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3D游戏编程入门经典无忧书籍网 如果熟悉了如何利用clr(公共语言运行库)编写代码后，在面临选择开发语言时，您可能已经知道了您的选择。在visual studio .net产品的最新版本中，当编写托管代码时，可以使用4种语言：c#、visual basic .net、managed c+和j#。此外还可以使用从visualstudio .net产品之外的第三方销售商处获得的其他语言，例如cobol或者fortran。 尽管本书中将讨论的概念可以很容易地移植到任何完全兼容cls(通用语言规范)的语言，但实际的代码将仅包含所提到的前两种语言：即c#和visual basic. net。本书中将仅使用c#代码。您可以从 在本章中，您将学习到： 定义.net 托管代码 使用visual studio .net ide 在命令行中编译托管代码 开发人员 游戏开发过程 工具 1.1 什么是.net？ 自从microsoft公司宣布并发行.net之后，人们一直在尝试指出这种新“事物”到底是什么。根据microsoft公司的市场活动，人们知道它将对计算产生革命性作用。这是一个很宏远的目标，现在断言它是否能够完成目标还太早。但是，它正在一步步地向此目标努力。 当人们讨论.net时，无法确定他们正在讨论.net的哪个部分。microsoft公司发行的其他“产品”或“思想”都不具有如此多的不同形式。紧随.net名字的是众多的产品、服务，甚至是概念，因此指出.net实际上是什么，是非常困难的。 当本书中讨论.net时，它指从.net frameworksdk中可获得的新的开发语言和运行库。该sdk包含.net运行库。而.net运行库包含运行为.net环境编写的应用程序所需要的所有东西。可以认为.net运行库由几部分组成。clr的部件驻留在gac(global assembly cache)中。也包括microsoft .net语言的编译器(c#、vb .net、vj#等等)。可以在图1-1中看到gac。 图1-1 gac 人们对运行.net代码的最常见误解之一是，代码是“解释执行的”，像java代码或者老的visual basic运行库一样。事实上，为.net编写的代码在执行前首先被编译。当编译.net应用程序时，它被编译为一种中间语言(il，intermediary language)。这种il实际上存储在可执行文件中或者已经创建的库中。 il可能在两个位置中的某一处被编译为本机代码(native code)。在安装代码时，可以执行一个称为ngen(native generation，即本机生成器)的进程。它将il直接编译为本机代码，并将所编译的本机代码存储在gac中的特定位置 本机程序集缓存(native assembly cache)中。假设在安装时没有编译代码，则代码在第一次执行前必须被编译。在应用程序启动期间，.net运行库中一种称为jit(just in time)编译器的特殊功能在后台执行编译工作。 在后一种情形中，因为发生在后台的编译工作，应用程序的启动时间将受到影响。当启动时间对应用程序非常重要时(例如正在编写游戏时)，确保在安装阶段包含ngen步骤是比较明智的。但是，在这期间无法进行某些优化，而如果利用jit编译代码，则可以进行这些优化，因此如果启动时间不是很重要，则可以让.net运行库处理它所能够做的工作。 在本书中将经常提到托管代码。在全书中使用的api被称为managed的directx，.net语言常被称为托管语言。术语“托管”来源于.net运行库具有一个内置的内存管理器这一事实。 在“过去”(只是几年前)，使用c和c+编写代码的开发人员不得不自己进行内存管理。当不再需要已分配的内存空间时，必须将其释放，除非希望该内存被“泄漏”，内存泄漏将带来严重的性能问题。更糟糕的是因为直接处理指针，而它很容易破坏项目正在使用的内存。在很多情况下，这将导致很长时间的故障调试，因为通常实际看到出错的地方并不是内存初始被破坏的地方。 人们认为c和c+语言难于掌握，主要是因为具有很多这种类型的问题。许多开发人员不愿意尝试c和c+，也是因为这个原因，他们尝试使用其他没有这些令人头痛问题的高级语言，例如visual basic。尽管这些新语言具有易用易学的优点，但也具有一些缺点。它们的性能无法与c和c+语言相比，在大多数情况下显得特别慢。另外，因为底层操作系统是使用c+开发的，所以这些语言难以实现c+的所有功能。