قبل از شروع مباحث جديد برنامه نويسي Direct3D ، با هم مروري بر مباحث قبلي خواهيم داشت . ( مباحث قبلي در آرشيو موجود مي باشند ) .
در اين درس با استفاده از مطالب قبلي يک Engine سه بعدي ساخته و از امکانات آن در يک برنامه نمونه استفاده خواهيم کرد .
اين engine داراي دو کلاس است :
1 – کلاس MainD3D
2 – کلاس D3Dobject
در کلاس MainD3D متغيرها و توابع لازم براي ساخت يک device سه بعدي ، تنظيمات ماتريسي ، تابع رندر و غيره موجود مي باشد .
متغيرهاي عمومي اين کلاس عبارتند از :
Public g_DX As New DirectX8
Public g_D3D As Direct3D8
Public g_D3DX As New D3DX8
Public g_D3DDevice As Direct3DDevice8
Public NTextures As Long
روتين ها و توابع اين کلاس عبارتند از :
1 - InitD3D : اين روتين ، اشيا D3D و D3Ddevice را مي سازد و پارامترهاي آنها را تنظيم مي کند .
2 – ApplyCameraChanges : روتين ايجاد ماتريس View
3 – SetupMatrices : روتين ايجاد ماتريس Projection
4 – StartRender : در اين روتين عمليات لازم براي شروع عمل رندر صورت مي گيرد .
5 – RenderObject : اين تابع ، يک شي سه بعدي از نوع کلاس D3Dobject را مي گيرد و بردارهاي مورد نياز و نيز بافت شي را تنظيم مي کند و در پايان شي را ترسيم مي کند .
6 – FinishRender : در اين روتين به عمليات رندر پايان داده مي شود .
7 – Cleanup: روتين از بين بردن اشيا Direct3D
8 – CreateVector : تابع ساخت يک بردار سه بعدي
9 – CreateTextures : روتين ساخت يک بافت جديد
10 – InitTexture: تابع مقداردهي به يک بافت
در کلاس D3Dobject متغيرها و توابع لازم براي ايجاد يک شي سه بعدي و اختصاص بافت به آن موجود مي باشد .
در اين کلاس دو type عمومي تعريف شده است :
1 - NormalVERTEX
2 - TeturedVERTEX
همچنين روتين ها و توابع اين کلاس عبارتند از :
1 – InitObject : تابعي که تنظيمات اوليه vertex ها و بافت شي را انجام مي دهد .
2 – Vertex : روتين ايجاد vertex هاي مورد نياز
3 – GetRenderingMode: تابعي که مد رندر را مشخص مي کند .
و نيز يکسري تابع ساخت vertex نرمال و ساخت vertex داراي بافت و غيره
اين دو کلاس در يک پروژه ويژوال بيسيک قرارداده شده و پروژه با نام D3Dengine.dll کامپايل شده است .
حال با استفاده از اين engine مي خواهيم يک منظره سه بعدي را ايجاد کنيم :
اين منظره شامل سه object است : ديوار ، آسمان و زمين.
ابتدا بايد يک شي از کلاس MainD3D تعريف کنيم :
Dim D3D8Main As MainD3D8
در متد Form Load نيز سه شي Floor ، Sky و Wall را بصورت زير تعريف مي کنيم :
Dim Floor As D3DObject
Dim Sky As D3DObject
Dim Walls As D3Dobject
سپس اين سه شي را به اضافه شي D3D8Main ، ايجاد مي کنيم :
Set D3D8Main = New D3DEngine.MainD3D8
Set Floor = New D3DEngine.D3DObject
Set Sky = New D3DEngine.D3DObject
Set Walls = New D3DEngine.D3Dobject
در ابتدا شي MainD3D را Initial مي کنيم و سپس بافتهاي مورد نيز خود را مي سازيم :
D3D8Main.InitD3D True, Me.hWnd
D3D8Main.CreateTextures 3
D3D8Main.InitTexture 1, App.Path + "\floor.jpg"
D3D8Main.InitTexture 2, App.Path + "\sky.bmp"
D3D8Main.InitTexture 3, App.Path + "\wall.bmp"
حال به سراغ ايجاد و مقداردهي vertex هاي floor مي رويم . floor شامل شش vertex مي باشد و بنابراين دو face مثلثي دارد :
Floor.InitObject 6, 2, TriangleList, True, 1
Floor.Vertex 0, -55, -2, -55, vbWhite, 0, 10
Floor.Vertex 1, 55, -2, -55, vbWhite, 10, 10
Floor.Vertex 2, 55, -2, 55, vbWhite, 10, 0
Floor.Vertex 3, -55, -2, -55, vbWhite, 0, 10
Floor.Vertex 4, 55, -2, 55, vbWhite, 10, 0
Floor.Vertex 5, -55, -2, 55, vbWhite, 0, 0
