Flash Alternativa 3D引擎 基础教程-之.Alternativa机理

  大家好，又见面了。经过上一章的讲解，大家对Alternativa 3D Flash引擎已经有了初步的认识了，并且已经安装Alternativa 3D引擎到自己的电脑了。但是对于Alternativa 3D系统的组成与原理可能还不是很清楚。然而对于3D建模的原理，可能用整个教程用于讲解，也不一定能讲清楚。另外对于一名使用Alternativa 3D的工程师而言，原理并不需要非常了解，而如何有效地应用却是至关重要的。但是反过来说，不了解其原理，也不能很好的应用它。这两者永远相辅相成。所以在下面的教程中，我会重点讲解Alternativa 的系统组成并讲述必要的三维引擎原理。

 

一. Alternativa 三维坐标系

        在任何一个三维引擎中，都有自己的系统坐标系，对于Alternativa 3D也不例外。Alternativa 3D采用的是右手坐标系，绕轴旋转准侧也是采用 右手定则。（以后将Alternativa 3D 简写为A3D）

        坐标系：

A3D------>          Flash 3D------>

 

        与Flash中的坐标系的对比：

                两者X轴的方向一致，为水平向右；

                Y轴与Z轴截然不同；

                两者都采用右手坐标系。

        对于绕轴的旋转正方向：

分开来讲：

绕X轴旋转-->，绕Y轴旋转-->，绕Z轴旋转-->

也就是说：用右手大拇指指向轴的方向，四指握拳的方向就只该轴旋转正方向。这也就是右手定则。

二. A3D 三维结构基础（重点）

        A3D 的三维结构如上图。在A3D中几个基础的要素为 Scene3D，View，Camera3D，Object3D与Material。

Scene3D：即三维场景。在A3D中，Scene3D是一个基础的3D要素，也是一个三维模型存储的空间，用来储存三维模型，完成BSP树的建立，渲染机制等工作。但要注意的是，Scene3D并不是一个Object3D显示对象，也就是说它并不继承自Object3D，只是Scene3D最重要的一个公共属性root才是用来存放其他显示元素的Object3D对象。换句话说，Scene3D.root 才是通常意义上的三维场景。Scene3D不但拥有这个三维场景显示对象，同时还完成一些BSP树搭建，渲染，计算等工作。若想要你的三维模型（Object3D对象）显示在场景中，就必需首先将这个模型放在场景中，即调用方法：Scene3D.root.addChild(Object3D)；另外还要讲Camera3D对象也放在同一个场景中：Scene3D.root.addChild(Camera3D)。这里只给大家一个基本的原理与印象，后面我们将会实际的操作。

想要了解Scene3D的渲染机制与BSP树的建立，估计又要花很长时间，但是之一部分对于工程师而言，没有很大的了解意义。如果感兴趣的朋友可以去Alternativa3D的官方网站查找相关解释性的说明。

Camera3D：三维摄像机。对于利用Camera来完成三维动画的想法，我一直觉得很是高明。想象一下，我们的眼睛就是摄像机。如果我们想观察一个物体的各个侧面，我么会拿起手转动这个物体，然后观察。我们为何不换一种思路，把物体放在那，而眼镜（自己的头）绕着物体转呢？这也就是Camera3D的作用。不但我们可以控制场景中物体的任意动画，我们也可以控制摄像机的不同位置与角度。想想CS，不就像是自己拿着摄像机在看一个三维世界吗？这样的设计更合理，也更具与人性的特点。那如何来控制摄像机呢？在A3D中也为我们设计了一下特定的类，后面的教程中将会给大家介绍。同时，在3D中，摄像机必须与View（视窗），相结合使用。那什么又是视窗呢？

View：视窗。我们来想想一下，你面前有个扇门，门上有一个正方形小孔，你想通过小孔看看门后房子里是什么东西，而你和们之间有一段距离，就如上面的那张图。为了看得更全，你可以移动自己的眼镜（Camera3D），但是，你能看见的范围却只有那个控那么大。这就是视窗View与摄像机Camera3D之间的关系。视窗是用来观察场景（Scene3D.root）空间的一个窗口，所以视窗不用放在场景之中。

Object3D：三维对象。A3D中显示对象不再是Flash中的DisplayObject，而是Object3D。不过Object3D与DisplayObject的属性差不多。可想而知，A3D中的所有显示对象都继承自Object3D这个类。A3D同时也很周到的为我们建立了一些基础的三维模型，我们可以直接用，例如立方体Box，球体Sphere，圆柱体Cone，平面Plan等。这些类都是继承自Object3D的。

Material：材质。用Object3D建立的显示对象往往是看不见的，应为我们还要给每个三维对象贴一层皮，这层皮就是Materal，即材质。在A3D中为大家建立了一些基本的材质类，例如纯色，线框等，另外还有一些高级的材质，如电影剪辑，外载贴图等，用户也可以建立自己的材质。在A3D中同时支持带有UV机制的外载贴图。这使得我们对三维模型的建立变得更加简单，那为什么更加简单呢？这就必须要了解什么是UV。

*UV坐标：

详细解释，请参见维基百科（英文）：http://en.wikipedia.org/wiki/UV_mapping

        简单地说，UV展开就是讲一个三维模型的表面（三维坐标）展开成一个二维坐标（U坐标与V坐标）下的平面图。例如上面的例子，我们可以从三维；模型得到他的UV图，并把它放在一个矩形中贴图（Texture贴图）。反过来，我们如果知道一个三维模型，还知道他的带有UV属性的贴图（Texture），我们就可以重建这个三维模型。

三. 小结

        在这里写小结，说明这一章相当的关键。这是理解A3D与应用A3D的基础，对于没有接触过三维引擎的同学而言，这也是一个从整体上认识三维引擎结构的基础。希望大家认真的理解，特别是我那个小孔观物的例子。现在只要记住这个例子中观察事物的原理与方法就可以了，后面我们将会以实例来说明，那是大家会更深的理解的。