Проективное преобразование координат
сводка
Манипулирование параметрами проективного преобразования координат.
Операционная среда
Необходимые условия
Поддерживаемые версии XNA |
|
Поддерживаемые платформы |
|
Windows Требуемая версия вершинного шейдера | 2.0 |
Требуемая версия пиксельного шейдера Windows | 2.0 |
Операционная среда
платформа |
|
Как работать с образцом
Работает клавиатураXbox | 360 контроллер мыши | touch | ||
---|---|---|---|---|
Изменение угла обзора | ↑↓ | Левый джойстик (вверх и вниз) | Левая кнопка (автоматическая смена, переключение режимов работы) | - |
Изменение соотношения сторон | ←→ | триггер | Левая кнопка (автоматическая смена, переключение режимов работы) | - |
Изменение задней плоскости отсечения | А,Я | Правый джойстик (вверх и вниз) | Левая кнопка (автоматическая смена, переключение режимов работы) | - |
вещество
Сведения о проективных преобразованиях координат
Пожалуйста, обратитесь к следующей странице для обзора проективных преобразований координат.
поле
Для того, чтобы можно было манипулировать параметрами, используемыми для преобразования проективных координат, подготовлены четыре параметра: «угол обзора», «соотношение сторон» и «положение отсечения (вперед, назад)».
<summary>
視野角(radian)
</summary>
private float angle = 45.0f;
<summary>
アスペクト比
</summary>
private float aspect = 1.0f;
<summary>
手前のクリッピング位置
</summary>
private float nearLimit = 1.0f;
<summary>
奥のクリッピング位置
</summary>
private float farLimit = 100.0f;
Работа с параметрами
В методе Game.Update мы используем клавиатуру и контроллер для управления каждым параметром. Подробные сведения о каждой операции см. в разделе «Инструкции» в верхней части этой страницы. (Код ниже взят только из части управления с геймпадом)
Установите угол обзора в диапазоне "0 < x < π". (В этом примере, когда мы создаем проективное преобразование, мы преобразуем его из градуса в радиан, так что здесь это «0 < x < 180».)
Соотношение сторон не должно быть меньше или равно 0.
Положение зажима вперед и назад не должно быть поменяно местами. Он не должен быть установлен в 0 или меньше.
GamePadState gamePadState = GamePad.GetState(PlayerIndex.One);
// 視野角を増減させる /////
float angleSpeed = 0.05f;
this.angle += gamePadState.ThumbSticks.Left.Y * this.angle * angleSpeed;
// 視野角は0~180度までの範囲とする
if (this.angle <= 0.0f)
{
this.angle = 0.0001f;
}
else if (this.angle >= 180.0f)
{
this.angle = 179.9999f;
}
//// アスペクト比 /////
float aspectSpeed = 0.01f;
this.aspect -= gamePadState.Triggers.Left * this.aspect * aspectSpeed;
this.aspect += gamePadState.Triggers.Right * this.aspect * aspectSpeed;
//// 奥のクリッピング位置 /////
float clipSpeed = 0.05f;
this.farLimit += gamePadState.ThumbSticks.Right.Y * this.farLimit * clipSpeed;
if (this.farLimit <= this.nearLimit)
{
// 手前のクリッピング位置よりも手前に来てはいけない
this.farLimit = this.nearLimit + 0.0001f;
}
Создание проекционной матрицы
Матрица проекции создается путем установки каждого параметра в методе "Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView".
Первый аргумент – угол обзора в радианах. В выборке единица измерения степени преобразуется в радиан с помощью метода "MathHelper.ToRadians".
Второй аргумент указывает соотношение сторон (aspect ratio), третий аргумент указывает позицию обрезки вперед, а четвертый аргумент указывает позицию обрезки сзади.
