Ange ytan på polygonen som ska ritas

sammanfattning

I det här avsnittet förklaras ytan på en polygon. I exemplet cirklar kameran automatiskt runt triangeln och du kan ändra utgallringsläget med antingen A-tangenten, A-knappen, vänster musknapp eller peka.

Operativ miljö

Förutsättningar

Operativ miljö

Så här arbetar du med exemplet

substans

När du kör programmet cirklar kameran automatiskt runt polygonen, men om du tittar på den som den är ser du att den andra sidan av polygonen inte ritas.

Till vänster är framsidan av polygonen och till höger är baksidan

Detta beror på en process som kallas culling, som förhindrar att baksidan av polygonen ritas. Om du till exempel föreställer dig en stängd låda som den nedan kan du se att insidan av lådan vanligtvis är osynlig, så det finns ingen anledning att rita den osynliga delen. Många modeller har ofta en sådan sluten form, och culling är ett försök att minska kostnaden för att rita genom att inte rita baksidan av polygonen.

Du kan bara se de tre sidorna fram och inte de tre sidorna bak.

Fram- och baksidan av ansiktet bestäms av "hörnens position" och "hörnens ordning". I allmänhet är ytan där hörnen är ordnade medurs (medurs) från synvinkeln framsidan.

Gallring är effektivt för att minska ritningskostnaderna, men i vissa fall kanske du bara vill rita baksidan, eller så kanske du vill rita båda sidorna med en enda polygon för att rita ett tunt objekt.

Culling-läget bestäms av egenskapen "GraphicsDevice.RasterizerState.CullMode". Uppräkningen "CullMode" har följande tre värden, som kan växlas enligt programmet.

CullMode uppräkning

Visar hur man gallrar.

RasterizerState är dock skrivskyddad när den är bunden till en GraphicsDevice, så om du vill ändra utgallringsläget skapar du en ny RasterizerState-instans, ställer in utgallringsläget på RasterizerState.CullMode och ställer in utgallringsläget på GraphicsDevice.RasterizerState.

Men om du bara vill ändra utgallringsläget kan du använda den inbyggda RasterizerState som är förutgallrad av XNA Framework.

I följande program erhålls RasterizerState för att växla från det aktuella utgallringsläget till ett annat utgallringsläge när en tangent trycks ned.

fält

/// <summary>
/// ポリゴンの描画を決定するためのラスタライザステート
/// </summary>
private RasterizerState rasterizerState = RasterizerState.CullCounterClockwise;

Uppdatera metod

// ボタンが押された瞬間

if (this.rasterizerState.CullMode == CullMode.None)
{
    // 反時計回りをカリング
    this.rasterizerState = RasterizerState.CullCounterClockwise;
}
else if (this.rasterizerState.CullMode == CullMode.CullCounterClockwiseFace)
{
    // 時計回りをカリング
    this.rasterizerState = RasterizerState.CullClockwise;
}
else if (this.rasterizerState.CullMode == CullMode.CullClockwiseFace)
{
    // カリングなし
    this.rasterizerState = RasterizerState.CullNone;
}

I metoden Draw anges den hämtade RasterizerState.

Rita metod

// カリングのためのラスタライザステートの設定
this.GraphicsDevice.RasterizerState = this.rasterizerState;

Nedan visas resultatet som ritats genom avlivning. Till vänster är framsidan av ansiktet och till höger är baksidan av ansiktet.

CullMode.CullCounterClockwiseFace

CullMode.CullClockwiseFace

CullMode.None

Alla koder

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 FaceCulling
{
    /// <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>
        /// ポリゴン用頂点データリスト
        /// </summary>
        private VertexPositionColor[] triangleVertives = null;

        /// <summary>
        /// 面の表側を示すラインの頂点データリスト
        /// </summary>
        private VertexPositionColor[] lineVertices = null;

        /// <summary>
        /// 基本エフェクト
        /// </summary>
        private BasicEffect basicEffect = 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>
        /// カメラの回転位置
        /// </summary>
        private float cameraRotate = 0.0f;

        /// <summary>
        /// ポリゴンの描画を決定するためのラスタライザステート
        /// </summary>
        private RasterizerState rasterizerState = RasterizerState.CullCounterClockwise;

        /// <summary>
        /// ボタンを押している状態かどうかを判定するためのフラグ
        /// </summary>
        private bool isPushed = 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);

            // エフェクトを作成
            this.basicEffect = new BasicEffect(this.GraphicsDevice);