سپس به سراغ ايجاد و مقداردهي vertex هاي wall مي رويم . wall شامل بيست و چهار vertex مي باشد و بنابراين هشت face مثلثي دارد :
Walls.InitObject 24, 8, TriangleList, True, 3
Walls.Vertex 0, -55, -2, -55, &HBCE8FC, 0, 1
Walls.Vertex 1, 55, -2, -55, &HBCE8FC, 5, 1
Walls.Vertex 2, 55, 8, -55, &HBCE8FC, 5, 0
Walls.Vertex 3, -55, -2, -55, &HBCE8FC, 0, 1
Walls.Vertex 4, 55, 8, -55, &HBCE8FC, 5, 0
Walls.Vertex 5, -55, 8, -55, &HBCE8FC, 0, 0
Walls.Vertex 6, -55, -2, 55, &HBCE8FC, 0, 1
Walls.Vertex 7, 55, -2, 55, &HBCE8FC, 5, 1
Walls.Vertex 8, 55, 8, 55, &HBCE8FC, 5, 0
Walls.Vertex 9, -55, -2, 55, &HBCE8FC, 0, 1
Walls.Vertex 10, 55, 8, 55, &HBCE8FC, 5, 0
Walls.Vertex 11, -55, 8, 55, &HBCE8FC, 0, 0
Walls.Vertex 12, -55, -2, 55, &HBCE8FC, 0, 1
Walls.Vertex 13, -55, -2, -55, &HBCE8FC, 5, 1
Walls.Vertex 14, -55, 8, -55, &HBCE8FC, 5, 0
Walls.Vertex 15, -55, -2, 55, &HBCE8FC, 0, 1
Walls.Vertex 16, -55, 8, -55, &HBCE8FC, 5, 0
Walls.Vertex 17, -55, 8, 55, &HBCE8FC, 0, 0
Walls.Vertex 18, 55, -2, 55, &HBCE8FC, 0, 1
Walls.Vertex 19, 55, -2, -55, &HBCE8FC, 5, 1
Walls.Vertex 20, 55, 8, -55, &HBCE8FC, 5, 0
Walls.Vertex 21, 55, -2, 55, &HBCE8FC, 0, 1
Walls.Vertex 22, 55, 8, -55, &HBCE8FC, 5, 0
Walls.Vertex 23, 55, 8, 55, &HBCE8FC, 0, 0
حال به سراغ ايجاد و مقداردهي vertex هاي sky مي رويم . sky شامل شش vertex مي باشد و بنابراين دو face مثلثي دارد :
Sky.InitObject 6, 2, TriangleList, True, 2
Sky.Vertex 0, -55, 8, -55, &HBCE8FC, 0, 1
Sky.Vertex 1, 55, 8, -55, &HBCE8FC, 0, 1
Sky.Vertex 2, 55, 8, 55, &HBCE8FC, 0, 1
Sky.Vertex 3, -55, 8, -55, &HBCE8FC, 0, 1
Sky.Vertex 4, 55, 8, 55, &HBCE8FC, 0, 1
Sky.Vertex 5, -55, 8, 55, &HBCE8FC, 0, 1
در پايان تابع رندر را صدا مي کنيم . البته در هر بار عمل رندر کردن ، دوربين يک درجه در صفحه X-Z دوران مي کند تا کل ديوار قابل مشاهده باشد :
Dim Angle As Double
PI = 3.1415
Angle = 0
Do
DoEvents
D3D8Main.StartRender vbBlack
D3D8Main.RenderObject Sky
D3D8Main.RenderObject Floor
D3D8Main.RenderObject Walls
D3D8Main.FinishRender
If Sqr(Angle ^ 2) = 360 Then Angle = 0
Angle = Angle + 1
D3D8Main.CamLookAtX = Sin((Angle * 2 * PI) / 360)
D3D8Main.CamLookAtZ = Cos((Angle * 2 * PI) / 360)
D3D8Main.ApplyCameraChanges
Loop
موضوع : استفاده از object هاي 3D Studio Max در Direct3D
تا بحال ما هر شيي را که مي خواستيم در Direct3D بسازيم خودمان بوسيله کد نويسي آنرا توصيف کرده ايم . ممکنست اين سوال برايتان پيش آمده باشد که بازيهاي تجاري براي توليد کاراکترهاي و اشيا پيچيده سه بعدي چگونه عمل مي کنند ؟
منطقي بنظر نمي رسد که اينگونه مدلهاي پيچيده بصورت کد وارد برنامه شده اند زيرا نياز به هزاران خط برنامه براي هر فريم خواهد بود . بجاي اينکار ما object هاي خود را توسط برنامه هاي ديگري مي سازيم و آنها را در برنامه خودمان load مي کنيم سپس بافتها و material هاي مورد نظر را به آنها اختصاص داده و در پايان آنها را رندر مي کنيم . مزيت ديگر اينکار اينست که شما مي توانيد براحتي فايل object خود را تغيير دهيد و مدلهايي با جزئيات متفاوت براي برنامه خود قرار دهيد .
مراحل ساخت چنين برنامه هايي بصورت زير است :
۱ - ساخت object سه بعدي :
اولين چيزي که بايستي بدانيد داشتن دانش پايه اي از چگونگي مدلسازي سه بعدي است . همچنين نياز به يک نرم افزار مدلسازي مثل 3D Studio Max داريد .
بعد از ساخت مدل خود در Max نياز به يک Convertor داريد تا فايلهاي Max را به فايلهاي Direct3D که با فرمت "X." هستند تبديل کنيد .
