Silverlight.XNA(C#)跨平台3D游戏研发手记：(十)3D 场景与控制设计①.doc

1、模型和骨骼动画仅仅是开启3D游戏的敲门砖，置入基于摄像机的场景设计方能呈现最完美的3D游戏。本节，我们依旧从简单着手，一步步创建基于模型的3D游戏场景。XNA4.0学习指南(中文)是一本绝对值得一看的好书，对于3D游戏的基础知识、概念以及简单应用讲解非常全面。比如书中提到关于XNA内置了创建摄像机的方案代码，根据该提示我们便可轻松实现一个名为Camera3D的类：3D摄像机 /3D摄像机/publicsealedclassCamera3D:Object3DpublicMatrixViewget;set;publicMatrixProjectionget;set;publicVector3Tar

2、getget;set;publicVector3Upget;set;publicfloatNearget;set;publicfloatFarget;set; /获取或设置视角模式/publicViewModesViewModeget;set;publicCamera3D(ContentManagercontent,GraphicsDevicedevice,Vector3position,Vector3target,Vector3up,floatnear,floatfar):base(content,device)this.Position=posi

3、tion;this.Target=target;this.Up=up;this.Near=near;this.Far=far;/更新以3D角色为中心的视口/publicvoidUpdateViewPort(Role3Drole3D)if(role3D!=null)Vector3center=role3D.Position;switch(ViewMode)caseViewModes.FirstPerson:SetViewPort(center,-5,-10,role3D.Eye-10,role3D.Eye-10);break;caseViewModes.ThirdPersonHeadlook:S

4、etViewPort(center,30,-410,role3D.Eye,role3D.Eye-130);break;caseViewModes.ThirdPersonOverlook:SetViewPort(center,role3D.Eye+80,0,role3D.Eye+100,0);break; /从(0,y1,a)向(0,y2,b)方向看,其中a,b调节远近,y1,y2调节高度,Scale伸缩摄像机/参照物中心位置/Position的Z位置/Target的Z位置/Position的Y位置/Target的Y位置voidSetViewPort(Vec

5、tor3center,floata,floatb,floaty1,floaty2)a*=Scale;b*=Scale;floatx1=(float)(a*Math.Sin(RotationY);floatz1=(float)(a*Math.Cos(RotationY);floatx2=(float)(b*Math.Sin(RotationY);floatz2=(float)(b*Math.Cos(RotationY);Position=center+newVector3(x1,y1,z1);Target=center+newVector3(x2,y2,z2);/更新摄像机的视图矩阵和投影矩阵/

6、publicoverridevoidUpdate(GameTimerEventArgse)View=Matrix.CreateLookAt(Position,Target,Up);Projection=Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(MathHelper.PiOver4,device.Viewport.AspectRatio,Near,Far);摄像机是我们观查3D世界的窗口，很多游戏开发者会亲切的称之为“上帝之眼”。毫不夸张的说，有了它，市面上一切3D游戏视觉设定都能随意实现。比如“第一人称视角”的RPG和FPS，经典代表作有魔法门，反恐精英等：第一人

7、称视角的最大特点是玩家置入感强，屏幕就好比玩家的眼睛，玩家通过屏幕看去仿佛置身其中，身临其境般感觉，非常真实。当然，在此基础上又进化出来了“第三人称平视”视角，该视角很好的规避了“第一人称视角”中存在的视觉死角以及容易产生眩晕等问题，动作感及玩家操控体验更强，逐渐成为3D游戏，尤其是动作和射击类3D游戏的主流视角。经典代表作有ACT鬼泣和TPS全球使命等：而“第三人称俯视”视角则是我们最最常见的游戏视角，该视角非常有利于玩家时刻观察大范围周边环境，视觉面广，立体感强，操作尤为爽快。应该感谢网游，使之能够成为目前绝大多数玩家最钟爱的3D(2.5D)游戏视角模式。经典游戏耳熟能详，举不胜举，比如A

8、RPG暗黑破坏神和SLG英雄无敌：总体来说，游戏视角的选取应该符合游戏本身的性质以及匹配游戏的核心玩法，像刺客信条等神作，为了在不同动作、环境时得到最好的玩家操控体验，采用了极为复杂的动态视角切换技术。当然还有比如上古卷轴5和辐射3等大作，为了不失去任何玩家，系统可根据玩家自身适应性与操作习惯选择相应的特定视角等等。通过对以上案例的分析，目的只想向大家传递一个思想：开发3D游戏若能很好的把握住摄像机的运作原理，对于3D游戏场景设计来说，一切都是小Case。接下来，为了让大家更进一步理解3D摄像机，以上一节中的骨骼动画角色作为主角，以3DMAX导出的FBX格式建筑模型模拟游戏实际场景，再根据之前

