Графика DirectX в Delphi - Михаил Краснов

if Angle < Pi

then // Конус расположен дальше, чем сфера; первым выводится конус

else // Конус загораживает сферу; первой выводится сфера

Наложение текстуры на трехмерные объекты

Для использования трехмерных объектов, покрытых текстурой, необходимо, конечно, описание их вершин дополнить текстурными координатами. Помимо инициализации текстуры, это является минимальным действием, резко усиливающим зрелищность наших построений.

Проект каталога Ех13 представляет собой первый пример на данную тему. Это вариация одного из наших примеров с вращающимся кубиком. Формат вершин включает в себя нормали и текстурные координаты. Нормали, правда, в примере не применяются и оставлены мною "про запас". Не используются они постольку, поскольку на сцене отсутствуют источники света. Так что их удаление из описания вершин не приведет к каким-либо изменениям в работе данного примера. Работа с текстурой в рассматриваемом примере ничем не отличается от наших плоских построений, и запомните, что задание режимов текстуры в привычное для нас значение приводит к тому, что работа с освещенностью не осуществляется:

SetTextureStageStatefO, D3DTSS_COLOROP, D3DTAJTEXTURE);

Файл текстуры для этого примера я взял на сайте nehe.gamedev.net, она мне показалась очень подходящей для наложения на кубик (рис. 10.9).

Конечно, большая часть того, что мы наблюдаем в играх, представляет собой наложение текстур. В проекте из каталога Ех14 вы можете увидеть, как наложение текстур на стороны куба позволяет создать окружение игрока. Здесь глаз наблюдателя помещается внутрь куба, на каждую сторону которого наложена текстура, имитирующая картину, наблюдаемую зрителем при повороте головы. Запомните, что поверхность покрывается текстурой с обеих сторон. Растры для примера взяты мною с сайта gamedeveloper.org/delphi3d.

Если необходимо модулировать, т. е. накладывать освещенность на поверхность, покрытую текстурой, то параметры следует задавать так:

SetTextureStageStatefO, D3DTSS_COLOROP, D3DTOP_MODULATE);

В проекте из каталога Ех15 формат вершин включает в себя пространственные координаты, нормаль, диффузную составляющую и текстурные координаты.

type

TCUSTOMVERTEX = packed record

X, У, Z : Single;

nX, nY, nZ : Single;

DColor : DWORD;

U, V : Single; end;

const

D3DFVF_CUSTOMVERTEX = D3DFVF_XYZ or D3DFVF_NORMAL or

D3DFVF_DIFFUSE or D3DFVFJTEX1;

Буфер вершин заполняется данными о сфере. В этом примере пространственные и текстурные координаты, а также нормали вершин, рассчитываются, и строится последовательность связанных треугольников.

На сферу накладывается растр с изображением поверхности Земли, который я позаимствовал из набора файлов, поставляемых в составе DirectX SDK.

В примере диффузная составляющая вершин сферы задается белым цветом. Поскольку по умолчанию в DirectSD при разрешенной работе с освещенностью используется диффузный компонент вершины, в примере просто включается направленный источник света, материалы не используются. Так как в этом примере включена модуляция, участки глобуса отличаются по своей яркости (рис. 10.10).

Сейчас в качестве упражнений выполните следующие задания:

* задайте диффузную составляющую вершин сферы, отличную от белого цвета, и посмотрите результат; запретите работу с освещением объектов и посмотрите результат; рассмотрите работу примера с запрещенной модуляцией; в примере на тему выбора объектов найдите значения состояний для включения материала; в рассмотренном выше примере задайте материал для сферы и добейтесь того, чтобы глобус окрашивался с учетом текущего материала.

Точечный источник света также подходит для освещения объектов, покрытых текстурой. Так, в примере проекта каталога Ех16 рисуется тестовая сцена комнаты с конусом и сферой. На стены комнаты здесь накладываются разнообразные текстуры.

В предыдущих примерах текстура накладывалась на простые объекты, но вам, наверняка, захочется узнать, возможно ли использование текстуры с объектами сложной формы. Если у вас возникли вопросы по этому поводу, отсылаю вас к следующему примеру, проектам каталога Ех17, в одном из которых выводится модель игрока из игры Quake, а во втором - вращающаяся голова. Программа импорта, которой я пользовался для подготовки примеров этой книги, позволяет записывать в результирующем файле и текстурные координаты моделей. Мне оставалось только отметить такую опцию при записи результирующего файла.

Механизм трехмерной игры

Этот раздел я закончу примером, который можно считать заготовкой трехмерной игры. Но прежде, чем мы перейдем непосредственно к этому проекту, посмотрим решение двух связанных с ним задач: вывод текста в пространстве и раскрашивание модели.