尽管可以使用它们处理很多非常好的工作，但是如果想要获得操作系统的所有性能和优势，只能依靠自己。 与.net运行库的第一个版本相比，.net的大多数内容都已经改变了。microsoft公司几乎完全重新设计了一种新的api，竭力确保开发人员关心的问题都会被解决。这种新的运行库必须易学易用，快速高效，并且不存在令人头痛的内存管理问题。在本书中，将看到.net在这些方面的好处。 提示： 本书设定在visual studio .net ide中编写代码。这不是使用.net编写游戏的需求，也不是使用.net本身的需求，它是本书所选择的ide。图1-2显示了visual studio .net 2003 ide。 该ide提供了编写.net应用程序所需要的所有工具。它不仅包括编写代码所需要的编辑器，而且还有其他大量功能，使得.net应用程序的开发变得容易。它的设计使得您能够方便地创建丰富的内容，如windows应用程序。它也具有一个内置的编译器和调试器，并且无缝集成了所有功能。本书设定使用这种ide进行开发。 图1-2 visual studio .net ide 熟悉这种ide的最好方式是使用它编写一个简单应用程序。典型的计算机编程是编写一个简单的hello world应用程序，该应用程序只是在屏幕上输出hello word文本。老实说，这非常令人厌烦，因此您应当尝试编写更复杂的程序。但也不需要奇特的程序，因为这只是对ide的一个介绍，当然在程序中包括一些用户特*互将更好。在这里将编写一个应用程序，询问用户的姓名和出生年份，然后输出用户的当前年龄。 1.3.1 c#代码 现在启动visual studio .net 2003 ide。首次启动时，应当看到图1-2所示的默认启动页面。单击该页中的new project按钮，启动一个新的项目。如果没有显示这个页面，也可以单击file | new project菜单项，或者按下ctrl+shift+n快捷键。这将产生一个new project对话框，如图1-3所示。 应当首先尝试c#代码，因此在new project对话框中，从左边的列表框中选择visual c# projects项，从右边的列表框中选择console application项。为项目命名，然后单击ok按钮创建该项目。这将创建一个新的控制台应用程序，当前它什么都不执行。使用程序清单1.1中的代码替换自动生成的代码。 图1-3 new project对话框 程序清单1.1 简单的c#控制台应用程序 using system; class consoleapp static void main() console.write("hello world c#!rnplease enter your name:"); string name = console.readline(); console.write("hello 0, please enter the year you were born:", name); int year = int.maxvalue; while(year = int.maxvalue) try year = int.parse(console.readline(); catch (formatexception) console.write("you did not enter a valid number. "); console.writeline("please enter an integer, such as 1975. "); console.writeline("you must be approximately 0 years old! ", datetime.now.year-year); console.writeline("press the key to exit the application"); console.read(); 如果您已经熟悉了c、c+或者java，则c#语言的语法与这些语言非常相似。尽管c#的底层运行库仍然是clr，但是它的语法源于这些语言，熟悉它们的开发人员很容易进行移植。该代码根本不复杂，它在询问用户的姓名和出生年份之前，首先使用console类输出一个简单的消息(该消息包含hello world)。注意，该应用程序接着询问出生的年份，直到用户输入一个有效的数值。它最后利用一个简单的公式输出用户的当前年龄。图1-4显示了该应用程序的运行过程。 图1-4 第一个应用程序 1.3.2 vb .net代码 如果读者更熟悉visual basic语法，很可能能够理解前文中的大多数代码。这两种语言的语法差别不是很大，但还是应当尝试编写一个visual basic .net版本的应用程序。再次启动一个新的项目，并采用在c#代码中所使用的相同指令，其中不同之处是项目的类型。应当选择visual basic projects项目，创建该项目后，使用程序清单1.2中的代码替换自动生成的代码。 程序清单1.2 简单的vb .net控制台应用程序 module module1 sub main() console.write("hello world c#!" + vbcr + vblf + "please enter your name:") dim name as string = console.readline() console.write("hello 0, please enter the year you were born:", name) dim year as integer = integer.maxvalue while year = integer.maxvalue try year = integer.parse(console.readline() catch fe as formatexception console.write("you did not enter a valid number. ") console.writeline("please enter an integer, such as 1975. ") end try end while console.writeline("you must be approximately 0 years old! ", datetime.now.year - year) console.writeline("press the key to exit the application") console.read() end sub main end module module1 如您所见，从c#到vb .net的代码移植并不复杂。因为这两种语言运行于相同的运行库之上，所以这两段代码仅存在微小的语法差别。也应当注意到，这两段代码产生了相同的结果。这是.net的一种强大功能，它允许开发人员使用他最熟悉的语言编写代码。如果使用了编程语言x，您不必担心不能利用编程语言z中的功能y。因为每一种托管语言使用了相同的底层运行库，它们都具有相似的功能集。 到目前为止，使用visual studio .net ide是开发.net应用程序最容易的方法，但它并不是仅有的方法。.net运行库将c#、vb .net和vj#的编译器随其运行库一起发布，因此只要有一个文本编译器和.net运行库，就能够创建任何.net应用程序。 提示： 为了实际开发并使用.net应用程序，需要.net运行库。如果没有安装，您可以从microsoft的网站 打开一个文本编辑器(例如notepad)，输入前面某一个程序清单中的代码。保存该代码，并打开一个命令提示符。在使用.net运行库中的编译器之前，需要设置路径，将其指向底层.net framework的位置。在命令窗口中，输入下面的命令更新路径： set path=%path%;c:windowsframeworkv1.1.4322 警告： 如果windows文件夹不是在c:windows处，当更新路径变量时，确保输入了正确的windows文件夹位置。 命令行编译器位于上文所列出的文件夹中，与一些组成.net运行库本身的程序集相同。c#的编译器是csc.exe，vb .net的编译器是vbc.exe。这些可执行文件具有相似的命令行参数集，可以使用单个参数/?来显示这些编译器的所有参数。 假设使用了该代码的c#版本，并将文件保存为class1.cs，可以利用如下命令将应用程序编译为名为app.exe的可执行程序。首先定位到代码文件所在的文件夹，然后运行下面的命令： csc /out:app.exe /target:exe class1.cs 输出应当类似于下面的内容： microsoft (r) visual c# .net compiler version 7.10.3052.4 for microsoft (r) .net framework version 1.1.4322 copyright (c) microsoft corporation 2001-2002. all rights reserved. 现在运行该应用程序，它将产生与使用ide作为开发环境时相同的结果。 在2001年，视频游戏的收入首次超过了电影工业的票房收入。该产业欣欣向荣，并需大量优秀的开发人员。如果一个公司能够在某个顶级游戏中花费上百万美元，那他们很自然地会对游戏开发团队非常挑剔。本章将讨论游戏开发的过程和制作这些伟大游戏的团队。 在最近几年中，作为directx组的一员，我非常高兴能够与大量的游戏开发人员一起讨论问题。尽管每一个开发人员都是独特的，但是他们具有相似的特征。其中最显然的特征之一是他们都绝对喜爱游戏。当然，这是可以预料的。游戏开发是一项艰苦的工作，它时间长、任务紧，压力大。那些不具有献身游戏精神的人应当去编写没有这些压力的软件。 尽管目前对于一个游戏工作室来说，宣布在开发游戏中的花费是不常见的，但是许多游戏在开发期间花费了上百万美元，这是公司发行游戏的真实投资。许多游戏需要多年的开发，这需要对游戏本身和开发人员、艺术家、设计人员以及任何参与制作的人员具有绝对的信心。很多时候，发行商屈服于压力，并在游戏准备好之前就发行。另外一种情形就像duke nukem forever(3d realms所发行的一款游戏)该游戏的开发时间超过了5年，发行商直到它最终完成才发行。 回到视频游戏开发的早期(古老的拱廊和atari家庭系统)，游戏通常由一个或两个人编写，编写时间是几周而不是几年。由此可以看到当今的视频游戏世界的巨大进步。回到那时您可以制作一个非常简单的游戏，例如galaga，它只有一个级别，玩家只能反复地在该级别中进行游戏。它的图形简单，但非常有趣并且令人着迷。它的编写困难吗？任何曾经看到该游戏的开发人员应当认识到它非常容易编写。 相反，当今的游戏功能非常巨大，必须设计、开发庞大的世界，并且创建一些艺术资产。大多数游戏包含多个级别和非常复杂的玩法，而不是早期游戏中所看到的向前向后移动并开火。所有这些先进的特性需要越来越多的开发时间，并且由于当今游戏玩家期望这些先进的特征，所以任何大预算的项目似乎都不可能在短短的几周内完成。 当今的大游戏也对游戏开发人员的繁荣添加了一层复杂性，因为捕获大众注意的游戏不再可能由个人完成。实际上个人(甚至是一个小组)也不可能将所编写的游戏放到货架上出售，因为计算机软件商店销售游戏的开销是非常高的。 大多数游戏开发初学者将他们编写的游戏作为共享软件发行，甚至是免费软件。有大量的网站为共享游戏开发作贡献，该团体由其他许多游戏开发人员组成，他们提供有价值的反馈、测试和论坛，在论坛中可以展示新思想以及炫耀您的最新创作。初学的游戏开发人员不可能通过创建这些小的共享游戏变得富有，但却使得他们能够开发重要的“样片(demo reel)”，在大预算项目中申请一个游戏开发位置时，可以使用这些样片。 正如引言中提到的一样，本书将引导您学习开发一个高性能、完全3d的游戏所需要的技能，使得您在某一天能够开发自己的样片。在这之前，您需要询问自己：准备好成为一个游戏开发人员了吗？并询问自己以下几个问题： 您喜欢玩视频游戏吗？ 您是否曾经沉迷于游戏而忘记了时间？ 您常常在思考这些世界是如何创建的吗？ 您是否相信自己具有能够转换为下一个伟大视频游戏的构想？ 您对当今存在的所有相同的老游戏感到厌烦了吗？您有关于重新定义流行视频游戏的构想吗？ 您希望我闭嘴，并马上告诉您如何编写自己的视频游戏吗？ 如果您对这些问题中的一个或多个回答了“是”，则表示您非常渴望成为一名游戏开发人员。或许您已经具有某些构想，但不具备将头脑中的构想通过代码转化为实际游戏能力。本书将通过实际的游戏编程快速教会您这些技能。 所有的游戏开始时都只是一个构想。如果没有构想，能编写什么呢？如果只是随机的编码，能够希望它在未来成为一个伟大的作品吗？尽管这对抽象画家的工作可能有效，但软件开发人员不能在没有计划的情况下做任何事情。但是，只有构想，并不意味着可以开始编写代码。 我曾经看到(并且将不断看到)的最大的错误是，开发人员提前进行代码的编写。除非代码非常简单，不用动任何脑筋，那么您可以立即开始编写代码，否则在只有一个构想的情况下就开始编写代码，决不是好的做法。在没有计划的情况下开始编写代码，所带来的只是更大的工作量、更多的反复编码以及更长的开发时间。 在编写代码之前，应当开发一个设计规范。该文档应当包含关于如何设计代码、对象如何交互和对象可能具有的各种属性的特定信息。如果没有这一步就直接编码，在大多数情况下将导致解决错误的问题。即使您能够快速的解决这些问题，但是如果没有解决正确的问题，工作就是毫无意义的。结果将会花费更多的时间为真正的问题寻找解决方案。 您也应当花一些时间将构想记录到纸上(或者计算机文件中)。