3D游戏从入门到精通-3

 

2.10.1坐标系

在D3D里使用的坐标系是左手坐标系，就是当你看屏幕时，左手边是X轴的负方向，右手边是X轴的正方向。屏幕下边是Y轴的负方向，屏幕上边是Y轴的正方向。远离屏幕是Z轴的负方向，指向屏幕里面是Z轴的正方向。

坐标系还有右手坐标系，还有其它各种各样的坐标系。如果需要从其它坐标里的图形显示在D3D里，就需要进行转换。

2.10.2点

在三维空间里表示物体位置，就需要用坐标来表示。由上面的坐标系可知，任何一点，都可以用三个坐标轴的值来表示。比如表示零点，就是 O （ 0 ， 0 ， 0 ）。只要给出三个坐标轴的值，就可以知道这个点在什么位置了。

从坐标系里，就知道我们定义的坐标轴是有方向的。那么在坐标系里的点，是否也有方向呢？为了表示方便，使用起来简单，在 D3D 里的点也是有方向的。用向量来表一个点的位置和方向。一个点的方向，都是从原点出发指向这点的方向。比如下面的图中， OA 就是一个点的位置和方向。

从几何上知道这种表示方法了，但在程序里是怎么样表示一个向量呢？在编程里，是需要特定的编程语言来表达向量的。由于 C ＋＋具有强大的功能和特别快的处理速度，目前大部份游戏都是采用 C ＋＋来编写。因此 D3D 游戏也不例外地采用 C ＋＋。如果你还不会使用 C ＋＋，建议你先去找本 C ＋＋的书来看看，然后再接着看本书，否则很多东西是看不懂的。

在 C ＋＋里是使用结构（ struct ）或者类 (class) 来表达一个向量的。下面就是 D3D 里的向量表示方法：

typedef struct _D3DVECTOR {

    float x;

    float y;

    float z;

} D3DVECTOR;

D3DVECTOR 向量定义了三个成员 x,y,z 来表示坐标系三个坐标轴的值。这里使用 typedef 来定义向量类型，以后就可以使用它来定义其它向量类型变量了。为了方便对它的操作，因此又需要继承它，生成一个新类 D3DXVECTOR3 。 D3DXVECTOR3 类有很多方法，使用起来非常方便。因而在程序里，主要使用它来定义变量，这样就有很函数可以使用了。比如赋值，相加，相减等等。它的定义如下：

typedef struct D3DXVECTOR3 : public D3DVECTOR

{

public:

    D3DXVECTOR3() {};

    D3DXVECTOR3( CONST FLOAT * );

    D3DXVECTOR3( CONST D3DVECTOR& );

    D3DXVECTOR3( CONST D3DXFLOAT16 * );

    D3DXVECTOR3( FLOAT x, FLOAT y, FLOAT z );

 

    // casting

    operator FLOAT* ();

    operator CONST FLOAT* () const;

 

    // assignment operators

    D3DXVECTOR3& operator += ( CONST D3DXVECTOR3& );

    D3DXVECTOR3& operator -= ( CONST D3DXVECTOR3& );

    D3DXVECTOR3& operator *= ( FLOAT );

    D3DXVECTOR3& operator /= ( FLOAT );

 

    // unary operators

    D3DXVECTOR3 operator + () const;

    D3DXVECTOR3 operator - () const;

 

    // binary operators

    D3DXVECTOR3 operator + ( CONST D3DXVECTOR3& ) const;

    D3DXVECTOR3 operator - ( CONST D3DXVECTOR3& ) const;

    D3DXVECTOR3 operator * ( FLOAT ) const;

    D3DXVECTOR3 operator / ( FLOAT ) const;

 

    friend D3DXVECTOR3 operator * ( FLOAT, CONST struct D3DXVECTOR3& );

 

    BOOL operator == ( CONST D3DXVECTOR3& ) const;

    BOOL operator != ( CONST D3DXVECTOR3& ) const;

 

} D3DXVECTOR3, *LPD3DXVECTOR3;

 

在这里已经实现向量的加减、数乘、数除，也许你发现这里有没有点积和叉积运算。它们是通过其它公共函数实现的。说到这里，如果你对点积和叉积运算不是很懂，看来又需要去看看《向量代数》了。在游戏里，要表示一个人沿着 OA 的方向行走，那么只需要对着 OA 向量数乘，就可以了。有了这样的向量类型定义，就可像下面那样方便使用：

D3DXVECTOR3 vOA(1.0f,1.0f,1.0f);