WFP3D绘图

卢晓阳

WPF本身不支持直接的3D绘图，但是它提供了一些用于实现3D效果的高级技术。如果你想要在WPF中进行3D绘图，你可以使用两种主要的方法：

• WPF 3D：这是一种在WPF应用程序中创建3D图形的方式。WPF 3D提供了一些基本的3D形状（如立方体、球体和锥体）以及一些用于控制3D场景和对象的工具（如相机、光源和材质）。
  

 在WPF中，3D对象模型的材质可以使用以下三种

• DiffuseMaterial：漫反射，反射场景光效果
  
• EmissiveMaterial：自发光，类似于电灯 
  
• SpecularMaterial：全反射，可以映射场景 贴图
  

在WPF中，一个3D模型的材质，就是决定模型看起来是什么样子的一种很重要的元素，如粗糙度、颜色、发光度等 WPF 3D对象模型光源如下AmbientLight：环境光-  提供环境光，会照亮所有的对象，而不考虑对象的位置或方向。DirectionalLight：平行光  -  它像远处的光源那样照亮（如太阳光），只具有一个Direction属性，没有位置信息，因此不直接投射到任何特定的对象上，而是照亮场景中的所有对象。PointLight：点光源 -  像近处的光源那样照亮，具有一个位置并从该位置投射光，场景中的对象是根据对象相对于光源的位置和距离而被照亮的。SpotLight：聚光灯  -  从PointLight继承，它的照亮方式与PointLight类似，但是它既具有位置又具有方向。相关属性   Color：灯光颜色   Direction：光线方向（平行光、聚光灯）   Position：光源坐标（点光源、聚光灯）   Range：灯光范围（点光源）   InnerConeAngle：内光柱照射角度（聚光灯）   OuterConeAngle：外光柱照射角度（聚光灯） 

属性	说明	备注
MeshGemetry3D	网格标签
Positions	点	呈现3D图形的标签  Positions="0,0,0（x,y,z）     3,0,0      3,2,0      0,2,0" 一个面的4个点
TraiangleIndices	3 角形创建	TriangleIndices ="0,3,2（第一组） 0,1,2（第二组）" 设置Positions的3个点组成一个三角行
OrthographicCamera	正交相机（远近比例都一样-很少用）
PerspectiveCamera	透视相机（近比例长远比例小，符合我们正常观察事物的视觉-常用）
TextureCoordinates	设置平面对象与3D对象的映射关系-用来解决平面设置背景图显示问题-如果不设置这个属性平面设置的背景图不显示	TextureCoordinates="1,1 1,0 0,0 0,1"

相机标签对象属性

属性	说明	备注
Position	相机的空间坐标(X,Y,Z)	Position="100,100,100" 设置视角x,y,z
LookDirection	观察方向，向量，相机观察口朝向	LookDirection="-2,-2,-2" 设置相机的观看视角-相机观察的方向
FieldOfView	（透视相机属性） / 视野范围，一个值	FieldOfView="90" 设置相机与观看物体的距离，离得远观看物体区域范围大，离得近观看物体区域范围小
Width	（正交相机属性）（焦距），视野范围	Width="50"
UpDirection	相机上方方向，控制相机观察口旋转	UpDirection="0,1,0" （x, y,z）设置相机视口的旋转角度，斜着拍还是正着拍
FarPlaneDistance	远景距离，大于这个距离的场景不渲染	FarPlaneDistance="1000" 设置相机远处景色的渲染范围，如果值设置的比较小，远处景色是模糊的
NearPlaneDistance	近景距离，小于这个距离的场景不渲染	NearPlaneDistance="1" 设置相机近处的晶圆渲染范围，如果值越大，近处景色是模糊的