            // エフェクトで頂点カラーを有効にする
            this.basicEffect.VertexColorEnabled = true;

            // プロジェクションマトリックスをあらかじめ設定
            this.basicEffect.Projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(
                    MathHelper.ToRadians(45.0f),
                    (float)this.GraphicsDevice.Viewport.Width /
                        (float)this.GraphicsDevice.Viewport.Height,
                    1.0f,
                    100.0f
                );

            // ポリゴンの頂点データを作成する
            this.triangleVertives = new VertexPositionColor[3];

            this.triangleVertives[0] = new VertexPositionColor(new Vector3(0.0f, 3.0f, 0.0f),
                                                               Color.Red);
            this.triangleVertives[1] = new VertexPositionColor(new Vector3(3.0f, -2.0f, 0.0f),
                                                               Color.Blue);
            this.triangleVertives[2] = new VertexPositionColor(new Vector3(-3.0f, -2.0f, 0.0f),
                                                               Color.Green);

            // 面の表側を指すようにラインを作成
            this.lineVertices = new VertexPositionColor[2];

            this.lineVertices[0] = new VertexPositionColor(new Vector3(0.0f, -1.0f, 0.0f),
                                                           Color.Blue);
            this.lineVertices[1] = new VertexPositionColor(new Vector3(0.0f, -1.0f, 10.0f),
                                                           Color.Blue);

            // 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");
        }

        /// <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)
        {
            // キーボードの情報取得
            KeyboardState keyState = Keyboard.GetState();

            // マウスの情報取得
            MouseState mouseState = Mouse.GetState();

            // ゲームパッドの情報取得
            GamePadState padState = 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 (padState.Buttons.Back == ButtonState.Pressed)
            {
                this.Exit();
            }

            ///// カリングの設定 /////
            if (keyState.IsKeyDown(Keys.A) ||
                mouseState.LeftButton == ButtonState.Pressed ||
                padState.Buttons.A == ButtonState.Pressed)
            {
                if (this.isPushed == false)
                {
                    // ボタンが押された瞬間

                    if (this.rasterizerState.CullMode == CullMode.None)
                    {
                        // 反時計回りをカリング
                        this.rasterizerState = RasterizerState.CullCounterClockwise;
                    }
                    else if (this.rasterizerState.CullMode == CullMode.CullCounterClockwiseFace)
                    {
                        // 時計回りをカリング
                        this.rasterizerState = RasterizerState.CullClockwise;
                    }
                    else if (this.rasterizerState.CullMode == CullMode.CullClockwiseFace)
                    {
                        // カリングなし
                        this.rasterizerState = RasterizerState.CullNone;
                    }
                }

                this.isPushed = true;
            }
            else
            {
                this.isPushed = false;
            }

            ///// カメラの位置回転 /////
            this.cameraRotate += (float)gameTime.ElapsedGameTime.TotalSeconds;

            // ビューマトリックスを設定
            this.basicEffect.View = Matrix.CreateLookAt(
                    Vector3.Transform(new Vector3(0.0f, 0.0f, 15.0f),
                        Matrix.CreateRotationY(this.cameraRotate)),
                    Vector3.Zero,
                    Vector3.Up
                );

            // TODO: ここに更新処理を記述してください

            // 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);

            // カリングのためのラスタライザステートの設定
            this.GraphicsDevice.RasterizerState = this.rasterizerState;

            // 深度バッファの有効化
            this.GraphicsDevice.DepthStencilState = DepthStencilState.Default;

            // パスの数だけ繰り替えし描画 (といっても直接作成した BasicEffect は通常１回)
            foreach (EffectPass pass in this.basicEffect.CurrentTechnique.Passes)
            {
                // パスの開始
                pass.Apply();

                // 三角形を描画する
                this.GraphicsDevice.DrawUserPrimitives(
                    PrimitiveType.TriangleList,
                    this.triangleVertives,
                    0,
                    1
                );

                // 面の表側を示すラインを描画
                this.GraphicsDevice.DrawUserPrimitives(
                    PrimitiveType.LineList,
                    this.lineVertices,
                    0,
                    1
                );
            }

            // スプライトの描画準備
            this.spriteBatch.Begin();

            // カリングモードを表示
            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "A or LeftButton:Change CullMode.",
                new Vector2(10, 30), Color.White);

            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "CullMode:" + this.rasterizerState.CullMode.ToString(),
                new Vector2(10, 60), Color.Yellow);

            // 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);
        }
    }
}