WPF 3D 平移模型+动画

关于WPF 3D，网上有很多旋转的例子，但是关于平移的例子并不是太多。本文并非WPF 3D扫盲篇，因此需要对WPF 3D有一定了解，至少知道Viewport, PerspectiveCamera, ModelVisual3D等数据结构。需要了解WPF 3D的基础知识，可以参考MSDN: http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms747437.aspx。

 

1. 摄像机平移OR物体平移：

WPF场景主要是由这两部分构成的：摄像机，物体。可以想象一下，自己拿着台摄像机正对着某个物体进行拍摄。

那么当发生平移的时候有两种方法，第一种是将摄像机平移；第二种是将物体平移。相对来说，摄像机平移实现较复杂，效率较高；物体平移效率较低，实现简单。

本文实现的是物体平移，如果希望做摄像机平移的朋友可以不往下读了。

 

2. 在本项目中平移的操作流程： 

1. 程序启动时可以看到整个3D场景，类似一个沙盘，此时旋转等操作会围绕沙盘中心；

2. 双击沙盘某个地方，将沙盘中心移动到双击的地方，此时旋转等操作会围绕新的沙盘中心。

 

3. 平移的算法：

1.获取双击屏幕后鼠标在3D中相对应的点，主要利用了射线和3D碰撞的一个原理。代码上主要应用的就是VisualTreeHelper.HitTest函数，它会将结果传入一个回调函数中，我们这里是HTResultCenter.

void BridgeVisual_MouseDoubleClick(object sender, MouseButtonEventArgs args)

{  

     Point mouseposition = args.GetPosition(ViewPort);

   MoveCenter(mouseposition);

}

 

 public void MoveCenter(Point mouseposition)

 {

      PointHitTestParameters pointparams = new PointHitTestParameters(mouseposition);

      VisualTreeHelper.HitTest(ViewPort, null, HTResultCenter, pointparams);

 } 

 

 private HitTestResultBehavior HTResultCenter(HitTestResult result)

 {

      RayHitTestResult rayResult = result as RayHitTestResult;

      if (rayResult != null)

      {

           //这就是鼠标点击后在3D中的坐标

           var hitPoint = rayResult.PointHit;

           ...

      }

 } 

 

2.根据相机位置 + 相机的投射方向 = 获取相机在3D上投影的点，camera.Postion就是摄像机在3D世界中的位置了，camera.LookDirection就是摄像机看的方向。那么两者加起来就可以获取这个摄像机投射过后的位置了。 

 

  ////相机位置
  var cameraPostion = Camera.Position;
               
  ////相机看的方向
  var lookDirection = Camera.LookDirection;

  /// 获取相机在3D投影的点 
  var x = cameraPostion.X + lookDirection.X;
  var y = cameraPostion.Y + lookDirection.Y;
  var z = cameraPostion.Z + lookDirection.Z;

 

 

3. 那么利用摄像机投射的位置 - 鼠标双击的位置就可以获取物体应该偏移的量了，WPF中本来就有Transform3D 这个东西进行平移，
此处应用了动画DoubleAnimation,所以代码有点多。

DoubleAnimation doubleAnimationX = new DoubleAnimation();
doubleAnimationX.BeginTime = new TimeSpan(0, 0, 0);
doubleAnimationX.Duration = TimeSpan.FromMilliseconds(500);
doubleAnimationX.From = Transform3D.OffsetX;
doubleAnimationX.To = x - hitPoint.X;

DoubleAnimation doubleAnimationY = new DoubleAnimation();
doubleAnimationY.BeginTime = new TimeSpan(0, 0, 0);
doubleAnimationY.Duration = TimeSpan.FromMilliseconds(500);
doubleAnimationY.From = _Transform3D.OffsetY;
doubleAnimationY.To = y - hitPoint.Y;

DoubleAnimation doubleAnimationZ = new DoubleAnimation();
doubleAnimationZ.BeginTime = new TimeSpan(0, 0, 0);
doubleAnimationZ.Duration = TimeSpan.FromMilliseconds(500);
doubleAnimationZ.From = Transform3D.OffsetZ;
doubleAnimationZ.To = z - hitPoint.Z;

Transform3D.BeginAnimation(TranslateTransform3D.OffsetXProperty, doubleAnimationX);
Transform3D.BeginAnimation(TranslateTransform3D.OffsetYProperty, doubleAnimationY);  

Transform3D.BeginAnimation(TranslateTransform3D.OffsetZProperty, doubleAnimationZ);  

 

 

4. 最终的效果:

1.平移前：

 

 2.平移后：