Теперь предположим, что вы хотите воспроизвести в своем открытом окне трехмерную анимацию. Для этого вы задаете размеры окна и его положение на рабочем столе. Тем самым определяется область видеопамяти, используемая для отображения содержимого окна ("область памяти окна"). Если бы для рисования в вашем окне применялись стандартные функции Windows GDI, то при получении запроса на вывод модуль GDI обратился бы к драйверу видеоустройства для установки тех пикселей в видеопамяти, которые бы приводили к нужному эффекту. На рис. 1 изображена программная иерархия, с которой обычно приходится иметь дело в Windows-программах:

Рис. 1

Например, для того чтобы нарисовать в окне прямоугольник, следует вызвать функцию Rectangle. GDI спрашивает драйвер видеоустройства, умеет ли тот рисовать прямоугольники; если не умеет, GDI "договаривается" с драйвером о каком-нибудь другом способе рисования прямоугольника (построение множества линий или чего-нибудь в этом роде). Затем драйвер устройства обращается к содержимому видеопамяти или пользуется аппаратными особенностями видеокарт для непосредственно рисования прямоугольника. Как вы думаете, быстро проходит этот процесс или медленно? Правильный ответ - не очень медленно, но и быстрым его никак не назовешь. Все дело в универсальности GDI, за которую приходится расплачиваться.

На самом деле пересылку данных в видеопамяти можно ускорить и дальше. Если ваше приложение будет работать в полноэкранном исключительном режиме (mil-screen exclusive mode), видеокарта сможет переключаться между двумя страницами видеопамяти, благодаря чему анимация достигает производительности, присущей разве что играм для DOS.

Рис. 5

Положение передней и задней отсекающих плоскостей задается функциями IRL Viewport: :SetFront и IRL Viewport: :SetBack. СОМ-интерфейс IRLViewport применяется для управления ракурсом. Величину угла камеры можно изменить функцией IRL Viewport: :SetField. При создании объекта некоторым параметрам присваиваются начальные значения, а другие остаются как есть. Чтобы точно определить положение трехмерного объекта на экране, необходимо применить к его вершинам преобразование, которое отображает трехмерные пространственные координаты на двухмерные координаты окна. Преобразование координат осуществляется с помощью матрицы размером 4х4, которая является суперпозицией отдельных преобразований перспективы, масштабирования и переноса. В сущности, для получения двухмерных координат вершины следует умножить вектор трехмерных координат на матрицу преобразования.

Фрейм не следует считать физическим объектом, это всего лишь преобразование, применяемое ко всем его потомкам. Соответственно, фрейм не имеет физических размеров или формы. Однако нередко представляют фреймы в виде структур из трубок, каркасов. Это помогает представить взаимное перемещение фреймов, присоединенных к макету.

Возникает впечатление, что для последовательного выполнения всех этих преобразований потребуется много времени и усилий - и это действительно так, если выполнять все ненужные преобразования. Однако механизм визуализации действует более разумно. Он сохраняет копию матрицы итогового преобразования каждого фрейма (полученную умножением матриц всех преобразований фрейма), и в том случае, если все фреймы, находящиеся в иерархии выше данного, остались без изменений, итоговое преобразование можно не пересчитывать. Следовательно, работа с фреймами не обязательно приводит к потере производительности. На практике, если в вашем макете присутствует несколько движущихся объектов, все равно придется как-то определять их положение. Использование иерархических фреймов для задания относительного положения этих объектов значительно повышает вероятность того, что вам не придется выполнять лишних вычислений. Все остальные фреймы так или иначе являются потомками, присоединенными к фрейму сцены. Фрейм камеры и фрейм текущего макета присоединяются непосредственно к фрейму сцены. Все фреймы, входящие в макет, являются потомками фрейма макета. Используя фреймы подобным образом, вы очень легко определяете положение камеры по отношению к макету. Кроме того, можно без труда перемещать камеру по макету, создавая иллюзию полета, или закрепить камеру на одном месте и перемещать весь макет (еще один способ изобразить полет).

При создании фрейма сцены камера находится перед сценой и направляется на ее центр. Другими словами, камера располагается в отрицательной области оси Z. На рис. 6 показано взаимное расположение фреймов камеры и сцены.

Интерфейс lUnknown является базовым для всех остальных СОМ-интерфейсов, так что при наличии указателя на любой интерфейс можно вызвать Queryinterface для любого интерфейса, которым вы хотите пользоваться.

Это исключительно мощное средство, поскольку при наличии любого интерфейсного указателя на любой СОМ-объект можно определить, поддерживает ли данный объект тот интерфейс, которым вы хотите пользоваться. Единственное, чего нельзя сделать - получить список всех интерфейсов, поддерживаемых объектом.

Интерфейс содержит управляющие функции, которые влияют на отображение макета в вашем окне. Функции работают со вспомогательным слоем Direct3D и, в сущности, со многими аспектами физического устройства вывода. Например, вы будете пользоваться этим интерфейсом для изменения качества визуализации с помощью функции SetQuality. Кроме того, функция SetShades интерфейса IDirect3DRMDevice служит для ограничения количества цветовых оттенков при работе с палитрами.

Качество визуализации может соответствовать нескольким уровням - от простейшего "проволочного каркаса" до закраски методом Гуро, как показано в таблице.

