C# WPF实现动态3D光照效果

时间:2023-03-23 微小冷人气:0

交互式调节光效

接下来想动态实现光照效果，即如下图所示

看到这个滚动条，大家可能马上想到，将Slider和Light的内容绑定在一起似乎更容易实现。所以第一步就是把光效和几何模型分开，其着手点自然是mainViewport，将其内部填充如下内容。

<Viewport3D Name="mainViewport">
    <Viewport3D.Camera>
        <PerspectiveCamera x:Name="camera"/>
    </Viewport3D.Camera>
    <ModelVisual3D x:Name="visual3d">
        <ModelVisual3D.Content>
            <Model3DGroup x:Name="MainGroup">
                <AmbientLight Color="White"/>
            </Model3DGroup>
        </ModelVisual3D.Content>
    </ModelVisual3D>
</Viewport3D>

其中，AmbientLight就是光效，而且是最普通的全部照亮。相应地更改cs端的代码，主要变化为

private void initialize3D()
{
    DefineCamera(mainViewport);
    DefineModel(MainGroup);
}

private void DefineCamera(Viewport3D viewport)
{
    camera = new PerspectiveCamera();
    camera.FieldOfView = 60;
    new Ctrl(camera, viewport, this, viewport, viewport);
}
MeshGeometry3D mesh;
private void DefineModel(Model3DGroup group)
{
    // 生成曲面.
    mesh = SetEarth(50, 50);
    ImageBrush smileyBrush = new ImageBrush();
    smileyBrush.ImageSource = new BitmapImage(new Uri("cs3d_8.jpg", UriKind.Relative));
    SurfaceModel = new GeometryModel3D(mesh, new DiffuseMaterial(smileyBrush));
    group.Children.Add(SurfaceModel);
}

接下来则着手改造xml端的光效，方法是将SpotLihght的内外尺寸和Slider绑定在一起。这个操作大家应该是比较熟悉的了，毕竟早在画立方体的时候就已经演示过了。

首先，用DockPanel布局，将Slider放在上面的WrapPanel中。

<DockPanel LastChildFill="True">
<WrapPanel DockPanel.Dock="Top">
    <WrapPanel DockPanel.Dock="Top" Margin="0 0 10 0">
        <WrapPanel>
            <TextBlock Text="Inner"/>
            <Slider Width="200" Value="3" Maximum="20" Minimum="1" x:Name="sInner"/>
            <TextBox Text="{Binding ElementName=sInner,Path=Value, UpdateSourceTrigger=PropertyChanged, Mode=TwoWay}" 
         Margin="0 5" Width="30"/>
        </WrapPanel>
        <WrapPanel Margin="10 0 0 0">
            <TextBlock Text="Outer"/>
            <Slider Width="200" Value="10" Maximum="30" Minimum="1" x:Name="sOuter"/>
            <TextBox Text="{Binding ElementName=sOuter,Path=Value, UpdateSourceTrigger=PropertyChanged, Mode=TwoWay}" 
         Margin="0 5" Width="30"/>
        </WrapPanel>
    </WrapPanel>
    <Viewport3D Name="mainViewport">
            </Viewport3D>
</DockPanel>

给地球点颜色看看

由于此前一直是白光照明，所以有些枯燥，故而接下来用不同颜色的光照明，其效果为

颜色也是光效的一部分，但由于颜色并不是单个的数值，从而难以直接绑定，但其Slider代码和sInner是差不多的，对于RGB通道，分别建立如下的区块。

<WrapPanel Margin="5">
    <TextBlock Text="R"/>
    <Slider Width="200" Value="150" Maximum="255" Minimum="0" x:Name="sColorR" ValueChanged="colorChanged"/>
    <TextBox Text="{Binding ElementName=sColorR,Path=Value, UpdateSourceTrigger=PropertyChanged, Mode=TwoWay}" 
     Margin="0 5" Width="30"/>
</WrapPanel>

然后将colorChanged写为

private void colorChanged(object sender, RoutedPropertyChangedEventArgs<double> e)
{
    if (!isInit)
        return;
    mySpotLight.Color = Color.FromRgb(
        (byte)sColorR.Value, (byte)sColorG.Value, (byte)sColorB.Value);
}

其中，isInit是个全局变量，当所有界面初始化完成之后设为True。

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