// プロジェクションマトリックスを作成
Matrix projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(
MathHelper.ToRadians(this.angle),
this.aspect,
this.nearLimit,
this.farLimit
);
Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView
метод
Создает матрицу перспективной проекции на основе настроек поля вида.
fieldOfView | плавать | Угол обзора. Указывается в радианских единицах. |
aspectRatio | плавать | Aspect ratio (соотношение сторон). Обычно вы указываете значение для "View Width ÷ Height" |
nearPlaneDistance | плавать | Положение зажима вперед. Объекты перед этой позицией не рисуются. |
farPlaneDistance | плавать | Положение заднего зажима. Объекты за пределами этой позиции не рисуются. |
Возвращаемые значения | Матрица | Возвращает матрицу перспективной проекции |
Набор проекционных матриц
Для каждого эффекта устанавливается проекционная матрица.
foreach (ModelMesh mesh in this.model.Meshes)
{
foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
{
// プロジェクションマトリックスを設定
effect.Projection = projection;
}
// モデルを描画
mesh.Draw();
}
Все коды
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Audio;
using Microsoft.Xna.Framework.Content;
using Microsoft.Xna.Framework.GamerServices;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
using Microsoft.Xna.Framework.Input;
using Microsoft.Xna.Framework.Media;
#if WINDOWS_PHONE
using Microsoft.Xna.Framework.Input.Touch;
#endif
namespace ProjectionMatrix
{
<summary>
ゲームメインクラス
</summary>
public class GameMain : Microsoft.Xna.Framework.Game
{
<summary>
グラフィックデバイス管理クラス
</summary>
private GraphicsDeviceManager graphics = null;
<summary>
スプライトのバッチ化クラス
</summary>
private SpriteBatch spriteBatch = null;
<summary>
スプライトでテキストを描画するためのフォント
</summary>
private SpriteFont font = null;
<summary>
モデル
</summary>
private Model model = null;
<summary>
視野角(radian)
</summary>
private float angle = 45.0f;
<summary>
アスペクト比
</summary>
private float aspect = 1.0f;
<summary>
手前のクリッピング位置
</summary>
private float nearLimit = 1.0f;
<summary>
奥のクリッピング位置
</summary>
private float farLimit = 100.0f;
<summary>
自動動作フラグ
</summary>
private int autoMode = 0;
<summary>
マウスボタン押下フラグ
</summary>
private bool isMousePressed = false;
<summary>
GameMain コンストラクタ
</summary>
public GameMain()
{
// グラフィックデバイス管理クラスの作成
this.graphics = new GraphicsDeviceManager(this);
// ゲームコンテンツのルートディレクトリを設定
this.Content.RootDirectory = "Content";
#if WINDOWS_PHONE
// Windows Phone のデフォルトのフレームレートは 30 FPS
this.TargetElapsedTime = TimeSpan.FromTicks(333333);
// バックバッファサイズの設定
this.graphics.PreferredBackBufferWidth = 480;
this.graphics.PreferredBackBufferHeight = 800;
// フルスクリーン表示
this.graphics.IsFullScreen = true;
#endif
}
<summary>
ゲームが始まる前の初期化処理を行うメソッド
グラフィック以外のデータの読み込み、コンポーネントの初期化を行う
</summary>
protected override void Initialize()
{
// TODO: ここに初期化ロジックを書いてください
// コンポーネントの初期化などを行います
base.Initialize();
}
<summary>
ゲームが始まるときに一回だけ呼ばれ
すべてのゲームコンテンツを読み込みます
</summary>
protected override void LoadContent()
{
// テクスチャーを描画するためのスプライトバッチクラスを作成します
this.spriteBatch = new SpriteBatch(this.GraphicsDevice);
// フォントをコンテンツパイプラインから読み込む
this.font = this.Content.Load<SpriteFont>("Font");
// モデルを作成
this.model = this.Content.Load<Model>("Model");
foreach (ModelMesh mesh in this.model.Meshes)
{
foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
{
// デフォルトのライト適用
effect.EnableDefaultLighting();
// ビューマトリックスをあらかじめ設定
effect.View = Matrix.CreateLookAt(
new Vector3(3.0f, 3.0f, 6.0f),
Vector3.Zero,
Vector3.Up
);
}
}
// アスペクト比の初期値を設定
this.aspect = (float)this.GraphicsDevice.Viewport.Width / this.GraphicsDevice.Viewport.Height;
