Silverlight3D与样式行为全解析

### Silverlight 3D与样式行为全解析 #### 1. Silverlight 3D 变换基础 在Silverlight 3D开发中，世界矩阵（World Matrix）是一个关键概念，它可以看作是对对象到目前为止所应用的所有变换的快照。常见的变换操作包括平移和旋转。 平移操作可以通过多次连续应用来实现，例如： ```csharp effect.World *= translation; translation = Matrix.CreateTranslation(-1, 0, 0); effect.World *= translation; ``` 这等同于使用一次平移： ```csharp Matrix translation = Matrix.CreateTranslation(-3, 5, 0); effect.World = effect.World * translation; ``` 旋转操作则相对复杂一些，`Matrix`类提供了多种旋转方法，具体如下表所示： | 方法 | 描述 | | --- | --- | | `CreateRotationX()` | 围绕x轴旋转形状，旋转角度以弧度指定 | | `CreateRotationY()` | 围绕y轴旋转形状，旋转角度以弧度指定 | | `CreateRotationZ()` | 围绕z轴旋转形状，旋转角度以弧度指定 | | `CreateFromYawPitchRoll()` | 同时围绕三个轴旋转形状，pitch是x轴的旋转角度，yaw是y轴的旋转角度，roll是z轴的旋转角度 | | `CreateFromAxisAngle()` | 围绕自定义轴（作为向量）旋转形状，该自定义轴不必与x、y或z轴对齐 | 以下是一个围绕y轴旋转1/8圈的示例： ```csharp // 一个圆有2*Pi弧度，所以这个旋转是其1/8 Matrix rotation = Matrix.CreateRotationY(MathHelper.PiOver4); effect.World *= rotation; ``` 在进行旋转操作时，还需要考虑对象与旋转轴之间的距离。如果y轴正好穿过对象的中心，使用`CreateRotationY()`创建的旋转将使对象原地旋转；但如果对象偏离y轴，`CreateRotationY()`将使对象绕轴移动，就像行星绕太阳公转一样。 为了获得预期的旋转效果，需要合理安排对象的位置和变换顺序。通常，先将形状放置在要旋转的轴上，然后进行旋转，最后再进行平移操作。例如： ```csharp effect.World = effect.World * rotation * translation; ``` 而如果顺序变为： ```csharp effect.World = effect.World * translation * rotation; ``` 则会先进行平移，然后围绕（现在已远离的）轴进行旋转。 此外，`Matrix`类还提供了`CreateScale()`方法，用于改变对象的比例，可以对对象在x、y或z轴上进行不成比例的缩放。 #### 2. 形状动画 要创建动画形状，首先需要确保绘图逻辑持续运行，可在`DrawingSurface.Draw`事件处理程序的末尾添加以下语句： ```csharp e.InvalidateSurface(); ``` 然后，每次`Draw`事件触发时应用旋转。但不同的显卡执行绘图代码的速度不同，为了确保在所有计算机上旋转速度一致，需要将旋转量与连续`Draw`事件之间的时间间隔相关联。`DrawEventArgs`对象提供了`TotalTime`和`DeltaTime`两个属性，可用于在动画中使用时间信息。以下是一个使用`DeltaTime`使纹理立方体缓慢旋转的事件处理程序示例： ```csharp private void drawingSurface_Draw(object sender, DrawEventArgs e) { GraphicsDevice device = GraphicsDeviceManager.Current.GraphicsDevice; device.Clear(new Color(0, 0, 0)); // 旋转立方体 Matrix rotation = Matrix.CreateRotationY( MathHelper.PiOver4 * (float)e.DeltaTime.TotalMilliseconds / 2000f); cube.World = cube.World * rotation; cube.Draw(device); // 保持绘图表面更新 e.InvalidateSurface(); } ``` #### 3. 相机的旋转与移动 创建一个用户可以使用键盘移动和定向的“第一人称”相机是一个更复杂的任务。相机不是一个独立的对象，也没有自己的世界矩阵，而是通过视图的属性进行修改。 首先，需要添加三个`Vector3`字段来跟踪相机信息： ```csharp // 相机的位置，初始时几乎位于原点 private Vector3 cameraPosition = new Vector3(0, 0, 0.01f); // 相机的朝向，初始时沿z轴向下看向场景前方 private Vector3 cameraLook = new Vector3(0,0,-1); // 相机位置和其朝向的组合 private Vector3 cameraTarget; ``` `cameraTarget`是相机所指向的点，`cameraLook`是相机的朝向，将`cameraPosition`和`cameraLook`向量相加即可得到`cameraTarget`。 页面加载时，构造函数会创建视图、立方体和地板： ```csharp Matrix view = Matrix.CreateLookAt(cameraPosition, cameraTarget, Vector3.Up); // 立方体的位置经过精心安排，使y轴穿过中间，以便其原地旋转 cube = new Cube3D(device, new Vector3(-1, -1, -1), 2, uri, 1.33f, view); floor = new Floor3D(device, 1.33f, view); // 将相机向后移动，使场景可见 cameraPosition -= cameraLook * 6; ``` 绘图代码负责在渲染场景之前将`cameraPosition`和`cameraLook`组合起来，将相机放置在正确的位置： ```csharp private bool rotate = true; private void drawingSurface_Draw(object sender, DrawEventArgs e) { GraphicsDevice device = GraphicsDeviceManager.Current.GraphicsDevice; device.Clear(new Color(0, 0, 0)); // 允许在穿过立方体时看到其内部 device.RasterizerState = new RasterizerState() ```