9、创建的摄像机代码，通过修改其中的Position和Target两个关键参数即可调节出任意3D视角：当我们将摄像机置于主角的眼睛位置(很多射击类游戏会将摄像机置于角色胸口处，这样角色的双手及手中的武器都能清晰可见)，并同时看向主角的正前方时，此时便形成了“第一人称视角”(通常我们会在屏幕正中心放置一个十字准心，用于方向与目标的定位)：当摄像机置于主角身边某处(比如正后方)并穿过主角看向前方，同时仅作围绕主角的垂直方向旋转时，便形成了“第三人称平视”视角：将摄像机固定于主角的上空，并呈一定角度的倾斜对准主角脚底俯视时，便形成了“第三人称俯视”视角：其实很简单对吧，不妨将摄像机看作是我们的游戏屏幕，

10、那么各类视角的实现其实都不过如此。最后，为了配合Windows Phone等移动设备独特的操作方式，按照游戏玩家们的传统习惯，即左手控制角色移动，右手控制行为指令；那么我们便可创建出一个名为Controller的“虚拟拇指摇杆控制器”类，并分别置于屏幕左右两边：虚拟拇指摇杆 /基于虚拟拇指摇杆的控制器/publicsealedclassController:Object2DTexture2Drtexture,ltexture,backStick;constintmaxThumbstickDistance=50;constintdistanceThumbsticks=50;Vector2righ

11、tCornerPosition,leftCornerPosition;Vector2rightBackStick,leftBackStick;Vector2rightPosition,leftPosition;Vector2rightThumbstickCenter,leftThumbstickCenter;publicController(ContentManagercontent,Vector2size):base(content)backStick=content.Load(Image/BackgroundStick);rtexture=content.Load(Image/RStick

12、);ltexture=content.Load(Image/LStick);Vector2middleTexture=newVector2(rtexture.Width/2,rtexture.Height/2);rightThumbstickCenter=newVector2(size.X-distanceThumbsticks-middleTexture.X,size.Y-distanceThumbsticks-middleTexture.Y);leftThumbstickCenter=newVector2(distanceThumbsticks+middleTexture.X,size.Y

13、-distanceThumbsticks-middleTexture.Y);rightCornerPosition=rightThumbstickCenter-middleTexture;leftCornerPosition=leftThumbstickCenter-middleTexture;rightBackStick=rightCornerPosition-newVector2(distanceThumbsticks,distanceThumbsticks);leftBackStick=leftCornerPosition-newVector2(distanceThumbsticks,d

14、istanceThumbsticks);/获取或设置操作模式(精确度)/publicControlModesControlModeget;set;/获取或设置左侧虚拟拇指摇杆位置/publicVector2LeftThumbstickget/缩放向量计算触摸位置的中心,缩放最大摇杆距离Vector2l=(leftPosition-leftThumbstickCenter)/maxThumbstickDistance;/如果长度大于1,转化为单位矢量if(l.LengthSquared()1f)l.Normalize();returnl;/获取或设置右侧虚拟拇指摇杆位置/publicVector

15、2RightThumbstickgetVector2l=(rightPosition-rightThumbstickCenter)/maxThumbstickDistance;if(l.LengthSquared()1f)l.Normalize();returnl;publicoverridevoidUpdate(GameTimerEventArgse)TouchLocation?leftTouch=null,rightTouch=null;TouchCollectiontouches=TouchPanel.GetState();foreach(TouchLocationtouchintouc

16、hes)switch(ControlMode)caseControlModes.Accurate:if(Math.Pow(touch.Position.X-leftThumbstickCenter.X),2)+Math.Pow(touch.Position.Y-leftThumbstickCenter.Y),2)=Math.Pow(backStick.Width/2,2)leftTouch=touch;leftPosition=touch.Position;continue;if(Math.Pow(touch.Position.X-rightThumbstickCenter.X),2)+Mat

17、h.Pow(touch.Position.Y-rightThumbstickCenter.Y),2)=Math.Pow(backStick.Width/2,2)rightTouch=touch;rightPosition=touch.Position;continue;break;caseControlModes.Rough:if(touch.Position.X=TouchPanel.DisplayHeight/3)leftTouch=touch;leftPosition=touch.Position;continue;if(touch.Position.XTouchPanel.Displa

18、yWidth/2&touch.Position.Y=TouchPanel.DisplayHeight/3)rightTouch=touch;rightPosition=touch.Position;continue;break;if(leftTouch.HasValue&rightTouch.HasValue)break;if(!leftTouch.HasValue)leftPosition=leftThumbstickCenter;if(!rightTouch.HasValue)rightPosition=rightThumbstickCenter;publicoverridevoidDraw(GameTimerEventArgse,SpriteBatchspriteBatch)if(