如果不想让您关于下一个伟大的计算机游戏的构想非常含糊，以至于设计规范无法描述需要求解哪些问题，那么您最好确保您的构想是生动的。将构想展示给朋友，让他们提问题，并确保这些问题能够在您的文档中得到回答。如果您的构想类似于“编写一个令人恐怖的第一人射手游戏”，那么说明您还没有很好地思考您的构想。玩家具有什么类型的武器？可以获得什么类型的游戏模式？支持多人游戏吗？在采取进一步的行动之前，您需要很好地思考您的构想。 如果您正在尝试为发行商开发游戏，那么也需要开发一个游戏建议。尽管将这一建议写入文档是非常重要的，但在大多数情形下，更需要一个足够好的演示片段。如果只是基于一个构想，发行商通常不会将项目交给您(除非您在游戏开发方面已经具有很大名气，如果是这样，您将不需要学习本书)。 编写伟大的游戏并不只是编写好的代码。当然这并不表示代码的编写不重要，在创建这些游戏时，还需要考虑其他大量因素。所有游戏开发都需要一个好的工具集。 当今的大多数游戏(即使是严格的2d游戏)都有大量的艺术成份，这些艺术成份是采用3d模型软件包开发的。这些工具对于参与游戏开发的艺术家来说是无价的，它们使得浮现在脑海里的构想成为现实。尽管在本书中并不讨论如何创建所需要的艺术，但会提到使用的工具。当今所使用的两种非常流行的数字内容生成工具是maya和3d studio max，分别如图1-5和图1-6所示。 但是，创建艺术并不只是3d建模。即使一个模型由上百万个多边形组成，如果没有纹理的话，看上去也是很乏味的。很多工具可以用于创建纹理，例如photoshop(如图1-7所示)和paint(在安装windows时附带安装了paint，如图1-8所示)。 图1-5 使用maya建模一个宇宙飞船 图1-6 使用3d studio max建模一个妖怪 图1-7 使用photoshop创建纹理 图1-8 使用paint创建纹理 开发和艺术加工工具都是非常好的工具，您将在游戏开发中使用到它们。还有一些其他类型的工具也非常重要，但很多人甚至没有考虑到它们，例如一个优秀的源码控制管理工具。 假设您的游戏具有声音，那么您很可能需要用于处理声音文件的工具。可以使用windows附带的sound recorder(如图1-9所示)，也可以使用比较复杂的wavestudio，它是creative lab的音频软件的一部分(如图1-10所示)。 图1-9 使用sound recorder 图1-10 使用creative lab的wavestudio 利用所有这些工具为游戏创建内容，您可能需要一个能够为整个团队存储内容的工具。很可能有大量的信息需要存储，以及定期备份。最好是只备份新更改和添加的记录。大多数源码控制管理工具至少提供其中某个功能。visual studio 中的visual source safe是一个简单的源码控制管理工具，它适用于小的团队。该工具不包含大型团队所需要的许多强大功能，例如允许多人操作一个文件和自动合并相互冲突的改变等功能，但是对于一个小团队中的小项目来说，它通常能够满足需要。还有大量其他的源码控制工具(例如perforce)，因此您需要做一个小的调查，找出哪种工具适合您和您的小组。当然，使用任何一种工具都比没有工具强。 本章主要介绍了.net的基础知识。相信您已经对.net和托管代码有大致的了解，并且采用两种语言编写了一个简单的应用程序。您也学习了如何在集成开发环境之外编译这些应用程序。至此，已经介绍了如何开始进行游戏开发的相关基础，并且介绍了游戏的开发人员、开发过程以及游戏开发所需要的某些商业工具。 第2章中将介绍游戏开发相关的内容。 通过第1章的简短介绍后，现在开始本书的正题：3d游戏编程。显然，这个主题非常复杂，虽然您的第一个游戏无法发行，但是它将帮助您了解游戏开发基本原则。 将游戏构想转换为实际的程序，是您所能够获得的最好体验。将大脑中的构想转换为其他人能够欣赏的实际内容，是所有开发人员的目标，但当这些构想与游戏相关时，回报似乎更大，而您肯定期望更大的回报。 在本章中，将学习： 提出游戏构想 2d和3d编程差别 细化规范 2.1 提出游戏构想 所有的事物都起始于构想，游戏也不例外。游戏构想可以源于您思考的任何方面。或许您看到您所喜爱的其他游戏，但是您认为如果在某些方面作一些变化，它将会更好。或许您做了一个梦，它能够转换为一个极好的游戏。或许您意识到两个不相关的游戏能够组合在一起，从而创建一个极佳的游戏。无论您的灵感源于哪里，在您开始制造游戏之前，都需要这样的灵感。 不幸的是，由于还没有人发明一本能够阅读思想的书，在本书的示例游戏中您只能相信我的思想。本书之所以选择这些游戏，原因有很多，主要考虑到开发的难度。