Вам, наверняка, пригодится моя простая программа из каталога Ех18, с помощью которой создается файл, содержащий координаты вершин треугольников, образующих нужный символ установленного для формы шрифта. Программа основана на материале моей книги по OpenGL, подробно рассматривать ее здесь не буду, ограничусь лишь небольшими замечаниями по поводу ее использования.

Требуемый символ должен устанавливаться аргументом процедуры OutText, вызываемой в коде два раза: первый раз - для получения координат вершин треугольников, второй раз - для контрольного отображения на экране. В текстовый файл выводятся построчно две координаты очередной вершины треугольника, по оси X и по оси Y. Количество треугольников заранее неизвестно и зависит от базового символа. Выводимые в файл координаты вершин соответствуют оконным, поэтому при дальнейшем использовании должны быть масштабированы. Как правило, вершины треугольников перечисляются по часовой стрелке, но возможны исключения.

Еще один проект (из каталога Ех19) строит средствами Direct3D символ, используя файл, полученный по результатам работы предыдущей программы. Количество считываемых треугольников необходимо установить равным константе NumTriangies. Считываемые координаты вершин масштабируются при заполнении буфера вершин.

Замечу также, что оба примера могут использоваться и для вывода фраз целиком, а не только отдельных символов.

Сейчас перейдем к очередному примеру (проекту из катаюга Ех20), во время работы которого на экране воспроизводится симпатичная модель человечка из детского конструктора (рис. 10.11).

Подходящую модель я нашел по Internet-адресу http://www.people.zeelandnet.nl /nihil/download/legoman.zip. Автор модели, Kortekaas, любезно предоставил разрешение на использование ее в этой книге.

Эта модель также конвертирована мною с помощью программы импорта 3D Exploration, а код был преобразован из программы на языке C++. При импортировании комплексных моделей, состоящих, как в данном примере, из нескольких частей, в код вставляются метки-имена составляющих элементов. По этим меткам можно ориентироваться для получения данных о том, сколько треугольников потрачено на описание отдельной части, чтобы идентифицировать каждый элемент:

procedure TfrmD3D.DrawScene;

begin

with FD3DDevice do begin

// Ноги покрашены материалом серого цвета

SetMaterial(MaterialGray);

SetTransform(D3DTS_WORLD, matLeftFoot);

// Левая нога

DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST, 0, 112);

// Правая нога

SetTransform(D3DTS_WORLD, matRightFoot) ;

DrawPrimitive(D3DPT TRIANGLELIST, (112 + 204) * 3, 112);

// Руки покрашены красным цветом SetMaterial(MaterialRed) ; // Левая рука

SetTransform(D3DTS_WORLD, matLeftHand);

DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST, (112+204 + 112 + 620 + 6141*3, 612); // Кисти - желтого цвета

SetMaterial(MaterialYellow) ; // Левая кисть

DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST,(112+204+112+620+614+612)*3, 324);

SetMaterial(MaterialRed); SetTransform(D3DTS_WORLD, matRightHand); // Правая рука

DrawPrimitive(D3DPTJTRIANGLELIST, (112 + 204 + 112 + 620) * 3, 614); // Правая кисть

SetMaterial(MaterialYellow) ;

DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST,

(112+204+112+620+614+612+324)*3, 324); // Голова

S.etTransform(D3DTS_WORLD, matRot) ;

DrawPrimitive(D3DPTJTRIANGLELIST, (112 + 204 + 112) * 3, 620); // Туловище, красного цвета

SetMaterial(MaterialRed) ;

DrawPrimitive(D3DPTJTRIANGLELIST, 112 * 3, 204);

end;

end;

Буфер вершин заполняется данными на всю модель целиком, а при воспроизведении отдельных частей из него последовательно выбираются соответствующие треугольники. Перед воспроизведением каждого элемента устанавливается предварительно рассчитанная матрица трансформаций, поэтому изначально монолитная модель пришла в движение. Для каждого элемента модели задается индивидуальный материал, поэтому модель стала разноцветной. Фигурирующие числа получены следующим образом: я подсчитал количество отдельных фасетов между метками, расставленными программой моделирования трехмерных объектов в описании массива face^indicies.

Матрицы, связанные с поворотом конечностей, из соображений оптимизации вычисляются не при каждой перерисовке кадра, а только при изменении значений управляющих переменных. Обратите внимание, что поворот конечностей в точках крепления осуществляется следующим образом: система координат перемещается в точку крепления, выполняется поворот, а затем система координат возвращается в первоначальное положение: