C++ Programmer's Cookbook

{C++ 基础} {C++ 高级} {C#界面，C++核心算法} {设计模式} {C#基础}

managed directx 实现太阳系的模拟

c#代码:
//------------------------------------------------------------------------------
//           Name: dx9cs_transforms.cs
//         Author: Kevin Harris
//  Last Modified: 06/28/05
//    Description: Demonstrates how to use translation, rotation, and scaling 
//                 matrices to create a simulated solar system.
//
//   Control Keys: F1    - Speed up rotations
//                 F2    - Slow down rotations
//                 Space - Toggle orbiting on/off
//------------------------------------------------------------------------------

using System;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;
using Microsoft.DirectX;
using Microsoft.DirectX.Direct3D;

namespace DX9Sample
{
    public class DX9Form : System.Windows.Forms.Form
    {
        private Device d3dDevice = null;
        private bool mousing = false;
        private Point ptLastMousePosit;
        private Point ptCurrentMousePosit;
        private Mesh sunMesh;
        private Mesh earthMesh;
        private Mesh moonMesh;
        private MatrixStack matrixStack;

        static private float elapsedTime;
        static private DateTime currentTime;
        static private DateTime lastTime;

        private float speedmodifier = 1.0f;
        private bool orbitOn = true;

        static private float fSunSpin = 0.0f;
        static private float fEarthSpin = 0.0f;
        static private float fEarthOrbit = 0.0f;
        static private float fMoonSpin = 0.0f;
        static private float fMoonOrbit = 0.0f;

        struct Vertex
        {
            public float x, y, z; // Position of vertex in 3D space
            public int color;     // Diffuse color of vertex

            public Vertex(float _x, float _y, float _z, int _color)
            {
                x = _x; y = _y; z = _z;
                color = _color;
            }

            public static readonly VertexFormats FVF_Flags = VertexFormats.Position | VertexFormats.Diffuse;
        };

        public DX9Form()
        {
            this.ClientSize = new System.Drawing.Size(640, 480);
            this.Text = "Direct3D (DX9/C#) - Transforms";
            this.SetStyle(ControlStyles.AllPaintingInWmPaint | ControlStyles.Opaque, true);
        }

        protected override void OnPaint(System.Windows.Forms.PaintEventArgs e)
        {
            currentTime = DateTime.Now;
            TimeSpan elapsedTimeSpan = currentTime.Subtract(lastTime);
            elapsedTime = (float)elapsedTimeSpan.Milliseconds * 0.001f;
            lastTime = currentTime;

            this.Render();
            this.Invalidate();
        }

        protected override void OnKeyDown(System.Windows.Forms.KeyEventArgs e)
        {
            switch (e.KeyCode)
            {
                case System.Windows.Forms.Keys.Escape:
                    this.Dispose();
                    break;

                case System.Windows.Forms.Keys.Space:
                    orbitOn = !orbitOn;
                    break;

                case System.Windows.Forms.Keys.F1:
                    ++speedmodifier;
                    break;

                case System.Windows.Forms.Keys.F2:
                    --speedmodifier;
                    break;
            }
        }

        protected override void Dispose(bool disposing)
        {
            base.Dispose(disposing);
        }

        static void Main()
        {
            using (DX9Form frm = new DX9Form())
            {
                frm.Show();
                frm.Init();
                Application.Run(frm);
            }
        }

        /// <summary>
        /// This method basically creates and initialize the Direct3D device and
        /// anything else that doens't need to be recreated after a device 
        /// reset.
        /// </summary>
        private void Init()
        {
            //
            // Do we support hardware vertex processing? If so, use it. 
            // If not, downgrade to software.
            //

            Caps caps = Manager.GetDeviceCaps(Manager.Adapters.Default.Adapter,
                                               DeviceType.Hardware);
            CreateFlags flags;

            if (caps.DeviceCaps.SupportsHardwareTransformAndLight)
                flags = CreateFlags.HardwareVertexProcessing;
            else
                flags = CreateFlags.SoftwareVertexProcessing;

            //
            // Everything checks out - create a simple, windowed device.
            //