1. <Window.Triggers>
2.     <EventTrigger RoutedEvent="Window.Loaded">
3.         <BeginStoryboard>
4.             
5.             <Storyboard RepeatBehavior="Forever">
6.                
7.                
8.                
9.                
10.                
11.                 <DoubleAnimation Duration="0:0:7"
12.                              Storyboard.TargetName="aar"
13.                              Storyboard.TargetProperty="Angle"
14.                              From="0"
15.                              To="360"/>
16.             </Storyboard>
17.         </BeginStoryboard>
18.     </EventTrigger>
19. </Window.Triggers>
20. <Grid>
21.    
22.    
23.     <Viewport3D>
24.         
25.         
26.         <Viewport3D.Camera>
27.             
28.             
29.             
30.             
31.             
32.             
33.             
34.             <PerspectiveCamera Position="100,100,100"
35.                    LookDirection="-2,-2,-2"
36.                    FieldOfView="90"
37.                    UpDirection="0,1,0"
38.                    FarPlaneDistance="1000"
39.                    NearPlaneDistance="1">
40.             </PerspectiveCamera>
41.             
42.             
43.             
44.         </Viewport3D.Camera>
45.         
46.         
47.         <ModelVisual3D>
48.             
49.             <ModelVisual3D.Content>
50.                
51.                 <Model3DGroup>
52.                     
53.                     
54.                     
55.                        
56.                     
57.                     
58.                     
59.                        
60.                     
61.                     
62.                     
63.                     
64.                        
65.                     
66.                     
67.                     
68.                     
69.                     
70.                     <SpotLight Color="Orange" InnerConeAngle="100"
71.                OuterConeAngle="40"
72.                Position="50,50,50"
73.                Direction="-1,-1,-1"/>
74.                 </Model3DGroup>
75.             </ModelVisual3D.Content>
76.         </ModelVisual3D>
77.         
78.         
79.         <ModelUIElement3D>
80.             <ModelUIElement3D.Model>
81.                
82.                 <GeometryModel3D>
83.                     
84.                     
85.                     <GeometryModel3D.Material>
86.                         <MaterialGroup>
87.                            
88.                            
89.                            
90.                            
91.                            
92.                             <DiffuseMaterial>
93.                                 <DiffuseMaterial.Brush>
94.                                     <ImageBrush ImageSource="Arrow.png"/>
95.                                 </DiffuseMaterial.Brush>
96.                             </DiffuseMaterial>
97.                            
98.                            
99.                            
100.                         </MaterialGroup>
101.                     </GeometryModel3D.Material>
102.                     
103.                     <GeometryModel3D.Geometry>
104.                         
105.                         
106.                         
107.                         
108.                         <MeshGeometry3D Positions="0,0,0     3,0,0      3,2,0      0,2,0"
109.                                  TriangleIndices="0,2,3 0,1,2"
110.                                         TextureCoordinates="1,1 1,0 0,0 0,1"/>  
111.                         
112.                         
113.                         
114.                     </GeometryModel3D.Geometry>
115.                 </GeometryModel3D>
116.             </ModelUIElement3D.Model>
117.         </ModelUIElement3D>
118.         
119.         
120.         <ModelUIElement3D>
121.             <ModelUIElement3D.Model>
122.                
123.                 <GeometryModel3D>
124.                     
125.                     
126.                     <GeometryModel3D.Material>
127.                         <MaterialGroup>
128.                            
129.                            
130.                            
131.                             <DiffuseMaterial Brush="Red"/>
132.                            
133.                            
134.                            
135.                            
136.                            
137.                         </MaterialGroup>
138.                     </GeometryModel3D.Material>
139.                     
140.                     <GeometryModel3D.Geometry>
141.                         
142.                         
143.                         
144.                         <MeshGeometry3D Positions="3,2,1     3,2,0      3,0,0      3,0,1"
145.                       TriangleIndices="0,3,1    1,3,2"/>
146.                     </GeometryModel3D.Geometry>
147.                 </GeometryModel3D>
148.             </ModelUIElement3D.Model>
149.         </ModelUIElement3D>
150.         
151.         
152.         <ModelUIElement3D>
153.             
154.             <ModelUIElement3D.Transform>
155.                
156.                 <Transform3DGroup>
157.                     
158.                     <RotateTransform3D CenterX="0" CenterY="0" CenterZ="0">
159.                         
160.                         <RotateTransform3D.Rotation>
161.                            
162.                             <AxisAngleRotation3D Axis="1,0,0" Angle="-90"/>
163.                         </RotateTransform3D.Rotation>
164.                     </RotateTransform3D>
165.                     <RotateTransform3D CenterX="0" CenterY="0" CenterZ="0">
166.                         <RotateTransform3D.Rotation>
167.                            
168.                             <AxisAngleRotation3D Axis="0,1,0" x:Name="aar"/>
169.                         </RotateTransform3D.Rotation>
170.                     </RotateTransform3D>
171.                 </Transform3DGroup>
172.             </ModelUIElement3D.Transform>
173.             
174.             <ModelUIElement3D.Model>
175.                
176.                 <GeometryModel3D x:Name="gm">
177.                     
178.                     <GeometryModel3D.Material>
179.                         
180.                         <DiffuseMaterial>
181.                             <DiffuseMaterial.Brush>
182.                                 <ImageBrush ImageSource="Earth.jpg"/>
183.                             </DiffuseMaterial.Brush>
184.                         </DiffuseMaterial>
185.                     </GeometryModel3D.Material>
186.                 </GeometryModel3D>
187.             </ModelUIElement3D.Model>
188.         </ModelUIElement3D>
189.     </Viewport3D>
190. </Grid>

复制代码

　　后台关于3D地球的代码
[code]public MainWindow(){    InitializeComponent();    // 绑定加载事件    this.Loaded += MainWindow_Loaded;}/// /// 窗体加载/// /// /// private void MainWindow_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e){    this.gm.Geometry = this.SetEarth(180, 180, 50);}/// /// 生成三维地球算法/// 圆弧的计算公式/// /// 纬度方向切多少份/// 精度方向切多少份/// 地球半径/// private MeshGeometry3D SetEarth(int numx, int numz, double r = 3){    MeshGeometry3D mesh = new MeshGeometry3D();    double dTh = 2 * Math.PI / numx;    double dPhi = Math.PI / numz;    double X(double th, double phi) => r * Math.Sin(phi) * Math.Cos(th);    double Y(double th, double phi) => r * Math.Sin(phi) * Math.Sin(th);    double Z(double phi) => r * Math.Cos(phi);    // Make the points.    for (int i = 0; i