Convertor هاي زيادي براي تبديل فايلهاي نرم افزارهاي مدلسازي به فايلهاي "X." وجود دارند که برخي از آنها عبارتند از :
- برنامه PolyTrans3D System Translation
- برنامه Deep Exploration 2.0
- برنامه Quick3D
- برنامه 3DWin
- DirectX Explorer Plugin
- ابزارهاي موجود در DirectX 8.0 SDK که عبارتند از :
برنامه Conv3DS براي تبديل فايلهاي 3DS به فايلهاي X
DX SDK Exporter Plugin براي تبديل فايلهاي 3DS و Max به فايلهاي X
از بين اين برنامه ها و plugin ها من برنامه Deep Exploration را به شما پيشنهاد مي کنم .
در آدرس زير مي توانيد اطلاعات بيشتري در مورد اين برنامه بدست آوريد و همچنين آنرا Download کنيد :
Deep Exploration 2.0
s/n: 0XE2A0000000000
Authorization s/n: REJ1HYXSR1A77Q10
2 - Load کردن يک Object ساخته شده :
زمانيکه فايل X شي مورد نظر را ساختيد ، load کردن آن در direct3D ساده است . براي اينکار نياز به يک مش داريم که اطلاعات شي ما را نگهداري کند :
Dim Mesh As D3DXMesh
همچنين براي اختصاص material و texture به شي ، نياز به تعريف متغيرهاي زير داريم :
Dim MeshMaterial As D3DMATERIAL8
Dim MeshTexture As Direct3DTexture8
حال به سراغ بازنويسي روتين InitGeometry مي رويم :
- تعريف متغيرهاي مورد نياز :
Dim mtrlBuffer as D3DXBuffer
Dim TextureFile as String
Dim n as Long
- گرفتن داده هاي شي از فايل X :
Set Mesh=D3DX.LoadMeshFromX app.path&"\"&"yourfilename",D3DMESH_MANAGED,D3DDev ice,Nothing,mtrlBuffer,n
- استخراج اطلاعات materiasl شي و تنظيم پارامتر Ambient :
D3DX.BufferGetMaterial mtrlBuffer,0,MeshMaterial
MeshMaterial.Ambient=MeshMaterial.Diffuse
- استخراج نام بافت بکار رفته براي شي :
TextureFile=D3DX.BufferGetTextureName(mtrlBuffer,0 )x
- ساخت بافت :
If TextureFile<>"" Then
Set MeshTexture=D3DX.CreateTextureFromFile D3DDevice,app.path&"\"&TextureFile,128,128,D3DX_DE FAULT,0,
D3DFMT_UNKNOWN,D3DPOOL_MANAGED,D3DX_FILTER_LINEAR, D3DX_FILTER_LINEAR,0,Byval 0,Byval 0
End If
۳ - رندر نمودن شي : رندر نمودن شي چندان مشکل نيست اما همچنان بايد ماتريسها و تبديلاتي را که مي خواهيد ، خودتان مديريت کنيد .
D3DDevice.SetMaterial MeshMaterial
D3DDevice.SetTexture 0,MeshTexture
Mesh.DrawSubset 0
موضوع : مباحث تکميلي نورپردازي در Direct3D
در بخش اول آموزش Direct3D با مباني نورپردازي آشنا شديد . در اين درس قصد دارم آن مباحث را کاملتر برايتان مطرح کنم .
نورپردازي يکي از بخشهاي مهم طراحي يک بازي و يا يک انيميشن سه بعدي است . بمنظور پياده سازي نورپردازي يک صحنه ابتدا بايد با تئوري آن آشنا شويد .
تئوري نورپردازي : نورپردازي در Direct3D تخميني از چگونگي عملکرد نور در دنياي واقعي مي باشد . چهار نوع اصلي نور در Direct3D قابل استفاده است ( همچنين شما مي توانيد خودتان انواع جديدي از نور ايجاد کنيد که موضوع ما نيست ) :
۱ - Point Light : توسط يک نقطه در فضاي سه بعدي ايجاد مي شود و داراي سه پارامتر رنگ ، دامنه و تضعيف مي باشد . دامنه يک نور مسافتي است که نور مي تواند طي کند . تضعيف ، مقدار کاهش نور در اثر افزايش مسافت مي باشد . نور نقطه اي در تمام جهات تششع مي کند - شبيه يک لامپ حبابي و يا يک شمع
۲ - Spot Light : داراي يک موقعيت و يک جهت است و تنها نور را در يک جهت خاص مي تاباند - شبيه يک چراغ قوه . اين نور داراي يک زاويه مخروطي و يک دامنه است .
۳ - Directional Light : داراي موقعيت نيست و براي پياده سازي نورهايي که از فاصله بسيار دور مي آيند - مثل خورشيد - مناسب است .
۴ - Ambient Light : اين نور تضمين مي کند که تمام vertex هاي يک صحنه تاريکتر از يک رنگ خاص نباشند .
