实现太阳自传，地球公转的程序

实现太阳自传，地球公转的程序 3D游戏从入门到精通 作者:佚名 来源:不详 发布时间:2007-4-5 18:46:17 减小字体 增大字体 有了上面绕着坐标轴旋转的矩阵，就可以轻松地构造我们的太阳系了。在我们太阳系中，太阳是自转的，在这个例子里要就要让太阳绕着Y轴自转。在让太阳旋转之前，就要先创建太阳这个物体，在这里我采用一个大圆球代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 太阳。创建太阳圆球的程序如下: LPD3DXMESH m_pMeshSun; //太阳。 D3DXMATRIX m_mSunSpin; //自转矩阵 这里使用类成员变量m_pMeshSun保存太阳的三角形列表，类成员m_mSunSpin保存自转矩阵。然后调用D3DXCreateSphere函数来创建太阳，这个函数就是创建一个球体的三角形网格。它具体参数如下: HRESULT D3DXCreateSphere( LPDIRECT3DDEVICE9 pDevice, FLOAT Radius, UINT Slices, UINT Stacks, LPD3DXMESH * ppMesh, LPD3DXBUFFER * ppAdjacency ); 第一个参数pDevice是D3D设备。第二个参数Radius是球半径长度。第三个参数是连接主轴两端的线条数，也就是经度线的条数。第四个参数是纬度线的条数。第五个参数是创建返回的球体三角形列表。第六个参数是ID3DXBuffer指针。最后如下面调用它: //创建太阳。 HRESULT hr = D3DXCreateSphere(m_pd3dDevice, 1.0f, 30, 30, &m_pMeshSun, NULL); if (hr != D3D_OK) { return hr; } 这里创建弧度为1.0，经度线是30条，纬度线是30条的球体。接着下来创建地球的模型，当然也是采用上面的球体，创建月亮也是一样的。代码如下: //创建地球。 hr = D3DXCreateSphere(m_pd3dDevice,1.0f,20,20,&m_pMeshEarth,NULL); if (hr != D3D_OK) { return hr; } //创建月亮. hr = D3DXCreateSphere(m_pd3dDevice,1.0f,10,10,&m_pMeshMoon,NULL); if (hr != D3D_OK) { return hr; } 这里创建地球和月亮是一样的大小，但它们的经度线和纬度线的条数是不一样。这样表现出来的结果是地球的三角形总数多于月亮的三角形总数，看起来就更加像圆形。由于后面会把月亮缩小，这样看起来就没有太大的差别了。 太阳、地球和月亮都已经创建好模型，接着下来的事情，就是怎么样让太阳自转，怎么样让地球绕着太阳转和自转，怎么样让月亮绕着地球和太阳转，以及它自己的自转。下面先来看看怎么实现地球自转: // //显示太阳为自转。 // //缩放矩阵 D3DXMATRIX mSunScale; D3DXMatrixScaling(&mSunScale,1.5,1.5,1.5); //转动90度。 D3DXMATRIX mSunRotationX; D3DXMatrixRotationX(&mSunRotationX,D3DX_PI/2); //自转 D3DXMATRIX mSunRotation; D3DXMatrixRotationY(&mSunRotation,fTime); m_mSunSpin *= mSunRotation; //组合所有矩阵。 D3DXMATRIX mSun = mSunScale*mSunRotationX*m_mSunSpin; m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_WORLD, &mSun ); m_pMeshSun->DrawSubset(0); 这段代码不是很长，看下来很快的。由于上面创建的太阳变量就是保存每次转动后的变换矩阵，只要每次改变这个矩阵转动，就相当于太阳在自转了。m_mSunSpin矩阵与mSunRotation矩阵相乘，就是把太阳每次都转动一点。到这里，已经把所有变换的矩阵构造出来，但是还没有把所有变换组合到一起，其实非常简单，只要把前面所有矩阵按顺序地作乘法，就行了。但是要注意一点，就是矩阵的乘法不满足交换律，不能随便更换乘数的次序，否则结果就与想表达的内容大不一样了。矩阵的组合有很多优点，可以把许多变换组合到一个矩阵里，只作一次变换计算，就达到目标了。在程序后面，就是把这个复合矩阵mSun设置到世界变换矩阵里，这样调用DrawSubset显示出来的太阳，就达到自转的目的了。 接着下来，就需要计算地球的公转和自转。 // //显示地球的自转和公转。 // D3DXMATRIX mEarthScale; D3DXMatrixScaling(&mEarthScale,0.5f,0.5f,0.5f); //自转 D3DXMATRIX mEarthRotation; D3DXMatrixRotationY(&mEarthRotation,1.5f*fTime); m_mEarthSpin *= mEarthRotation; //平移矩阵 D3DXMATRIX mEarthTranslation; D3DXMatrixTranslation(&mEarthTranslation,0,0,5); //绕太阳公转矩阵 D3DXMATRIX mEarthRotSun; D3DXMatrixRotationY(&mEarthRotSun,fTime); m_mEarthRotSun *= mEarthRotSun; D3DXMATRIX mEarth = mEarthScale*m_mEarthSpin*mEarthTranslation*m_mEarthRotSun; m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_WORLD, &mEarth ); m_pMeshEarth->DrawSubset(0); 由于地球的模型比较大，就得想办法缩小它，这样就需要使用D3D提供的缩放矩阵函数D3DXMatrixScaling。这个函数前面已经作了详细的介绍，这里是把地球模型各向同性地缩小一半。地球的大小解决了，那么地球的自转和公转是先计算那个先的呢,由于公转是绕着太阳转的，也就是说需要绕着世界坐标原点来转动。而自转只是绕着自己模型坐标系里的原点来转动，因此，就需要把自转放 下面再来看看怎么样实现地球的公转,由于地球的位置是在世界坐标系的原点，而太阳的位置也是在世界坐标系里的原点，要想地球绕着太阳转，就需要把地球位置平移到另外一个位置上，也就是说地球到原点的距离要大于太阳半径与地球半径之和。在这里使用平移函数D3DXMatrixTranslation，并设置参数在Z轴的正方向上平移5个单位。接着再计算绕着原点旋转矩阵，在这里同样是采用函数D3DXMatrixRotationY来构造绕着Y轴旋转的矩阵mEarthRotSun，然后再累加到m_mEarthRotSun矩阵里。最后把缩放矩阵mEarthScale、地球自转矩阵m_mEarthSpin、地球平移矩阵mEarthTranslation、地球绕着太阳旋转矩阵m_mEarthRotSun作乘法运算，就相当把所有变换都计算了，再设置到世界坐标矩阵里，然后显示出来的地球，就会不断旋转和自转。在这里的变换一定搞清楚，如果矩阵顺序搞错了，就会显示不同的结果。 最后来看看怎么样实现更加复杂的月亮转动。实现代码如下: // //显示月亮。 // D3DXMATRIX mMoonScale; D3DXMatrixScaling(&mMoonScale,0.2f,0.2f,0.2f); //自转 D3DXMATRIX mMoonRotation; D3DXMatrixRotationY(&mMoonRotation,3*fTime); m_mMoonSpin *= mMoonRotation; //离地球平移矩阵 D3DXMATRIX mMoonTranslationEarth; D3DXMatrixTranslation(&mMoonTranslationEarth,0,0,1); //绕地球公转矩阵 D3DXMATRIX mMoonRotEarth; D3DXMatrixRotationY(&mMoonRotEarth,2.5f*fTime); m_mMoonRotEarth *= mMoonRotEarth; //绕太阳公转矩阵 m_mMoonRotSun *= mEarthRotSun; D3DXMATRIX mMoon = mMoonScale*m_mMoonSpin*mMoonTranslationEarth*m_mMoonRotEarth; mMoon *= mEarthTranslation*m_mMoonRotSun; m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_WORLD, &mMoon ); m_pMeshMoon->DrawSubset(0); 这里跟地球的矩阵变换有很大一部分是相同的，由于月亮比地球小，因此就需要把月亮模型缩得比地球还要小一点。使用函数D3DXMatrixScaling各向性地缩放0.2倍，而地球是0.5倍，这样月亮就比地球小一半以上。接着下来就是计算月亮的自转矩阵m_mMoonSpin，后面接着计算绕着地球旋转矩阵m_mMoonRotEarth，而月亮是跟地球一起绕着太阳公转。因此采用地球绕着太阳旋转的矩阵来计算月亮的公转矩阵m_mMoonRotSun。但这里还需要注意一点的，就是月亮同样跟着地球作一个平移运算。在最后的组合矩阵变换时，就是月亮的缩放矩阵mMoonScale、自转矩阵m_mMoonSpin、月亮与地球的平移矩阵mMo 从上面看来，采用矩阵变换是很方便的。可以把多种变换组合起来，然后再计算模型顶点的位置，简化了计算量，同样也有利于思考问题。通过这个例子，已经把矩阵变换搞得很清楚了，也把它们应用到各个地方了。最后实现的图如下所示: