Windows Phone中通过XNA为开发人员提供了游戏框架,大大提高了游戏开发的效率,这个就不必多言了。在享受使用XNA进行2D开发的便捷的同时,还可以同样便捷的实现3D开发,我想通过系列文章对此进行介绍,供想在Windows Phone环境中使用XNA进行3D开发的朋友参考。
3D开发需要更多的知识,包括线性代数、计算机图形学等,这些理论不在本文的范围当中,有需要的朋友可以找到很多参考书,这里不详细介绍。
下面,我们来了解一下3D世界的基本情况。
首先,我们来看一下坐标系。在2D平面中,坐标系是再熟悉不过的了,用的是笛卡尔坐标系,由互相垂直的x、y两个坐标轴唯一确定了一个平面,平面中所有的点都可以表示成(x,y)的形式。
在3D空间中,由于引入了深度,所以平面坐标显然不能满足要求了,需要有三维坐标来表示空间中的点。三维坐标系有时也称为世界坐标系,使用x、y、z三个坐标轴,是在平面坐标系的x、y轴平面上引入一条垂直于该平面的z轴。在Windows Phone中,采用了右手坐标系,当手机屏幕面对我们时,z轴的正方向从手机屏幕向外指向人脸。空间中所有的点都被表示成(x,y,z)的形式,原点是(0,0,0)。坐标系如下图所示。(注:图片来源于微软的实验手册)
既然空间中所有的点都需要使用(x,y,z)的形式来表示,为了便于编程,XNA中提供了Vector3类。Vector3类为空间中的点和矢量的表示带来了便利,常见的用户法是:
Vector3 pos=new Vector3(0,0, 20);
对于零向量或常用的向量,Vector3类也提供了静态方法供我们使用,比如创建一个零向量可以写成:
Vector3 pos=Vector3.Zero;
Vector3类还提供了加、减、乘、除等运算,以及求交点、距离的运算,可以方便的在程序开发中使用。
这样,我们知道了3D坐标系的使用和在代码中的表达,但是,这还不足以进行3D开发。试想,空间中的一个物体,虽然它所处的坐标不变,但我们可以从任意的角度来观看,每个角度观看到的结果却是不一样的。因此,仅有坐标系还是不够的,在下文中我们还要增加新的内容,才能确定一个空间中的物体的真实表达。欲知后事如何,且待下文分解。
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