عملي کردن نورپردازي : ضمن اينکه اغلب کارت هاي گرافيک سه بعدي از نورپردازي پشتيباني مي کنند اما اين نکته بايد مورد توجه قرار گيرد که با افزايش تعداد نور در يک صحنه محاسبات Direct3D بيشتر مي شود و اين باعث کند شدن رندر صحنه خواهد شد و بنابراين کارت هاي گرافيکي سه بعدي نيز داراي يک ماکزيمم تعداد نور هستند - مثلاً ۱۶ نور در GeForce 2 - همچنين توجه داشته باشيد که نورهاي مختلف داراي زمان پردازشي متفاوتي هستند . نور ambient سريعترين زمان پردازشي را دارد ، سپس نورdirectional ، سپس نور point و کندترين آنها Spot Light است .
همچنين نکته ديگري که بايد توجه کنيد دامنه نور است . اگر نور ، يک منطقه بزرگي را پوشش دهد بر تعداد زيادي از vertex ها تاثير مي گذارد و اين باعث افزايش محاسبات مي شود .
نورپردازي Specular - که در درسهاي بعدي در مورد آن صحبت مي کنم و براي ايجاد اشيا درخشان استفاده مي شود - نيز زمان پردازشي زيادي دارد و بهتر است کمتر از آن استفاده شود .
پارامتر ديگري که بايد در نظر بگيريد جزئيات هندسه شما مي باشد . هر چه پيچيدگي صحنه بيشتر باشد ، نورپردازي نيز زمان بيشتري را مصرف مي کند .
سايه زني نيز يک بخش بسيار پيچيده در مدل سازي نور است و محاسبات آن بسيار زمان گير خواهد بود بنابراين Direct3D مستقيماً محاسبات سايه زني را انجام نمي دهد بلکه رنگ نور را بر مبناي جهت هر مثلث scale مي کند بنابراين قسمت پشتي يک شي که رو به نور نيست ، هيچ نوري را دريافت نمي کند .
بردار نرمال : Direct3D هر vertex را بر مبناي بک بردار نرمال نورپردازي مي کند و نوري که يک vertex دريافت مي کند به زاويه بين نور و بردار نرمال آن vertex بستگي دارد . بردار نرمال توسط سه vertex يک face مثلثي ايجاد مي شود و اين بردار نرمال ساخته شده به vertex ها اختصاص مي يابد . بردار نرمال در واقع سمت يک مثلث را مشخص مي کند بنابراين اگر نور پشت مثلث باشد ، مثلث هيچ نوري را دريافت نميکند . بردار نرمال بايستي داراي طول ۱ باشد .
مراحل توليد بردار نرمال يک face مثلثي :
۱ - مطمئن شويد که face در جهت عقربه هاي ساعت ساخته شده است .
۲ - يک بردار از vertex شماره صفر به vertex شماره يک بسازيد .
۳ - يک بردار از vertex شماره صفر به vertex شماره دو بسازيد .
۴ - حاصلضرب برداري ( cross droduct ) اين دو بردار را بدست آوريد .
۵ - نتيجه حاصلضرب را نرمال کنيد .
Private Function GenerateTriangleNormals(p0 As UnlitVertex, p1 As UnlitVertex, p2 As UnlitVertex) As D3DVECTOR
Dim v01 As D3DVECTOR
Dim v02 As D3DVECTOR
Dim vNorm As D3DVECTOR
D3DXVec3Subtract v01, MakeVector(p1.X, p1.Y, p1.Z), MakeVector(p0.X, p0.Y, p0.Z)x
D3DXVec3Subtract v02, MakeVector(p2.X, p2.Y, p2.Z), MakeVector(p0.X, p0.Y, p0.Z)x
D3DXVec3Cross vNorm, v01, v02
D3DXVec3Normalize vNorm, vNorm
GenerateTriangleNormals.X = vNorm.X
GenerateTriangleNormals.Y = vNorm.Y
GenerateTriangleNormals.Z = vNorm.Z
End Function
اگر دو face در يک vertex مشترک باشند ( مثل گوشه دو ديوار ) براي توليد نرمال اين vertex ابتدا نرمال دو face را با روش فوق بدست آوريد سپس دو بردار نرمال را با هم جمع کنيد و در پايان بردار حاصلجمع را نرمال کنيد .
