XNA学习(二) 载入3D模型

今天，我会在昨天的基础上，在那个单调的蓝色屏幕上显示一个3D模型。这是XNA Game 3.0 帮助文档上的示例，我要照葫芦画一遍，并尽力读懂它。

首先，右击解决方案资源管理器中的Content节点，添加两个文件夹，分别命名为Models和Textures。接着在Models文件夹中导入一现有项p1_wedge.fbx（即待会要添加的3D模型，先下载一个工程，里面Models文件夹里可找到。地址：http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=103987&clcid=0x409），在Textures文件夹中导入一现有项wedge_p1_diff_v1.tga(和前面3D模型相关的纹理材质，获得方法同上)。

现在写代码。加入两个变量：

Model myModel;

float aspectRatio;

第一行，定义一个Model。aspectRatio表示纵横比，将3D世界的视图转换成屏幕上的2D图象(投射)会用到，结合下面的代码会渐渐看得明白点。在LoadContent()中添加以下代码

myModel = Content.Load<Model>("Models//p1_wedge");

aspectRatio = (float)graphics.GraphicsDevice.Viewport.Width /

(float)graphics.GraphicsDevice.Viewport.Height;

Content.Load<Model>("Models//p1_wedge")，是载入Models文件夹中的3D模型。这里的Content.Load<T>()方法可以载入 Model(模型)，Effect(特效)，Texture(纹理)，Texture2D，Texture3D 和TextureCube等类型的素材。值得注意的是，这里载入指定位置模型时，是不需要写扩展名的（是p1_wedge而不是p1_wedge.fbx）。aspectRatio的值为设备视口的纵横比，根据具体情况可以是如：1024/768，800/600等，也可直接写成aspectRatio = 640.0f / 480.0f。

下面将刚才载入的模型显示在屏幕上。再加入几个变量：

Vector3 modelPosition = Vector3.Zero;

float modelRotation = 0.0f;

Vector3 cameraPosition = new Vector3(0.0f, 0.0f, 5000.0f);

第一个是3D模型在屏幕上的显示位置，Vector3.Zero将三维坐标的x，y，z分量设为0，即原点，表示屏幕中心。modelRotation是3D模型一次旋转的弧度，初始为0，即不旋转。cameraPosition 是摄影机的位置，也就是我们眼睛的位置。3D模型在坐标原点，Vector3(0.0f, 0.0f, 5000.0f)就表示我们在正Z轴上距离5000的地方看它。如果这样看到的它的正面，把5000改成-5000，看到的将是它的尾部；把第一个0改成1000，我们就在它的左前方；第二个0改成1000，我们就是在俯视它......

再在Draw()函数里加入以下代码：

Matrix[] transforms = new Matrix[myModel.Bones.Count];

myModel.CopyAbsoluteBoneTransformsTo(transforms);

foreach (ModelMesh mesh in myModel.Meshes)

{

foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)

{

effect.EnableDefaultLighting();

effect.World = transforms[mesh.ParentBone.Index] * Matrix.CreateRotationY(modelRotation)

* Matrix.CreateTranslation(modelPosition);

effect.View = Matrix.CreateLookAt(cameraPosition, Vector3.Zero, Vector3.Up);

effect.Projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(MathHelper.ToRadians(45.0f),

aspectRatio, 1.0f, 10000.0f);

}

mesh.Draw();

}

前面两句是获得3D模型bones的位置矩阵，ModelMesh 是3D Model的组成成分，Modelbone用来描述Model中每个mesh与其parent mesh的关系，Bones是ModelBone的集合。CopyAbsoluteBoneTransformsTo(参数)方法将Model中每个bone与其parent bone的关系变换矩阵赋给参数(这里是个矩阵组)。

然后遍历Model的每个ModelMesh，设置与它们相关的参数，再画出来。只要画出了每个mesh，自然也就画出了Model。

关于BasicEffect，网上说：“XNA为那些要使用光照，材质，纹理和变换功能，但又不想自己编写特效的用户们提供了BasicEffect 类。也就是不使用Shader的Render方式。”“BasicEffect类可以简单的通过设置属性，包含光照、纹理等等就可以在“五分钟”内实现对一个物体的呈现。”于是，第7行代码表示使用默认光照。

BasicEffect的World属性：设置World矩阵。通过World 矩阵变换，将3D坐标系转化为世界坐标系。在这里对它设置，以确定Model的最终位置（不一定是我们看到的位置，比如摄像机（眼睛）位置变换后），其原理就是对当前对象进行移动、缩放和旋转，实现方法是矩阵相乘。Matrix.CreateRotationY(modelRotation）是生成绕Y轴旋转的矩阵，参数是旋转角度。既然可以绕Y轴旋转，当然也可以绕其它轴旋转(不止是X，Z轴呢)。Matrix.CreateTranslation(modelPosition)是创建当前位置的转换矩阵。

BasicEffect的View属性：设置View矩阵。改变摄像机(眼睛)的位置和方向。Matrix.CreateLookAt( Vector3 cameraPosition,Vector3 cameraTarget,Vector3 cameraUpVector)方法用来创建一个观测矩阵。第一个参数是摄像机位置，前面有提到。第二个参数表现观察方向，比如以上代码中这个参数是Vector3.Zero，即模型位置，那我们的眼睛就向这个位置望过去，表现出来就是正视它。第三个参数表示向上的位置，值Vector3.Up(0,1,0)是我们看物体的最常规方向，如果改成Vector3.Down(0,-1,0)，则变成倒立着看物体了，表现为那个模型倒过来。

BasicEffect的Projection属性：设置Projection矩阵。通过矩阵变换，将3D坐标系投影到2D屏幕上。CreatePerspectiveFieldOfView(float fieldOfView,float aspectRatio,float nearPlaneDistance,float farPlaneDistance)方法建立一个基于视野的投影矩阵，第一个参数表示观察的视野角度，如下图中角MON，这里是45度角，MathHelper.ToRadians()方法将45度转化为弧度，也可写成(float)Math.PI/4；第二个参数是宽高比；第三个参数是近平面(图中平面1)与眼睛距离；第四个参数是远平面(图中平面2)与眼睛距离。显然，第一个参数在0和PI这间，第三个参数要小于第四个参数。



最后，在Update()函数中加入以下代码，实现模型的旋转。

modelRotation += (float)gameTime.ElapsedGameTime.TotalMilliseconds *

MathHelper.ToRadians(0.1f);

gameTime.ElapsedGameTime是最后一次刷新到现在逝去的时间，在这里表现为两次调用Update()函数的时间间隔，TotalMilliseconds是以整毫秒和毫秒的小数部分表示时间间隔方式，为double型。

现在，运行一下，就可以看到蓝色背景的屏幕上多了一个旋转的战斗机了。

我的程序下载地址：http://download.csdn.net/source/571754。