但是，每一个例子都分属不同的类型，它们覆盖了游戏开发过程中遇到的大量不同主题。 第一种类型的游戏是拼图游戏(puzzle game)。您很可能看到过或玩过拼图游戏。tetris是一个典型的拼图游戏，几乎每个人都曾经听过，甚至因为玩这款游戏而废寝忘食。似乎每个人也都编写过tetris游戏，因此您很可能不愿意选择它作为您即将编写的拼图游戏。另外tetris是一个2d游戏(尽管已经存在3d类型的tetris游戏)，因此，您也很可能希望跳过它。 取而代之的是，您应当编写稍微具有特色的游戏。该游戏基于一个面板。该面板由一系列的立方体组成，每个立方体处于一种未确定模式，并且每个立方体至少与一个其他立方体直接相邻。棋盘是满足这些标准的一个面板例子。其中每个立方体具有一种特定的颜色，当玩家走到某个立方体上时，它将变为另外一种预定颜色。在某一级别中，当每个立方体处于正确的颜色时，该级别结束。 细化提议 正如第1章所介绍的一样，一旦游戏的基本构想已经建立，您应当花费一些时间讨论游戏的各种提议，以确保您的思考足够全面。对于这个游戏，下面是有助于细化提议的一个列表： 称为blockers的拼图游戏 只支持单个玩家 完全3d环境 得分基于完成一个级别所使用的时间 每个级别由一系列相邻的立方体组成，例如一个棋盘 每个立方体一种颜色 在某个级别中，当每个立方体颜色相同，并且是该级别预定的“终止”颜色时，该级别结束 每个级别有一个最大时间限制 每个立方体有一个颜色列表 最少包括两种颜色，最多包括六种颜色 玩家通过在立方体上“跳动”来进行游戏，跳动时将立方体的颜色改变为列表中下一种颜色 起始级别中，每个立方体的颜色列表有两种颜色 在更高级别中，每个立方体的颜色列表将具有更多的颜色，因此游戏的难度增加 如果玩家能够完成这些级别，则允许颜色列表返回初始状态，来增加游戏的难度 如果玩家不能在最大时间限制内完成游戏，则游戏结束 这个列表描述了游戏的每个特征吗？很可能没有，但是它回答了在策划游戏之前需要回答的主要问题。策划阶段并不是对游戏的每个功能进行细化，在您开始开发之前理解这一点是非常重要的，但是更需要您思考游戏需要的特征。在不考虑实际需要的功能的情况下就提前投入并编码，将导致后面的工作更困难，以至于您可能需要补充某些遗失的内容，或者因为鲁莽的计划而导致工作完全错误。 根据计划，现在您可以开始设计游戏中使用的对象模型。对象图并不复杂。您具有神秘的游戏引擎，它保存了关于玩家、当前级别和绘图设备(rendering device)的信息。绘图设备用于将游戏的图形显示在显示器上。玩家需要某种类型的可视化表示，绘图设备将处理这些。 该游戏的大多数地方需要当前级别的信息。当前时间非常重要，因为它用于确定玩家的分数和游戏结束时间(如超时，游戏即结束)，因此当前级别必须访问它。 实际的级别存储在文件系统中，位于应用程序的媒体目录中。因为当前级别需要加载一个已经存在的级别，所以它也需要访问这些信息。级别需要记录的信息是组成级别的立方体列表。每一个级别需要至少两个立方体，但是可以添加更多的立方体以满足更高的级别。 该游戏并不容易编写，但是它并不需要创建多个对象确保满足游戏的目标。该游戏也非常好玩，只要更难的级别不会难到让玩家无法完成。一个游戏决不能够让玩家感到苦恼。如果游戏不好玩，则没有人会玩，该游戏也不可能成功。 认识到这个游戏(实际上任何游戏都是这样)不需要创造为完全3d的世界，是非常重要的。考虑到您的显示器很可能是一个矩形的平板，最终3d图形将显示在一个2d平面上。创建一个2d组图(sprite)的集合，该集合将覆盖每一种可能的场景，但是这种情况下所需要的艺术资产是巨大的。查看下面的例子。 假设已经安装了directx sdk summer 2004 update，请加载directx sample browser(图2-1)，确保managed选项是左边被选中的惟一项。单击direct3d标题，向下寻找empty project项，并单击install project链接，遵循向导的步骤创建项目(将该项目命名为“teapot”)。项目创建后，将其加载到ide中。 图2-1 directx sample browser 这将创建一个新的“空”项目(它实际上生成了某些用户界面控件，但是现在，那些都被忽略)。但是，该项目中还不存在任何3d，由于这个练习的目的是演示为什么希望编写3d游戏，所以最好添加一些内容。 在这个项目中添加少量的代码，生成一个慢速旋转的茶壶。您要添加几行代码，使得该应用程序能够进行图形绘制，在本章中不对这些代码功能进行解释。