برپاسازي نورپردازي : اولين چيزي که قبل از برپاسازي نورپردازي بايستي اعمال کنيم تغيير ساختار vertex است . براي اينکار بايد پارامتر color را از ساختار vertex حذف و سه پارامتر را براي نگهداري نرمال اضافه کنيم :
Private Type UnlitVertex
X As Single
Y As Single
Z As Single
nx As Single
ny As Single
nz As Single
tu As Single
tv As Single
End Type
Const Unlit_FVF = (D3DFVF_XYZ Or D3DFVF_NORMAL Or D3DFVF_TEX1)x
همچنين بايد براي تمام vertex هاي شي خود بردار نرمال را محاسبه کنيد براي مثال اگر شي شما يک مکعب است براي هر ۱۲ face آن بردار نرمال را بدست آوريد . در زير من کد لازم براي ساخت نرمال يکي از اين face ها را نوشته ام :
Cube2(0) = CreateVertex(-1, -1, 1, 0, 0, 0, 0, 0)x
Cube2(1) = CreateVertex(1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1)x
Cube2(2) = CreateVertex(-1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1)x
vN = GenerateTriangleNormals(Cube2(0), Cube2(1), Cube2(2))x
Cube2(0).nx = vN.X: Cube2(0).ny = vN.Y: Cube2(0).nz = vN.Z
Cube2(1).nx = vN.X: Cube2(1).ny = vN.Y: Cube2(1).nz = vN.Z
Cube2(2).nx = vN.X: Cube2(2).ny = vN.Y: Cube2(2).nz = vN.Z
براي برپا سازي نور ابتدا بايستي يک material به device خود اضافه کنيد :
Dim Mtrl As D3DMATERIAL8, Col As D3DCOLORVALUE
Col.a = 1: Col.r = 1: Col.g = 1: Col.b = 1
Mtrl.Ambient = Col
Mtrl.diffuse = Col
D3DDevice.SetMaterial Mtrl
سپس بايستي طوري device خود را تنظيم کنيد که نور شما را بشناسد - lights يک شي از نوع D3DLight8 است - يکبار که اين خط را بنويسيد مي توانيد از نور استفاده کنيد اما اگر خصوصيات نور را تغيير دهيد بايستي دوباره اين دستور را فراخواني کنيد :
D3DDevice.SetLight 0, Lights
حال بايد نور را روشن کنيد :
D3DDevice.LightEnable 0, 1
و در پايان بايد به Direct3D بگوئيد که نورپردازي را براي شما انجام دهد :
D3DDevice.SetRenderState D3DRS_LIGHTING, 1
چگونگي ايجاد يک نور : براي ايجاد هر يک از ۴ نوع اصلي نور بايد به روشي خاص عمل کنيد :
۱ - نورپردازي Ambient : اين نوع نورپردازي بسيار ساده است و تنها با فراخواني تابع SetRenderState ايجاد مي شود . رنگ ambient يک عدد هگزادسيمال بصورت RRGGBB است :
D3DDevice.SetRenderState D3DRS_AMBIENT, &H202020
۲ - نورپردازي Directional : داراي دو پارامتر رنگ و جهت مي باشد :
Lights.Type = D3DLIGHT_DIRECTIONAL
Lights.diffuse.r = 1
Lights.diffuse.g = 1
Lights.diffuse.b = 1
Lights.Direction = MakeVector(0, -1, 0)x
3 - نورپردازي Point : داراي سه پارامتر موقعيت ، رنگ و تضعيف مي باشد :
Lights.Type = D3DLIGHT_POINT
Lights.position = MakeVector(5, 0, 2)x
Lights.diffuse.b = 1
Lights.Range = 100
Lights.Attenuation1 = 0.05
۴ - نورپردازي Spot : اين نور داراي دو مخروط است که نقاط خارج مخروط اول روشنتر از نقاط داخل آن هستند . دو زاويه براي مخروط وجود دارد - زاويه داخلي theta و زاويه خارجي phi - که برحسب راديان هستند :
Lights.Type = D3DLIGHT_SPOT
Lights.position = MakeVector(-4, 0, 0)x
Lights.Range = 100
Lights.Direction = MakeVector(1, 0, 0)x
Lights.Theta = 30 * (Pi / 180)x
Lights.Phi = 50 * (Pi / 180)x
Lights.diffuse.g = 1
Lights.Attenuation1 = 0.05
موضوع : استفاده از Index Buffer براي ذخيره سازي اشکال سه بعدي
مقدمه : مکعبي که در درسهاي قبلي ساختيم را درنظر بگيريد . با دانشي که اکنون داريد ، دو راه براي ساخت يک مکعب داريم : ۱ - استفاده از 36 عدد vertex براي تعريف face هاي مکعب ۲ - ساخت مکعب با استفاده از يک مدلساز و ذخيره آن با فرمت X
روش اول غيرکارامد است زيرا شما بايستي از تعداد زيادي vertex براي يک شکل بسيار ساده استفاده کنيد . روش دوم مناسب است اما زمانيکه بخواهيم رنگها و بافتها را تغيير دهيم دچار مشکل خواهيم شد . روش جديدي که امروز در مورد آن صحبت مي کنم استفاده ار Index Buffer است .
Index Buffer شامل يکسري عدد integer است که اين اعداد مرجعي براي vertex هاي ذخيره شده در يک Vertex Buffer هستند . براي مثال فرض کنيد يک Vertex Buffer شامل 8 عدد vertex داريم که يک مکعب را براي ما توصيف مي کند . ما مي توانيم يک Index Buffer با ۳۶ عضو بسازيم بطوريکه ترتيب اتصال vertex ها را براي ما مشخص کنند . مثلاً Index هاي ۰ و ۱و ۳ براي مشخص کردن face شماره ۱ مکعب بکار مي روند . بنابراين بجاي استفاده از ۳۶ عدد vertex مي توانيم مکعب را با ۸ عدد vertex و يک Index Buffer بسازيم .