            PresentParameters d3dpp = new PresentParameters();

            d3dpp.BackBufferFormat = Format.Unknown;
            d3dpp.SwapEffect = SwapEffect.Discard;
            d3dpp.Windowed = true;
            d3dpp.EnableAutoDepthStencil = true;
            d3dpp.AutoDepthStencilFormat = DepthFormat.D16;
            d3dpp.PresentationInterval = PresentInterval.Immediate;

            d3dDevice = new Device(0, DeviceType.Hardware, this, flags, d3dpp);

            // Register an event-handler for DeviceReset and call it to continue
            // our setup.
            d3dDevice.DeviceReset += new System.EventHandler(this.OnResetDevice);
            OnResetDevice(d3dDevice, null);
        }

        /// <summary>
        /// This event-handler is a good place to create and initialize any 
        /// Direct3D related objects, which may become invalid during a 
        /// device reset.
        /// </summary>
        public void OnResetDevice(object sender, EventArgs e)
        {
            Device device = (Device)sender;
            device.Transform.Projection =
                Matrix.PerspectiveFovLH(Geometry.DegreeToRadian(45.0f),
                (float)this.ClientSize.Width / this.ClientSize.Height,
                0.1f, 100.0f);

            device.RenderState.Lighting = false;
            device.RenderState.CullMode = Cull.None;
            device.RenderState.FillMode = FillMode.WireFrame;

            //
            // We'll use the Mesh.Sphere method to create three simple sphere 
            // meshes to experiment with.
            //

            sunMesh = Mesh.Sphere(device, 1.0f, 20, 20);
            earthMesh = Mesh.Sphere(device, 1.0f, 10, 10);
            moonMesh = Mesh.Sphere(device, 0.5f, 8, 8);

            //
            // Unfortunately, the Mesh.Sphere utility function creates a mesh 
            // with no color, so we'll need to make a clone of the original 
            // meshes using a FVF code that does include color so we can set up 
            // the Earth and Sun with color.
            //
            // Once that's been done, we'll need to set the color values to  
            // something appropriate for our solar system model.
            //

            //
            // Clone the original Earth mesh and make it blue
            //

            Mesh tempMesh = earthMesh.Clone(earthMesh.Options.Value, Vertex.FVF_Flags, device);

            Vertex[] vertData =
                (Vertex[])tempMesh.VertexBuffer.Lock(0, typeof(Vertex),
                                                       LockFlags.None,
                                                       tempMesh.NumberVertices);

            for (int i = 0; i < vertData.Length; ++i)
                vertData[i].color = Color.Blue.ToArgb();

            tempMesh.VertexBuffer.Unlock();

            earthMesh.Dispose();
            earthMesh = tempMesh;

            //
            // Clone the original Sun mesh and make it yellow
            //

            tempMesh = sunMesh.Clone(sunMesh.Options.Value, Vertex.FVF_Flags, device);

            vertData =
                (Vertex[])tempMesh.VertexBuffer.Lock(0, typeof(Vertex),
                                                       LockFlags.None,
                                                       tempMesh.NumberVertices);

            for (int i = 0; i < vertData.Length; ++i)
                vertData[i].color = Color.Yellow.ToArgb();

            tempMesh.VertexBuffer.Unlock();

            sunMesh.Dispose();
            sunMesh = tempMesh;

            //
            // Create a matrix stack
            //

            matrixStack = new MatrixStack();
        }

        //*
        /*    /// <summary>
            /// This method is dedicated completely to rendering our 3D scene and is
            /// is called by the OnPaint() event-handler.
            /// 
            /// Render a solar system using the D3DXMATRIX utility class.
            /// </summary>
            private void Render()
            {
                // Now we can clear just view-port's portion of the buffer to red
                d3dDevice.Clear( ClearFlags.Target | ClearFlags.ZBuffer, 
                                 Color.FromArgb(255, 0, 0, 0), 1.0f, 0 );

                d3dDevice.BeginScene();