在本书的后面将给出大量的篇幅解释这些代码，但对于目前的演示来说，它们不是必需的。假设您将项目命名为“teapot”，打开代码文件teapot.cs并将下面两个变量添加到这个类文件中： private mesh teapotmesh = null; / mesh for rendering the teapot private material teapotmaterial; / material for rendering the teapot 现在创建茶壶和用于绘制场景的材质，找到该类中的oncreatedevice方法，将下面的代码添加到该方法的结尾处： / create the teapot mesh and material teapotmesh = mesh.teapot(device); teapotmaterial = new material(); teapotmaterial.diffusecolor = new colorvalue(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); 为了使茶壶更真实，还需要光照效果(这些会在本书的后面详细解释)。找到类中的onresedevice方法，将下面的代码添加到该方法的结尾处： / setup lights device.lights0.diffusecolor = new colorvalue(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); device.lights0.direction = new vector3(0,-1,0); device.lights0.type = lighttype.directional; device.lights0.enabled = true; 找到类中的onframerender方法并在beginscene后面添加如下代码： device.transform.view = camera.viewmatrix; device.transform.projection = camera.projectionmatrix; device.transform.world = matrix.rotationx (float)apptime); device.material = teapotmaterial; teapotmesh.drawsubset(0); 运行该应用程序，生成一个茶壶。在3d绘图世界中，茶壶有一段相当有名的历史。对于绘图来说，它是第一个可利用的“免费”模型。在那时，当前一些复杂的模型包都不存在，这是因为创建实际的3d模型非常复杂。任何免费的东西都会受欢迎。茶壶具有大量的属性，使它成为一个很好的测试模型：具有曲面表面，能够遮挡自己，并且很容易识别。 您创建的这个应用程序生成了茶壶，并慢慢地旋转，使得您能够看到各个角度,如图2-2所示。 图2-2 一个旋转的3d茶壶 当该应用程序运行时，可以看到茶壶慢速地旋转。意识到该应用程序仅需要的媒体是茶壶模型是非常重要的。实际上这个模型不需要任何媒体，因为使用了mesh类(将在后续章节中讨论mesh类)中的一个方法，它创建了茶壶。因此在该应用程序中以最小的媒体开销获得了一个非常漂亮的茶壶。 现在将这与在2d世界中绘制一个茶壶相比较。使用directx向导创建一个新的项目。 如果您安装了本书下载站点()中的安装文件，将注意到一个media文件夹，它包含了您将编写的每一个例子的媒体。找到2dteapot.bmp文件，在2d环境中生成一个茶壶需要用到该文件。2d和3d世界的最大差别是对媒体的需求。这个位图文件仅显示了茶壶的一个角度，相反3d版本可以从任何角度显示茶壶。为了在2d版本中以任意角度显示茶壶，需要茶壶每一个可能位置的独立媒体。假设对于旋转的每一度都需要一幅图像(总共360幅图像)。现在假设您希望围绕着任意轴(x，y，z)旋转茶壶，则大约需要46,656,000幅茶壶的不同角度的图像。假设一个图形加强游戏(例如unreal tournament)只能利用2d组图绘图，则您将需要整张dvd的内容来显示这个茶壶，并且需要多名艺术家花费多年时间来创建如此巨大的东西。 如果您拥有一个能够创建高细节度的3d模型艺术家，则您显然能够更自由地在场景中创建“有限的”的媒体。单个模型可用多种方法进行渲染，例如不同的亮度、缩放度、位置和旋转角度，而在2d中这是不可能实现的。尽管这种能力不能自由获得。 3d应用所带来的自由度提供了大量的处理能力，这种能力非常巨大，以至于基于它组建