گرچه استفاده از Index Buffer بسيار کارامد است اما چندين محدوديت در استفاده از آن وجود دارد . مهمترين آنها اينست که تمام انديسهايي که يک vertex مشابه را share مي کنند بايستي خصوصيات مشابهي داشته باشند - موقعيت ، رنگ ، بافت و نرمال يکسان - براي مثال نمي توانيد مکعبي بسازيد که هر face آن يک رنگ داشته باشد .
ساخت Index Buffer : ابتدا به متغيرهاي زير نياز داريم :
Dim VBuffer as Direct3DVertexBuffer8
Dim IBuffer as Direct3DIndexBuffer8
Dim Vlist(0 to 7) as LITVERTEX
Dim Ilist(0 to 35) as Integer
تابع InitGeometry بصورت زير بازنويسي مي شود:
۱- توليد هشت vertex براي مکعب :
Vlist(0) = CreateLitVertex(-1, -1, -1, &HFF0000, 0, 0, 0)x
Vlist(1) = CreateLitVertex(-1, 1, -1, &HFF00&, 0, 0, 0)x
Vlist(2) = CreateLitVertex(1, -1, -1, &HFF&, 0, 0, 0)x
Vlist(3) = CreateLitVertex(1, 1, -1, &HFF00FF, 0, 0, 0)x
Vlist(4) = CreateLitVertex(-1, -1, 1, &HFFFF00, 0, 0, 0)x
Vlist(5) = CreateLitVertex(-1, 1, 1, &HFFFF, 0, 0, 0)x
Vlist(6) = CreateLitVertex(1, -1, 1, &HFFCC00, 0, 0, 0)x
Vlist(7) = CreateLitVertex(1, 1, 1, &HFFFFFF, 0, 0, 0)x
۲ - ايجاد Vertex Buffer توسط تابع CreateVertexBuffer :
Set VBuffer = D3DDevice.CreateVertexBuffer(Len(Vlist(0)) * 8, 0, Lit_FVF, D3DPOOL_DEFAULT)x
D3DVertexBuffer8SetData VBuffer, 0, Len(Vlist(0)) * 8, 0, Vlist(0)x
۳ - توليد index ها :
front '
Ilist(0) = 0: Ilist(1) = 1: Ilist(2) = 2
Ilist(3) = 1: Ilist(4) = 3: Ilist(5) = 2
Right '
Ilist(6) = 2: Ilist(7) = 3: Ilist(8) = 6
Ilist(9) = 3: Ilist(10) = 7: Ilist(11) = 6
Back '
Ilist(12) = 6: Ilist(13) = 7: Ilist(14) = 4
Ilist(15) = 7: Ilist(16) = 5: Ilist(17) = 4
Left '
Ilist(18) = 4: Ilist(19) = 5: Ilist(20) = 0
Ilist(21) = 5: Ilist(22) = 1: Ilist(23) = 0
Top '
Ilist(24) = 1: Ilist(25) = 5: Ilist(26) = 3
Ilist(27) = 5: Ilist(28) = 7: Ilist(29) = 3
Bottom '
Ilist(30) = 2: Ilist(31) = 6: Ilist(32) = 0
Ilist(33) = 6: Ilist(34) = 4: Ilist(35) = 0
۴ - ايجاد Index Buffer توسط تابع CreateIndexBuffer :
Set IBuffer = D3DDevice.CreateIndexBuffer(Len(Ilist(0)) * 36, 0, D3DFMT_INDEX16, D3DPOOL_DEFAULT)x
D3DIndexBuffer8SetData IBuffer, 0, Len(Ilist(0)) * 36, 0, Ilist(0)x
تابع Render : براي رندر کردن اين مکعب دو روش وجود دارد :
۱ - استفاده از تابع DrawIndexedPrimitive : در اين روش از VBuffer و IBUffer و آرايه vertex ها استفاده مي شود :
Public Sub Render()x
D3DDevice.Clear 0, ByVal 0, D3DCLEAR_TARGET Or D3DCLEAR_ZBUFFER, 0, 1#, 0
D3DDevice.BeginScene
D3DDevice.SetStreamSource 0, VBuffer, Len(Vlist(0))x
D3DDevice.SetIndices IBuffer, 0
D3DDevice.DrawIndexedPrimitive D3DPT_TRIANGLELIST, 0, 36, 0, 12
D3DDevice.EndScene
D3DDevice.Present ByVal 0, ByVal 0, 0, ByVal 0
End Sub
۲ - استفاده از تابع DrawIndexedPrimitiveUP : در اين روش از آرايه هاي vertex و index استفاده مي شود :
Public Sub Render()x
D3DDevice.Clear 0, ByVal 0, D3DCLEAR_TARGET Or D3DCLEAR_ZBUFFER, 0, 1#, 0
D3DDevice.BeginScene
D3DDevice.DrawIndexedPrimitiveUP D3DPT_TRIANGLELIST, 0, 8, 12, Ilist(0), D3DFMT_INDEX16, Vlist(0), Len(Vlist(0))x
D3DDevice.EndScene
D3DDevice.Present ByVal 0, ByVal 0, 0, ByVal 0
End Sub
موضوع : Vertex/Mesh Animation
در اين درس در مورد روشهاي ساخت انيميشن در Direct3D صحبت خواهيم کرد . انيميشن در فضاي سه بعدي در حالتهاي مختلفي مي تواند ايجاد شود که بسته به engine گرافيکي شما و ابزارهايي که ايجاد کرده ايد ، دارد . سه روش اصلي ساخت انيميشن وجود دارد که عبارتند از :
- Tween سازي دستي / درون يابي خطي ( manual tweening/linear interpolation )
- درون بابي برداري ( vector interpolation )
- درون يابي بر اساس فريم کليدي ( keyframe interpolation )
1 – روش اول يکي از ساده ترين راههاي ساخت انيميشن است . اين روش در زمانيکه با مدلهاي پيچيده سر و کار داريد مناسب نيست – و يا مدلهايي با تعداد زيادي vertex – اين روش نوعي tween کردن است که از مزيت index buffer ها استفاده مي کند .