                //
                // Have the view matrix move the view move us to a good vantage point so 
                // we can see the Sun sitting at the origin while the Earth orbits it.
                //

                d3dDevice.Transform.View = Matrix.LookAtLH( new Vector3(0.0f, 2.0f, -25.0f), // Camera position
                                                            new Vector3(0.0f, 0.0f, 0.0f),   // Look-at point
                                                            new Vector3(0.0f, 1.0f, 0.0f));  // Up vector

                if( orbitOn == true )
                {
                    fSunSpin += speedmodifier * (elapsedTime * 10.0f);

                    fEarthSpin  += speedmodifier * (elapsedTime * 100.0f);
                    fEarthOrbit += speedmodifier * (elapsedTime * 20.0f);

                    fMoonSpin  += speedmodifier * (elapsedTime * 50.0f);
                    fMoonOrbit += speedmodifier * (elapsedTime * 200.0f);
                }

                //
                // The Sun is easy because the mesh for it is initially created centered  
                // at origin. All we have to do is spin it by rotating it about the Y axis
                // and scale it by 5.0f.
                //

                Matrix mSunScale = Matrix.Identity;
                Matrix mSunSpinRotation = Matrix.Identity;
                Matrix mSunMatrix = Matrix.Identity;
    
                mSunSpinRotation.RotateY( Geometry.DegreeToRadian( fSunSpin ) );
                mSunScale.Scale( 5.0f, 5.0f, 5.0f );

                // Now, concatenate them together
                mSunMatrix = mSunScale *       // 1. Uniformly scale the Sun up in size
                             mSunSpinRotation; // 2. and then spin it on its axis.

                d3dDevice.Transform.World = mSunMatrix;
                sunMesh.DrawSubset(0);

                //
                // The Earth is a little more complicated since it needs to spin as well 
                // as orbit the Sun. This can be done by combining three transformations 
                // together.
                //
            
                Matrix mEarthTranslationToOrbit = Matrix.Identity;
                Matrix mEarthSpinRotation = Matrix.Identity;
                Matrix mEarthOrbitRotation = Matrix.Identity;
                Matrix mEarthMatrix = Matrix.Identity;

                mEarthSpinRotation.RotateY( Geometry.DegreeToRadian( fEarthSpin ) );
                mEarthTranslationToOrbit.Translate( 0.0f, 0.0f, 10.0f );
                mEarthOrbitRotation.RotateY( Geometry.DegreeToRadian( fEarthOrbit ) );

                // Now, concatenate them together
                mEarthMatrix = mEarthSpinRotation *       // 1. Spin the Earth on its own axis.
                               mEarthTranslationToOrbit * // 2. Then translate it away from the origin (where the Sun's at)
                               mEarthOrbitRotation;       // 3. and rotate it again to make it orbit the origin (or the Sun).

                d3dDevice.Transform.World = mEarthMatrix;
                earthMesh.DrawSubset(0);

                //
                // The Moon is the hardest to understand since it needs to not only spin on
                // its own axis and orbit the Earth, but needs to follow the Earth, 
                // which is orbiting the Sun.
                //
                // This can be done by combining five transformations together with the last
                // two being borrowed from the Earth's transformation.
                //

                Matrix mMoonTranslationToOrbit = Matrix.Identity;
                Matrix mMoonSpinRotation = Matrix.Identity;
                Matrix mMoonOrbitRotation = Matrix.Identity;
                Matrix mMoonMatrix = Matrix.Identity;

                mMoonSpinRotation.RotateY( Geometry.DegreeToRadian( fMoonSpin ) );
                mMoonOrbitRotation.RotateY( Geometry.DegreeToRadian( fMoonOrbit ) );
                mMoonTranslationToOrbit.Translate( 0.0f, 0.0f, 2.0f );

                //
                // The key to understanding the first three transforms is to pretend that 
                // the Earth is located at the origin. We know it's not, but if we pretend 
                // that it is, we can set up the Moon just like the we did the Earth since 
                // the Moon orbits the Earth just like the Earth orbits the Sun.
                //
                // Once the Moon's transforms are set up we simply reuse the Earth's 
                // translation and rotation matrix, which placed it in orbit, to offset
                // the Moon out to where it should be following the Earth.
                // 

                // Now, concatenate them together
            
                mMoonMatrix = mMoonSpinRotation *        // 1. Spin the Moon on its own axis.
                              mMoonTranslationToOrbit *  // 2. Then translate it away from the origin (pretending that the Earth is there)
                              mMoonOrbitRotation *       // 3. and rotate it again to make it orbit the origin (or the pretend Earth).
                          
                              mEarthTranslationToOrbit * // 4. Now, translate out to where the Earth is really at
                              mEarthOrbitRotation;       // 5. and move with it by matching its orbit of the Earth.

                d3dDevice.Transform.World = mMoonMatrix;
                moonMesh.DrawSubset(0);

                d3dDevice.EndScene();

                d3dDevice.Present();
            }*/
        //******************************************************************************//


        //<summary>
        //This method is dedicated completely to rendering our 3D scene and
        //is called by the OnPaint() event-handler.

        //Render a solar system using the D3DXMATRIX utility class and a  
        //matrix stack similar to OpenGL's. See the note below for details.

        //Note:

        //Direct3D uses the world and view matrices that we set to configure 
        //several internal data structures. Each time we set a new world or 
        //view matrix, the system is forced to recalculate these internal 
        //structures. Therefore, setting these matrices frequently, which is 
        //the case for applications that require a high frame-rate, is 
        //computationally expensive. We can minimize the number of required 
        //calculations by concatenating our world and view matrices into a 
        //combined world-view matrix that we set as the world matrix. 

        //With the view matrix combined in with each world matrix that we set, 
        //we no longer have to set the view matrix separately and incur its 
        //overhead. Instead, we simply set the view matrix to the identity 
        //once and leave it untouched during all calculations.

        //For clarity, Direct3D samples rarely employ this optimization since 
        //it confuses beginners.
        //</summary>
        private void Render()
        {
            //Now we can clear just view-port's portion of the buffer to red
            d3dDevice.Clear(ClearFlags.Target | ClearFlags.ZBuffer,
                             Color.FromArgb(255, 0, 0, 0), 1.0f, 0);

            d3dDevice.BeginScene();


            //Have the view matrix move the view move us to a good vantage 
            //point so we can see the Sun sitting at the origin while the 
            //Earth orbits it.


            d3dDevice.Transform.View = Matrix.LookAtLH(new Vector3(0.0f, 2.0f, -25.0f), // Camera position
                                                        new Vector3(0.0f, 0.0f, 0.0f),   // Look-at point
                                                        new Vector3(0.0f, 1.0f, 0.0f));  // Up vector

            matrixStack.LoadMatrix(d3dDevice.Transform.View);

            if (orbitOn == true)
            {
                fSunSpin += speedmodifier * (elapsedTime * 10.0f);

                fEarthSpin += speedmodifier * (elapsedTime * 100.0f);
                fEarthOrbit += speedmodifier * (elapsedTime * 20.0f);

                fMoonSpin += speedmodifier * (elapsedTime * 50.0f);
                fMoonOrbit += speedmodifier * (elapsedTime * 200.0f);
            }


            //The Sun is easy because the mesh for it is initially created 
            //centered  at origin. All we have to do is spin it by rotating it 
            //about the Y axis and scale it by 5.0f.


            Matrix mSunScale = Matrix.Identity;
            Matrix mSunSpinRotation = Matrix.Identity;
            Matrix mSunMatrix = Matrix.Identity;

            mSunSpinRotation.RotateY(Geometry.DegreeToRadian(fSunSpin));
            mSunScale.Scale(5.0f, 5.0f, 5.0f);

            //Now, concatenate them together
            mSunMatrix = mSunScale *       // 1. Uniformly scale the Sun up in size
                         mSunSpinRotation; // 2. and then spin it on its axis.

            matrixStack.Push();
            {
                matrixStack.MultiplyMatrixLocal(mSunMatrix);

                d3dDevice.Transform.World = matrixStack.Top;
                sunMesh.DrawSubset(0);
            }
            matrixStack.Pop();


            //The Earth is a little more complicated since it needs to spin as 
            //well as orbit the Sun. This can be done by combining three 
            //transformations together.


            Matrix mEarthTranslationToOrbit = Matrix.Identity;
            Matrix mEarthSpinRotation = Matrix.Identity;
            Matrix mEarthOrbitRotation = Matrix.Identity;
            Matrix mEarthMatrix = Matrix.Identity;

            mEarthSpinRotation.RotateY(Geometry.DegreeToRadian(fEarthSpin));
            mEarthTranslationToOrbit.Translate(0.0f, 0.0f, 12.0f);
            mEarthOrbitRotation.RotateY(Geometry.DegreeToRadian(fEarthOrbit));

            //Now, concatenate them together
            mEarthMatrix = mEarthSpinRotation *       // 1. Spin the Earth on its own axis.
                           mEarthTranslationToOrbit * // 2. Then translate it away from the origin (where the Sun's at)
                           mEarthOrbitRotation;       // 3. and rotate it again to make it orbit the origin (or the Sun).

            matrixStack.Push();
            {
                matrixStack.MultiplyMatrixLocal(mEarthMatrix);

                d3dDevice.Transform.World = matrixStack.Top;
                earthMesh.DrawSubset(0);
            }
            matrixStack.Pop();


            //The Moon is the hardest to understand since it needs to not only 
            //spin on its own axis and orbit the Earth, but needs to follow 
            //the Earth, which is orbiting the Sun.

            //This can be done by combining five transformations together 
            //with the last two being borrowed from the Earth's transformation.


            Matrix mMoonTranslationToOrbit = Matrix.Identity;
            Matrix mMoonSpinRotation = Matrix.Identity;
            Matrix mMoonOrbitRotation = Matrix.Identity;
            Matrix mMoonMatrix = Matrix.Identity;

            mMoonSpinRotation.RotateY(Geometry.DegreeToRadian(fMoonSpin));
            mMoonOrbitRotation.RotateY(Geometry.DegreeToRadian(fMoonOrbit));
            mMoonTranslationToOrbit.Translate(0.0f, 0.0f, 2.0f);


            //The key to understanding the first three transforms is to 
            //pretend that the Earth is located at the origin. We know it's 
            //not, but if we pretend that it is, we can set up the Moon just 
            //like the we did the Earth since the Moon orbits the Earth just 
            //like the Earth orbits the Sun.

            //Once the Moon's transforms are set up we simply reuse the Earth's 
            //translation and rotation matrix, which placed it in orbit, to 
            //offset the Moon out to where it should be following the Earth.


            //Now, concatenate them together

            mMoonMatrix = mMoonSpinRotation *        // 1. Spin the Moon on its own axis.
                          mMoonTranslationToOrbit *  // 2. Then translate it away from the origin (pretending that the Earth is there)
                          mMoonOrbitRotation *       // 3. and rotate it again to make it orbit the origin (or the pretend Earth).

                          mEarthTranslationToOrbit * // 4. Now, translate out to where the Earth is really at
                          mEarthOrbitRotation;       // 5. and move with it by matching its orbit of the Earth.

            matrixStack.Push();
            {
                matrixStack.MultiplyMatrixLocal(mMoonMatrix);

                d3dDevice.Transform.World = matrixStack.Top;
                moonMesh.DrawSubset(0);
            }
            matrixStack.Pop();

            d3dDevice.EndScene();

            d3dDevice.Present();
        }


    }
}
注意:
两个render()函数同样的效果,但是2个中用了MatrixStack.
最后的效果:
o_simulated solar system.jpg

by:mzty
at:2006年6月22日

posted on 2006-06-22 15:39 梦在天涯 阅读(1914) 评论(2)  编辑 收藏 引用 所属分类: DirectX

评论

# re: managed directx 实现太阳系的模拟 2008-01-09 16:11 lsh2011

好。正 在 学这个。

不过，要是能把文件打包 放上去供人 测试就更好。

谢谢  回复  更多评论   

# re: managed directx 实现太阳系的模拟 2008-12-12 17:05 馒头

这个能打包发给我吗?  回复  更多评论   


只有注册用户登录后才能发表评论。
网站导航: 博客园   IT新闻   BlogJava   博问   Chat2DB   管理


公告

EMail：itech001#126.com

导航

统计

  • 随笔 - 461
  • 文章 - 4
  • 评论 - 746
  • 引用 - 0

常用链接

随笔分类

随笔档案

收藏夹

Blogs

c#(csharp)

C++(cpp)

Enlish

Forums(bbs)

My self

Often go

Useful Webs

Xml/Uml/html

搜索

  •  

积分与排名

  • 积分 - 1797010
  • 排名 - 5

最新评论

阅读排行榜