การแปลงพิกัดแบบฉายภาพ
สรุป
การจัดการพารามิเตอร์ของการแปลงพิกัดฉายภาพ
สภาพแวดล้อมในการทํางาน
ข้อกําหนดเบื้องต้น
รุ่น XNA ที่รองรับ |
|
แพลตฟอร์มที่รองรับ |
|
Windows ต้องใช้เวอร์ชัน Vertex Shader | 2.0 |
เวอร์ชัน Pixel Shader ที่จําเป็นของ Windows | 2.0 |
สภาพแวดล้อมในการทํางาน
แท่น |
|
วิธีการทํางานกับตัวอย่าง
เมาส์แป้นพิมพ์ใช้งานได้คอนโทรลเลอร์ Xbox | 360 | สัมผัส | ||
---|---|---|---|---|
การเปลี่ยนมุมมอง | ↑↓ | แท่งซ้าย (ขึ้นและลง) | ปุ่มซ้าย (เปลี่ยนอัตโนมัติ, สลับการทํางาน) | - |
การเปลี่ยนอัตราส่วนภาพ | ←→ | ไกปืน | ปุ่มซ้าย (เปลี่ยนอัตโนมัติ, สลับการทํางาน) | - |
การเปลี่ยนระนาบคลิปด้านหลัง | เอ,ซ | แท่งขวา (ขึ้นและลง) | ปุ่มซ้าย (เปลี่ยนอัตโนมัติ, สลับการทํางาน) | - |
สาร
เกี่ยวกับการแปลงพิกัดแบบฉายภาพ
โปรดดูหน้าต่อไปนี้สําหรับภาพรวมของการแปลงพิกัดแบบฉายภาพ
สนาม
มีการเตรียมพารามิเตอร์สี่ตัวเพื่อให้สามารถจัดการพารามิเตอร์ที่ใช้สําหรับการแปลงพิกัดแบบฉายภาพได้: "มุมมอง", "อัตราส่วนภาพ" และ "ตําแหน่งการตัด (ไปข้างหน้า, ถอยหลัง)"
<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;
การทํางานกับพารามิเตอร์
ในเมธอด Game.Update เราใช้แป้นพิมพ์และคอนโทรลเลอร์เพื่อจัดการแต่ละพารามิเตอร์ สําหรับรายละเอียดของการดําเนินการแต่ละครั้ง โปรดดู "วิธีการ" ที่ด้านบนของหน้านี้ (รหัสด้านล่างคัดลอกมาจากส่วนการทํางานด้วยแป้นเกมเท่านั้น)
ตั้งค่า view มุมกว้างในช่วง "0 < x < π" (ในตัวอย่าง เมื่อเราสร้างการแปลงแบบฉายภาพ เราจะแปลงจากองศาเป็นเรเดียน ดังนั้นที่นี่จึงเป็น "0 < x < 180")
อัตราส่วนภาพไม่ควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0
ไม่ควรกลับตําแหน่งคลิปไปข้างหน้าและถอยหลัง ต้องไม่ตั้งค่าเป็น 0 หรือน้อยกว่า
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;
}
การสร้างเมทริกซ์การฉายภาพ
เมทริกซ์การฉายภาพถูกสร้างขึ้นโดยการตั้งค่าแต่ละพารามิเตอร์ในเมธอด "Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView"
ข้อโต้แย้งแรกคือมุมมองเป็นเรเดียน ในตัวอย่าง หน่วยองศาจะถูกแปลงเป็นเรเดียนโดยใช้วิธี "MathHelper.ToRadians"
อาร์กิวเมนต์ที่สองระบุอัตราส่วนภาพ (อัตราส่วนภาพ) อาร์กิวเมนต์ที่สามระบุตําแหน่งการตัดไปข้างหน้า และอาร์กิวเมนต์ที่สี่ระบุตําแหน่งการตัดด้านหลัง
// 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
วิธี
สร้างเมทริกซ์การฉายภาพเปอร์สเปคทีฟตามการตั้งค่าของฟิลด์มุมมอง
ฟิลด์ของมุมมอง | ลอย | มุมมอง. ระบุเป็นหน่วยเรเดียน |
อัตราส่วนด้าน | ลอย | อัตราส่วนภาพ (อัตราส่วนภาพ) โดยปกติคุณจะระบุค่าสําหรับ "ความกว้าง÷ความสูงของมุมมอง" |
nearPlaneDistance | ลอย | ตําแหน่งคลิปไปข้างหน้า วัตถุที่อยู่ด้านหน้าตําแหน่งนี้จะไม่ถูกวาด |
ระยะทางเครื่องบินไกล | ลอย | ตําแหน่งคลิปด้านหลัง วัตถุที่อยู่นอกตําแหน่งนี้จะไม่ถูกวาด |
ส่งคืนค่า | เมตริกซ์ | ส่งกลับเมทริกซ์การฉายภาพเปอร์สเปคทีฟ |
ชุดเมทริกซ์การฉายภาพ
มีการตั้งค่าเมทริกซ์การฉายภาพสําหรับแต่ละเอฟเฟกต์
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();
}
รหัสทั้งหมด
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);
}
}
}