درون يابي ، چگونگي تغييرات شيي در طول يک زمان مشخص مي باشد . در درسهاي قبلي شما درون يابي رنگ را روي يک شي ديديد که در آن يک رنگ بطور ملايم به رنگ ديگري تبديل مي شد ( fadeشدن ( . درون يابي خطي نيز مشابه آن است . براي درون يابي خطي از موقعيت A به موقعيت B از فرمول زير استفاده مي شود :
(B*V)+A*(1-V)
که A و B مختصاتهاي مبدا و مقصد هستند و V ضريب درون يابي است که عددي بين صفر و يک مي باشد . اين فرمول مختصات نقطه tween را در هر لحظه مشخص مي کند .
همانطور که مي بينيد بکار بردن اين فرمول براي يک شي با تعداد زيادي vertex بسيار وقت گير بوده و fram rate را پايين مي آورد .
تابع زير دو vertex و يک مقدار ضريب درون يابي را مي گيرد تا نقطه tween را محاسبه کند :
Private Function TweenVertices(Source As LITVERTEX, Dest As LITVERTEX, TweenAmount As Single) As LITVERTEX
TweenVertices.X = (Dest.X * TweenAmount) + Source.X * (1# - TweenAmount)x
TweenVertices.Y = (Dest.Y * TweenAmount) + Source.Y * (1# - TweenAmount)x
TweenVertices.Z = (Dest.Z * TweenAmount) + Source.Z * (1# - TweenAmount)x
TweenVertices.color = Source.color
End Function
اگر شما از vertex هاي UNLIT استفاده کنيد – vertex هايي با بردار نرمال – در اينصورت بايد کد فوق را تغيير دهيد و بايد tween را از نرمال مبدا به نرمال مقصد نيز انجام دهيد .
همانطور که مي بينيد رنگ tween vertex نيز تنظيم شده است . در يک تابع tweening مناسبتر مي توانيد رنگها ، مختصات بافت و مقادير specular را نيز tween کنيد .
محدوديتي که اين روش دارد اينست که خطي است و براي مدل کردن حرکتهاي غير خطي درست کار نمي کند .
حال مي خواهيم از تابع tween استفاده کنيم تا يک مکعب را در يک انيميشن به يک هرم تبديل کنيم . ابتدا سه شي را بصورت زير تعريف مي کنيم :
در ابتداي انيميشن ، شي current cube همان source cube است’
CubeVertices(0) = CreateLitVertex(-1, -1, -1, &HFF0000, 0, 0, 0)x
CubeVertices(1) = CreateLitVertex(-1, 1, -1, &HFF00&, 0, 0, 0)x
CubeVertices(2) = CreateLitVertex(1, -1, -1, &HFF&, 0, 0, 0)x
CubeVertices(3) = CreateLitVertex(1, 1, -1, &HFF00FF, 0, 0, 0)x
CubeVertices(4) = CreateLitVertex(-1, -1, 1, &HFFFF00, 0, 0, 0)x
CubeVertices(5) = CreateLitVertex(-1, 1, 1, &HFFFF, 0, 0, 0)x
CubeVertices(6) = CreateLitVertex(1, -1, 1, &HFFCC00, 0, 0, 0)x
CubeVertices(7) = CreateLitVertex(1, 1, 1, &HFFFFFF, 0, 0, 0)x
مکعب اوليه’
CubeVerticesSource(0) = CreateLitVertex(-1, -1, -1, &HFF0000, 0, 0, 0)x
CubeVerticesSource(1) = CreateLitVertex(-1, 1, -1, &HFF00&, 0, 0, 0)x
CubeVerticesSource(2) = CreateLitVertex(1, -1, -1, &HFF&, 0, 0, 0)x
CubeVerticesSource(3) = CreateLitVertex(1, 1, -1, &HFF00FF, 0, 0, 0)x
CubeVerticesSource(4) = CreateLitVertex(-1, -1, 1, &HFFFF00, 0, 0, 0)x
CubeVerticesSource(5) = CreateLitVertex(-1, 1, 1, &HFFFF, 0, 0, 0)x
CubeVerticesSource(6) = CreateLitVertex(1, -1, 1, &HFFCC00, 0, 0, 0)x
CubeVerticesSource(7) = CreateLitVertex(1, 1, 1, &HFFFFFF, 0, 0, 0)x
هرم مقصد’
CubeVerticesDest(0) = CreateLitVertex(-1, -1, -1, &HFF0000, 0, 0, 0)x
CubeVerticesDest(1) = CreateLitVertex(-0.1, 1, -0.1, &HFF00&, 0, 0, 0)x
CubeVerticesDest(2) = CreateLitVertex(1, -1, -1, &HFF&, 0, 0, 0)x
CubeVerticesDest(3) = CreateLitVertex(0.1, 1, -0.1, &HFF00FF, 0, 0, 0)x
CubeVerticesDest(4) = CreateLitVertex(-1, -1, 1, &HFFFF00, 0, 0, 0)x
CubeVerticesDest(5) = CreateLitVertex(-0.1, 1, 0.1, &HFFFF, 0, 0, 0)x
CubeVerticesDest(6) = CreateLitVertex(1, -1, 1, &HFFCC00, 0, 0, 0)x
CubeVerticesDest(7) = CreateLitVertex(0.1, 1, 0.1, &HFFFFFF, 0, 0, 0)x
حال بايد در يک حلقه با استفاده از تابع twen پيکسلهاي CubeVertices را update کنيم :
Private Sub UpdateAnimation()x
Dim I As Integer
به روز کردن پارامترهاي زمان و جهت'
If AnimTweenDir = True Then
AnimTweenFactor = AnimTweenFactor + (((GetTickCount() - LastTimeTweened) / 1000)*1#)
LastTimeTweened = GetTickCount
If AnimTweenFactor >= 1# Then
AnimTweenFactor = 1#
AnimTweenDir = False
End If
Else
AnimTweenFactor = AnimTweenFactor - (((GetTickCount() - LastTimeTweened) / 1000)*1#)
LastTimeTweened = GetTickCount
If AnimTweenFactor = kfAnim(I).TimeIndex Then
PrevFrame = I
NextFrame = I + 1
End If
Next I
سپس بايد با توجه به زمان index دو فريم کليدي و زمان جاري ، پارامتر درون يابي را محاسبه کنيم :
sTime = kfAnim(PrevFrame).TimeIndex
eTime = kfAnim(NextFrame).TimeIndex
cTime = CurrentTimeIndex
eTime = eTime - sTime
cTime = cTime - sTime
sTime = sTime - sTime
InterpolateAmount = cTime / eTime
سپس بايد بر اساس اين پارامتر عمل درون يابي را روي داده هاي vertex انجام دهيم :
For I = 0 To kfCurrent.Mesh.GetNumVertices
'درون يابي مختصاتها
D3DXVec3Lerp vTemp3D, MakeVector(kfAnim(PrevFrame).VertexList(I).X, kfAnim(PrevFrame).VertexList(I).Y, _
kfAnim(PrevFrame).VertexList(I).Z), MakeVector(kfAnim(NextFrame).VertexList(I).X, kfAnim(NextFrame).VertexList(I).Y, _
kfAnim(NextFrame).VertexList(I).Z), InterpolateAmount
kfCurrent.VertexList(I).X = vTemp3D.X
kfCurrent.VertexList(I).Y = vTemp3D.Y
kfCurrent.VertexList(I).Z = vTemp3D.Z
'درون يابي نرمالها
D3DXVec3Lerp vTemp3D, MakeVector(kfAnim(PrevFrame).VertexList(I).nx, kfAnim(PrevFrame).VertexList(I).ny, _
kfAnim(PrevFrame).VertexList(I).nz), MakeVector(kfAnim(NextFrame).VertexList(I).nx, kfAnim(NextFrame).VertexList(I).ny, _
kfAnim(NextFrame).VertexList(I).nz), InterpolateAmount
kfCurrent.VertexList(I).nx = vTemp3D.X
kfCurrent.VertexList(I).ny = vTemp3D.Y
kfCurrent.VertexList(I).nz = vTemp3D.Z
'درون يابي اطلاعات بافت
D3DXVec2Lerp vTemp2D, MakeVector2D(kfAnim(PrevFrame).VertexList(I).tu, kfAnim(PrevFrame).VertexList(I).tv), _
MakeVector2D(kfAnim(NextFrame).VertexList(I).tu, kfAnim(NextFrame).VertexList(I).tv), InterpolateAmount
kfCurrent.VertexList(I).tu = vTemp2D.X
kfCurrent.VertexList(I).tv = vTemp2D.Y
Next I
حال بايد داده توليد شده را به فرمت Mesh برگردانيم :
hResult = D3DXMeshVertexBuffer8SetData(kfCurrent.Mesh, 0, Len(kfCurrent.VertexList(0)) * kfCurrent.Mesh.GetNumVertices, 0, kfCurrent.VertexList(0))x
با استفاده از روش فوق مي توانيد هر تعداد فريم کليدي را به انيميشنتان اضافه کنيد . اشکالي که روش فوق دارد اينست که اطلاعات texture براي تمام فريمهاي کليدي جداگانه ذخيره شده است در حاليکه texture در تمام فريمها ثابت است . در درسهاي بعدي از روشي بنام texture pooling استفاده مي کنيم تا تنها يک کپي از texture ها نگهداري کنيم
پاسخ با نقل قول
