在3D程序中使用坐标轴提示

一般的3D图形软件都有坐标轴提示的功能，比如3DMax，当旋转物体时，坐标轴也跟着旋转，这样就能实时跟踪物体的角度了，今天我们自己手动做一个，以前一直觉得挺难，今天做起来忽然发现，其实也很简单，说白了，就是画线而已，下面是3DMAX中的坐标轴提示图。

坐标轴是由线段组成的，但由于DirectX中的ID3DXLine接口只能用来绘制2D直线，所以我们这里使用DrawPrimitive函数并传递D3DPT_LINELIST来绘制3D直线，旋转使用的是ArcBall技术，先上个图吧，做成以后效果如下，比起上面那个来，比较丑陋，但是功能一样

好了，下面介绍详细步骤，首先我们来定义顶点格式，因为绘制直线首先要确定顶点，比如要绘制X轴的话，要给出原点O以及X轴的端点X，我们使用的顶点格式如下

1 struct CUSTOMVERTEX 
2 {
3     FLOAT x, y, z;    // position
4     DWORD color;    // color
5 };
6 
7 #define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZ|D3DFVF_DIFFUSE)

这个顶点包含两个信息，位置和颜色，这里我们自己指定顶点的颜色，就不用额外设置光照了，光照不是本篇的主题，所以简化掉

1.确定三个坐标轴的端点，每个轴的长度都设置为0.5，颜色三个轴分别是红，绿，蓝。这样三个轴的端点就确定了，要注意到是，原点不只是一个，而是三个，位置都是(0, 0, 0)，颜色分别是红，绿，蓝。

 1 // X axis-red
 2 CUSTOMVERTEX OX = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0xffff0000 };
 3 CUSTOMVERTEX X = { 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0xffff0000 }; 
 4 
 5 // Y axis-green
 6 CUSTOMVERTEX OY = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0xff00ff00 }; 
 7 CUSTOMVERTEX Y = { 0.0f, 0.5f, 0.0f, 0xff00ff00 }; 
 8 
 9 // Z axis-blue
10 CUSTOMVERTEX OZ = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0xff0000ff }; 
11 CUSTOMVERTEX Z = { 0.0f, 0.0f, 0.5f, 0xff0000ff };  
12 

2. 确定三个箭头的端点

箭头可以看作是两条线段拼接而成的，而它们的交点就是上面的坐标轴端点，所以每个箭头实际上只需要两个顶点，如下，关于坐标位置我就不细说了，很简单

 1 // arrow x
 2 CUSTOMVERTEX X1 = { 0.45f, 0.05f, 0.0f, 0xffff0000 }; 
 3 CUSTOMVERTEX X2 = { 0.45f, -0.05f, 0.0f, 0xffff0000 };
 4 
 5 // arrow x
 6 CUSTOMVERTEX Y1 = { -0.05f, 0.45f, 0.0f, 0xff00ff00 };
 7 CUSTOMVERTEX Y2 = { 0.05f, 0.45f, 0.0f, 0xff00ff00 }; 
 8 
 9 // arrow z
10 CUSTOMVERTEX Z1 = { -0.05f, 0.0f, 0.45f, 0xff0000ff };
11 CUSTOMVERTEX Z2 = { 0.05f, 0.0f, 0.45f, 0xff0000ff }; 
12 

3. 确定字母X, Y, Z的顶点

除了绘制箭头以外，我们还需要用字母标出三个坐标轴的名称，这里我没有使用绘制文本的函数，而是直接用线段拼出这三个字母，也是为了简化程序，好在这三个字母的笔画都比较直，拼起来也很容易，更加巧合的是，每个字母都恰好需要四个顶点，同样，坐标的位置不细说了，大家看看下面的图就都明白了

代码

 1 // letter X
 2 CUSTOMVERTEX XA = { 0.65f, 0.05f, 0.0f, 0xffff0000 };
 3 CUSTOMVERTEX XB = { 0.75f, -0.05f, 0.0f, 0xffff0000 };
 4 CUSTOMVERTEX XC = { 0.65f, -0.05f, 0.0f, 0xffff0000 };
 5 CUSTOMVERTEX XD = { 0.75f, 0.05f, 0.0f, 0xffff0000 }; 
 6 
 7 // letter Y
 8 CUSTOMVERTEX YA = { -0.05f, 0.75f, 0.0f, 0xff00ff00 };
 9 CUSTOMVERTEX YB = { 0.05f, 0.75f, 0.0f, 0xff00ff00 }; 
10 CUSTOMVERTEX YC = { 0.0f, 0.7f, 0.0f, 0xff00ff00 };
11 CUSTOMVERTEX YD = { 0.0f, 0.65f, 0.0f, 0xff00ff00 }; 
12 
13 // letter Z
14 CUSTOMVERTEX ZA = { -0.05f, 0.0f, 0.65f, 0xff0000ff };
15 CUSTOMVERTEX ZB = { -0.05f, 0.0f, 0.7f, 0xff0000ff }; 
16 CUSTOMVERTEX ZC = { 0.05f, 0.0f, 0.65f, 0xff0000ff }; 
17 CUSTOMVERTEX ZD = { 0.05f, 0.0f, 0.7f, 0xff0000ff };  
18 

有了上面的顶点以后，就可以创建顶点buffer，然后copy data，最后绘制，这些都是比较基本的东西，不说了，大家可以从文章末尾下载完整的代码

准备顶点数据

 1 // Create vertex buffer
 2 if( FAILED( m_pDirect3DDevice->CreateVertexBuffer( 34 * sizeof(CUSTOMVERTEX),
 3     0, D3DFVF_CUSTOMVERTEX,
 4     D3DPOOL_DEFAULT, &m_pVertexBuffer, NULL ) ) )
 5 {
 6     return E_FAIL;
 7 }
 8 
 9 // copy vertex data
10 VOID* pVertices;
11 if( FAILED( m_pVertexBuffer->Lock( 0, sizeof(vertices), (void**)&pVertices, 0 ) ) )
12     return E_FAIL;
13 memcpy( pVertices, vertices, sizeof(vertices) );
14 m_pVertexBuffer->Unlock();
15 

绘制

1 m_pDirect3DDevice->SetStreamSource( 0, m_pVertexBuffer, 0, sizeof(CUSTOMVERTEX) );
2 m_pDirect3DDevice->SetFVF( D3DFVF_CUSTOMVERTEX );
3 
4 //draw line
5 m_pDirect3DDevice->DrawPrimitive( D3DPT_LINELIST, 0, 17 );
6 

拖动鼠标，体会旋转的乐趣吧！

完整代码 here

happy coding!

==THE END==