}
<summary>
ゲームが終了するときに一回だけ呼ばれ
すべてのゲームコンテンツをアンロードします
</summary>
protected override void UnloadContent()
{
// TODO: ContentManager で管理されていないコンテンツを
// ここでアンロードしてください
}
<summary>
描画以外のデータ更新等の処理を行うメソッド
主に入力処理、衝突判定などの物理計算、オーディオの再生など
</summary>
<param name="gameTime">このメソッドが呼ばれたときのゲーム時間</param>
protected override void Update(GameTime gameTime)
{
KeyboardState keyState = Keyboard.GetState();
MouseState mouseState = Mouse.GetState();
GamePadState gamePadState = GamePad.GetState(PlayerIndex.One);
// Xbox 360 コントローラ、Windows Phone の BACK ボタンを押したときに
// ゲームを終了させます
if (gamePadState.Buttons.Back == ButtonState.Pressed)
{
this.Exit();
}
// マウスによる自動動作切り替え
if (this.isMousePressed == false &&
mouseState.LeftButton == ButtonState.Pressed)
{
this.isMousePressed = true;
this.autoMode = (this.autoMode + 1) % 4;
}
this.isMousePressed = mouseState.LeftButton == ButtonState.Pressed;
// 視野角を増減させる /////
float angleSpeed = 0.05f;
this.angle += gamePadState.ThumbSticks.Left.Y * this.angle * angleSpeed;
if (keyState.IsKeyDown(Keys.Down))
{
this.angle -= this.angle * angleSpeed;
}
if (keyState.IsKeyDown(Keys.Up))
{
this.angle += this.angle * angleSpeed;
}
if (this.autoMode == 1)
{
this.angle = (float)(Math.Sin(gameTime.TotalGameTime.TotalSeconds) + 1.0f) * 90.0f;
}
// 視野角は0~180度までの範囲とする
if (this.angle <= 0.0f)
{
this.angle = 0.0001f;
}
else if (this.angle >= 180.0f)
{
this.angle = 179.9999f;
}
//// アスペクト比 /////
float aspectSpeed = 0.01f;
this.aspect -= gamePadState.Triggers.Left * this.aspect * aspectSpeed;
this.aspect += gamePadState.Triggers.Right * this.aspect * aspectSpeed;
if (keyState.IsKeyDown(Keys.Left))
{
this.aspect -= this.aspect * aspectSpeed;
}
if (keyState.IsKeyDown(Keys.Right))
{
this.aspect += this.aspect * aspectSpeed;
}
if (this.autoMode == 2)
{
this.aspect = (float)(Math.Sin(gameTime.TotalGameTime.TotalSeconds) + 1.0f) * 2.0f;
}
//// 奥のクリッピング位置 /////
float clipSpeed = 0.05f;
this.farLimit += gamePadState.ThumbSticks.Right.Y * this.farLimit * clipSpeed;
if (keyState.IsKeyDown(Keys.Z))
{
this.farLimit -= this.farLimit * clipSpeed;
}
if (keyState.IsKeyDown(Keys.A))
{
this.farLimit += this.farLimit * clipSpeed;
}
if (this.autoMode == 3)
{
this.farLimit = (float)(Math.Sin(gameTime.TotalGameTime.TotalSeconds) + 1.0f) * 8.0f;
}
if (this.farLimit <= this.nearLimit)
{
// 手前のクリッピング位置よりも手前に来てはいけない
this.farLimit = this.nearLimit + 0.0001f;
}
// 登録された GameComponent を更新する
base.Update(gameTime);
}
<summary>
描画処理を行うメソッド
</summary>
<param name="gameTime">このメソッドが呼ばれたときのゲーム時間</param>
protected override void Draw(GameTime gameTime)
{
// 画面を指定した色でクリアします
this.GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);
// プロジェクションマトリックスを作成
Matrix projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(
MathHelper.ToRadians(this.angle),
this.aspect,
this.nearLimit,
this.farLimit
);
foreach (ModelMesh mesh in this.model.Meshes)
{
foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
{
// プロジェクションマトリックスを設定
effect.Projection = projection;
}
// モデルを描画
mesh.Draw();
}
// スプライトの描画準備
this.spriteBatch.Begin();
// テキストをスプライトとして描画する
this.spriteBatch.DrawString(this.font,
"Angle : " + this.angle + Environment.NewLine +
"Aspect : " + this.aspect + Environment.NewLine +
"NearLimit : " + this.nearLimit + Environment.NewLine +
"FarLimit : " + this.farLimit + Environment.NewLine +
"MousePressAutoMode : " + this.autoMode,
new Vector2(50, 50), Color.White);
// スプライトの一括描画
this.spriteBatch.End();
// 登録された DrawableGameComponent を描画する
base.Draw(gameTime);
}
}
}