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);