坐标轴，但是这看起来越来越复杂了，有什么好的方法简化吗？在后面，我会专门介绍模型组，更加深层理解Silverlight3D游戏世界，最终会开发一个3D游戏作为结束。

源代码下载地址：点击这里下载工程

工程中如果缺少Balder.dll请在这里快速下载：SL4_Balder.rar

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