Предисловие

Данный цикл статей призван помочь тем, кто решил заняться освоением DirectX. Примеры даны применительно к Delphi 6-7. В данной статье рассматривается пример 3D-приложения содержащий замкнутое пространство, движущуюся модель субмарины и возможность управления обзором из камеры.

Камера

Камера описана следующим образом:

TD3DCamera = class(TObject)
private
FPosX, FPosY, FPosZ: Single; // положение камеры
FOrient: TD3DXQuaternion; // ориентация
FAxisAngles: TD3DXVector3; // углы вращений по основным осям

...
public
constructor Create;
end;

Управление камерой

Управление камерой осуществляется от клавиатуры. Для опроса состояния клавиатуры используется интерфейс DirectInput8 и утилита из модуля DX8_DIUtil8 (см. исходный код примера). Клавиши управления - стрелки - перемещение камеры в пространстве; [Del]/[Page Dn] - вращение вокруг оси Y; [Home]/[End] - вращение вокруг оси X; [Ins]/[Page Up] - вращение вокруг оси Z.

Реализация опроса клавиатуры находится в методе GameActions; Этот метод периодически вызывается в методе FrameMove.

Сам процесс перемещения и поворота камеры реализован в ряде методов:

procedure CameraMoveLR(Direction: Integer);
procedure CameraMoveFB(Direction: Integer);
procedure CameraRotate(Direction: Integer; Axis: TRotationAxis);

Вращение реализовано следующим образом:

procedure CSubmarineD3DApp.CameraRotate(Direction: Integer; Axis: TRotationAxis);
var
CurrentRotation: Single;

begin

// определяем текущую ориентацию - углы вращений по осям

case Axis of
raX: CurrentRotation := D3DCam.FAxisAngles.x;
raY: CurrentRotation := D3DCam.FAxisAngles.y;
raZ: CurrentRotation := D3DCam.FAxisAngles.z;
else
CurrentRotation := 0;
end;

// ограничиваем вращение диапазоном -90..90 градусов (-pi/2..pi/2 радиан)

if (Direction = 1) and (CurrentRotation < D3DX_PI*0.499) then
CurrentRotation := CurrentRotation + Direction*CameraRotationSpeed;
if (Direction = -1) and (CurrentRotation > -D3DX_PI*0.499 ) then
CurrentRotation := CurrentRotation + Direction*CameraRotationSpeed;

// запоминаем новый угол

case Axis of
raX: begin
D3DCam.FAxisAngles.x := CurrentRotation;
end;
raY: begin
D3DCam.FAxisAngles.y := CurrentRotation;
end;
raZ: begin
D3DCam.FAxisAngles.z := CurrentRotation;
end;
end;

// формируем кватернион вращения - из 3 вращений: рысканье (yaw), тангаж (pitch), крен (roll)

D3DXQuaternionRotationYawPitchRoll(D3DCam.FOrient, D3DCam.FAxisAngles.y,
D3DCam.FAxisAngles.x, D3DCam.FAxisAngles.z);

// временная переменная для вывода значений на экран (с целью отладки)
D3DCam.FTempOrient := D3DCam.FOrient;
end;

В методе FrameMove следующие строчки кода преобразуют кватернион ориентации камеры (D3DCam.FOrient) в матрицу вращения, положение камеры задается матрицей смещения (matTrans) по текущим координатам камеры.

D3DXMatrixRotationQuaternion(matCursor, D3DCam.FOrient);

D3DXMatrixIdentity(m_matView);
D3DXMatrixMultiply(m_matView, m_matView, matCursor);

D3DXMatrixTranslation(matTrans, D3DCam.FPosX, D3DCam.FPosY,
D3DCam.FPosZ);

D3DXMatrixMultiply(m_matView, m_matView, matTrans);