使用Vertex Buffer绘制基本几何形状

最新推荐文章于 2022-02-23 20:34:48 发布

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#数据结构 #UP

本文介绍如何在XNA中使用VertexBuffer绘制基本几何形状，包括设置顶点数据、使用不同的几何模型类型以及填充模式。

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使用Vertex Buffer绘制基本几何形状

在前面的文章有稍微介绍了XNA的XNA Rendering Pipeline

现在，让我们开始从头了解吧!!

(也许有人会好奇，怎么会要讲这个...因为这个部分是很重要的，所以我才特别在往回写，熟悉Vertex buffer与index buffer，在后面处理一些模型的几何会很有帮助)

使用环境:

Visual Studio C# 2008任意版本

XNA 3.1

新增完毕XNA GS(game studio，以后简称CS) 3.1的项目以后，开启Game1.cs的程序代码

在rendering pipeline中，我们知到顶点的信息(包含position、normal、texture coordniate等)，都是被储存在Vertex Buffer中，然后再送进Vertex Processing处理一些转换(包含将Local Coordniate转换到World Coordniate等)。

而我们第一步就是要建立Vertex Buffer!!

宣告一个变量Vertex Buffer:

VertexBuffer mVertexBuffer;

接下来宣告几项变量:

说明: 我们需要告知Pipeline现在我们的顶点包含哪些数据。(像是包含位置跟颜色等)

设定完变量以后，接下来就可以设定顶点的数据

在建构子当中，建立顶点信息，如下

mVertex = new VertexPositionColor[4];

mVertex[0].Position = new Vector3(-1, 1, 0);
mVertex[0].Color = Color.Blue;

mVertex[1].Position = new Vector3(-1, -1, 0);
mVertex[1].Color = Color.Red;

mVertex[2].Position = new Vector3(1, -1, 0);
mVertex[2].Color = Color.Orange;

mVertex[3].Position = new Vector3(1, 1, 0);
mVertex[3].Color = Color.MediumPurple;

这边我们宣告的四个顶点，VertexPositionColor.Position设定顶点位置，是一个三维的坐标。

VertexPositionColor.Color设定顶点颜色。

VertexPositionColor[] mVertex;
说明: 宣告顶点，而顶点结构的内容指包含位置和颜色。这边有多个选择顶点的结构，像是VertexPositionColor、VertexPositionColorTexture、VertexPositionNormalTexture和VertexPositionTexture四种。

VertexPositionColor: 可以宣告顶点位置和顶点颜色。

VertexPositionColorTexture: 可以宣告顶点位置、颜色和贴图坐标。

VertexPositionNormalTexture: 可以宣告顶点位置、法像量和贴图坐标。

VertexPositionTexture: 可以宣告顶点位置和贴图坐标。

BasicEffect basicEffect;
说明: 使用基本的特效，包含一些打光和一些矩阵(View matrix、projection matrix等)

设定完毕以后，在Initialize函数中，初始化一些变量和设定一些相关的矩阵。

mDeclaration = new VertexDeclaration(GraphicsDevice, VertexPositionColor.VertexElements);
说明: 告知Pipeline现在的顶点结构，第一个参数传入现在的GraphicsDevice，第二个参数传入结构的型态，在面所说的四个顶典型态都会有一个VertexElements的成员，将它设定为那个即可。

mVertexBuffer = new VertexBuffer(GraphicsDevice, VertexPositionColor.SizeInBytes * mVertex.Length, BufferUsage.None);
说明: 建立VertexBuffer，第一个参数为GraphicsDevice，第二个参数设定就是现在Vertex Buffer的大小(取得顶点结构的大小以后，在乘上顶点数量)，第三个参数设定Buffer的存取模式。
mVertexBuffer.SetData<VertexPositionColor>(mVertex);
说明: 设定VertexBuffer的顶点数据。

Matrix view = Matrix.CreateLookAt(new Vector3(0, 0, 1), Vector3.Zero, Vector3.Up);
说明: 设定View matrix，第一个参数为Camera的位置，第二个参数为Camera观察的点，第三个参数为向上的方向，第三个参数用来告知，现在哪边为上方，如果设定错误，可能会看到不是预期想看到的结果。)
Matrix project = Matrix.CreateOrthographic(5, 5, 0, 1);
说明: 设定投影矩阵，这边使用平行投影。

basicEffect = new BasicEffect(GraphicsDevice, null);
说明: 建立一个BasicEffect的对象。
basicEffect.VertexColorEnabled = true;
说明: 开起顶点颜色
basicEffect.World = Matrix.Identity;
说明: 设定世界矩阵(包含旋转、平移、缩放，这些称为世界矩阵)
basicEffect.View = view;
说明: 设定视野矩阵(一般可能会看到一个词，叫做ModelView matrix，这是因为world matrix可以直接跟view matrix相乘，这结果是相同的)
basicEffect.Projection = project;
说明: 设定投影矩阵。

设定完以上参数以后，接下来我们就可以准备画出结果了

在Draw的函数中，打入下面程序代码

GraphicsDevice.VertexDeclaration = mDeclaration;
说明: 设定顶点结构

GraphicsDevice.RenderState.PointSize = 10;
说明: 设定顶点的点大小。

GraphicsDevice.RenderState.CullMode = CullMode.None;
说明: 设定Culling Mode，在Rendering pipeline中，先剃除掉看不到的面，这边是指不开启Culling，因为每个人设定顶点的方式不同，像是顺时钟设定或是逆时钟设定等等(像这个范例我就是使用逆时钟设定顶点)，XNA预设是顺时钟为front face，所以我用逆时钟的方式设定的话，是看不到结果的。

basicEffect.Begin();
basicEffect.CurrentTechnique.Passes[0].Begin();
GraphicsDevice.DrawUserPrimitives<VertexPositionColor>(PrimitiveType.TriangleFan, mVertex, 0, 2);
说明: 将几何图形画出，第一个参数为设定几何模型的型态，像是点、线、三角形等，第二个参数为顶点的数据，第三个参数起始位置，第四个参数是说现在要画几个，第四个参数比较值得注意就是，你需要知道现在你要画几个，如果设定错误程序就会crush掉。
basicEffect.CurrentTechnique.Passes[0].End();
basicEffect.End();

执行结果如下