Возможные значения параметров функции SetQuality

Интерфейс IDirect3DRMViewport управляет работой проекционной системы, изображенной на рис. 7 и преобразующей пространственные координаты в двухмерные координаты на экране компьютера. Функция SetBack используется для задания положения задней отсекающей плоскости на оси Z. Функция SetField изменяет фокальное расстояние камеры, воспроизводящей макет.

Рис. 7

Функция SetProjection определяет, следует ли применять к изображению корректировку перспективы или же объекты должны воспроизводиться в простой ортогональной проекции. В большинстве случаев следует пользоваться перспективной проекцией для повышения реализма. Помимо определения исходных условий, основное назначение этого интерфейса связано с выбором объектов в макете. Функция Pick определяет, какой объект (если он имеется) лежит под заданной точкой экрана.

Интерфейс IDirect3DRMFace позволяет определить или задать атрибуты одной грани трехмерного объекта. Например, вы можете задать цвет грани функцией SetColor или же получить вектор, направленный по нормали к ней функцией GetNormal. Для получения указателя на интерфейс IDirect3DRMFace обычно следует запросить у интерфейса IDirect3DRMMeshBuilder список граней, после чего выбрать из возвращаемого массива одну конкретную грань.

Интерфейс IDirectSDRMLight предназначен для управления различными источниками света, поддерживаемыми механизмом визуализации. Источник света может обладать различными характеристиками, от цвета до закона изменения интенсивности с расстоянием.

Покрытие (wrap) определяет способ наложения текстуры на объект. Покрытия могут быть плоскими, цилиндрическими, сферическими и хромовыми. Для наложения покрытий (за исключением хромовых) на сетку используется функция Apply. Хромовое покрытие, предназначенное для имитации отражающих поверхностей, накладывается функцией Apply Relative; при этом текстура ориентируется по отношению к фрейму, а не к объекту, благодаря чему достигается правильное поведение "отражений" даже при вращении объекта. Покрытие также можно наложить на одну грань объекта.

Материал определяет отражающие свойства поверхности. Используя их, вы можете регулировать блеск поверхности и придавать ей вид, характерный для металла или пластика.

В общем случае материал имеет два цвета: нормальный и цвет, присущий ему при сильном освещении. Посмотрите на зеленое яблоко при ярко-белом свете. Поверхность яблока выглядит зеленой за исключением тех мест, где на нее падает прямой свет - в этих участках она белая. Цвета, которые вы видите, обусловлены диффузными и зеркальными отражающими свойствами объекта, они имитируются с помощью материала.

IDirect3DRMFrame используется чаще других интерфейсов и служит для изменения свойств фрейма. Например, можно задать положение фрейма функцией SetPosition или определить его ориентацию функцией SetOrientation. Приведу другой пример : функция SetTexture закрепляет за фреймом текстуру, которая используется сетками, прикрепленными к фрейму в качестве визуальных элементов. Таким образом, одна сетка, определяющая форму объекта, может использоваться с различными текстурами.

Функция SetRotation задает вращение фрейма вокруг заданного вектора, а функция SetVelocity - скорость вращения. Такая возможность оказывается полезной, если в вашем макете происходит непрерывное движение и вы не хотите постоянно пересчитывать положение объектов. Если фрейм является корневым (то есть не имеет родительского фрейма), можно задать для него фоновое изображение функцией SceneSetBackground или просто выбрать цвет фона функцией SceneSetBackGroundRGB.

Интерфейс сеток Idirect3DRMMesh в основном используется для задания атрибутов групп внутри сетки. Группой называется набор вершин с общими атрибутами (например, цветом). Группировка сходных элементов повышает производительность визуализации и часто используется абстрактным режимом Direct3D.

Интерес представляют еще две функции этого интерфейса - функция Save, сохраняющая сетку в файле на диске, и функция Translate, прибавляющая заданное смещение к каждой вершине сетки. Последняя функция особенно полезна для присоединения нескольких сеток к общему фрейму при построении сложной фигуры.

Интерфейс IDirectSDRMShadow не содержит собственных функций и служит в качестве типа данных для объектов - теней, которые являются разновидностью визуальных элементов.

Комплексный интерфейс, используемый для создания трехмерных объектов. Интерфейс содержит много функций, от очень простых (например, Load, загружающей сетку из файла на диске) до более сложных, типа функции AddFaces, которая по списку вершин, нормалей (векторов, обозначающих направление) и описаниям граней создает новый набор граней сетки.

Интерфейс построения сеток также содержит много справочных функций, предназначенных для получения информации о сетке. Например, можно узнать, сколько граней входит в сетку.

Текстурой (texture) называется изображение, которое накладывается на фигуры или на их отдельные грани для придания им большего реализма. Функции интерфейса IDirect3DRMTexture чаще всего используются для управления процессом визуализации текстур. Например, если вы желаете ограничить количество цветов при воспроизведении текстуры, следует вызвать функцию SetShades. В противном случае одна насыщенная цветами текстура может заполнить всю палитру и не оставить в ней места для других фигур и текстур. Функция SetDecalTransparencyColor задает прозрачные области текстуры.

Декалом (decal) называется текстура, которая воспроизводится непосредственно как визуальный элемент и обычно представляет собой что-то вроде плоского спрайта, всегда обращенного лицевой стороной к камере. Тем не менее прозрачные текстуры вовсе не обязаны использоваться в качестве декалов.