用三角形網格構建三維圖形

最新 06-08

雖然WPF只能支持部分三維模型，不過從應用功能開發的角度看，也已經夠用了（非遊戲開發）。WPF 的三維圖形，說得簡單一點，也就兩種而已。

1、把二維對象放到三維空間中，這個應該較為好辦，像 Image 控制項，Shape 類型等，或者我們常用的一些控制項，都可以放進三維空間中，用這種方式構建模型可能更為實用，也好弄（至少不藉助專門的建模工具的前提下）。

2、完全利用坐標建模。實際上是用 N 個三角形來組合成三維模型。

本文老周重點介紹第二種建模方法，就是用三角形來組建。為啥要用三角形呢？我們以前都學過幾何，你想想，要多少個點才能確定一個面？是三個吧。兩個點只能確定一條線，一個點就算了，那是無限射線。正是如此，所以三維圖形中的所謂面，至少得要三個點才能確定下來，所以，要使用三角形來作為圖形基元。

在介紹三角形坐標設置之前，老周先用廢話來各大夥補充一點東東。

用坐標來構建模型，應當用 ModelVisual3D 類，這個類很好玩，它自身又公開一個集合，可以再添加 ModelVisual3D 對象。也就是說，ModelVisual3D 對象是可以像樹形結構一樣嵌套，這樣做可以方便你建立複雜的三維圖形，並且可以有效分組。很多人會覺得，WPF 的三維模型很複雜很難懂，除了三維空間本身的複雜性外，估計可能是因為這種可視化元素之間的可嵌套性，剛開始接觸時容易頭暈。不過不用害怕，這世界上沒有誰天生就會的，不要急，學習的時候，不要建太複雜的模型，這樣思路也容易適應，只要你熟悉了就很輕鬆了，再複雜的東西，也是由各種簡單的元素構成的。

ModelVisual3D 類有個Content屬性，這個才是真正用來設置模型坐標的，它的類型是Model3D，它是個抽象類，它的派生類有兩大塊：一是GeometryModel3D，用來定義構成三維圖形的坐標點；再者就是Light，表示用於照亮三維模型的燈光，因為三維圖形是模擬現實中的事物的，所以會考慮到燈光照射的問題，它的實現類型有比如環境光（AmbientLight），這個像我們房間里的大燈，它可以照亮屋內所有角落；方向光（DirectionalLight），像手電筒的光吧，具有照射方向……

在GeometryModel3D類，也公開了三個屬性：

Geometry：設置三維圖形的坐標點集合，不僅只有點，還有索引、法向量、紋理映射等。

Material：圖形正面的材質，就像金屬表面，反射鏡面類似的效果。

BackMaterial：有正面就會有背面，這是指圖形背面的材質。

下面就是建立模型的重點了，即 Geometry屬性，WPF 框架只公開了一個實現類——MeshGeometry3D，就是使用三角形網路來建立物體的表面。其中也有三個屬性比要重要。

Positions：這個很重要，組成圖形表面的各個坐標點的集合。

TriangleIndices：這個也很重要，它是一組整數集，從0開始，就是指定哪三個點組成一個三角形。

TextureCoordinates：紋理映射。之個有點像你把某妹子的照片貼在一塊玻璃上，照片相當於紋理，經的每個點與玻璃的對應關係。比如，通常，我們會把照片的左上角的點對準玻璃左上角的點，右上角的點對準玻璃右上角的點。如果把照片左上角的點對準玻璃右下角的點，照片左上角的點對準玻璃左下角的點，這樣貼出來的照片就是倒過來的。

Normals：構成圖形的各個坐標點的法向量，默認全是 0，0，1。這個東西還真不知道怎麼解釋，一般我們可以不指定，用默認值就可以，大概是指面與面之間的關係吧。

咱們來看看演示吧。

……

上面代碼中，定義了四個坐標點，注意 TriangleIndices 屬性的值，它有六個值，表明這四個點可以構成兩個三角形。即它有兩個面組成。

0-1-2 表示第一個點，第二個點和第三個點，這三個點構成了一個三角形。就像這樣。