WPF 3D 模型旋轉

    WPF 是 Microsoft 在 Framework3.0 中支持的一種技術，它能作出很絢麗的界面，同時它也支持3D的操作。在3D操作主要包括平移(Translate)、旋轉(Rotation)、縮放(Scale)。

    本文中主要是討論3D 模型的旋轉。對於旋轉操作可以采用旋轉模型，通過模型的Transform屬性來完成；也可以通過第一人稱的攝像機通過旋轉攝像機來完成旋轉。當然處於對性能的考慮本文選擇第二種方法的方式來旋轉模型。

    完成攝像機的旋轉需要通過以下幾個步驟：

    1. 對於不同的模型，設置攝像機的位置(Position)，遠焦距(FarPlaneDistance)，近焦距(NearPlaneDistance)，看的方向(LookDirection)，向上的向量(UpDirection)。

    2. 旋轉圍繞的旋轉抽和圍繞旋轉的中心。

    首先，對於不同的模型放入到世界坐標中攝像機的位置肯定會不同。如何確定攝像機的位置呢？在XNA中XNA框架提供了一個SphereBounding的屬性來獲得模型的外切圓，從而得到了圓心。然而在WPF中卻沒有發現SphereBounding的身影。不過仔細想想，Microsoft 不可能在XNA中提供了計算外切圓的方法，在WPF中不可能不提供類似的方法。然后我們仔細尋找，你會發現在MeshGeometry3D有一個Bounds的屬性，該屬性是返回MesheGeometry3D的邊界Rect3D。Rect3D表示一個三維矩形，也就是模型的外切矩形。

    對於一個模型很有可能是由多個ModelVisual3D組成，這就預味着要把這些ModelVisual3D的外切矩形合並，好在在Rect3D中提供了Union方法(MSDN: 已重載。 更新指定的 Rect3D 以反映該 Rect3D 與第二個指定 Rect3D 的聯合)。最后通過對三維矩形的Size 和 Location 來計算出矩形的中心。

    

private void UnionRect(ModelVisual3D model, ref Rect3D rect3D)
        {
            for (int i = 0; i < model.Children.Count; i++)
            {
                var child = model.Children[i] as ModelVisual3D;
                UnionRect(child, ref rect3D);

            }
            if (model.Content != null)
                rect3D.Union(model.Content.Bounds);
        }

    通過上面獲得的中心和矩形的對角線來計算出矩形外切圓的半徑。在本例中我們讓模型圍繞Y軸以自己為中心旋轉，所以只需要通過中心點和半徑來設置攝像機的Z或者X，通過設置攝像機的X和Z。這樣就使得中心點 X,Z在同一個平面中，同時還在同一個圓形中，這樣就是的攝像機的旋轉圍繞着圓點做圓心運動。

    

 public void MeasureModel(ModelVisual3D model)
        {
            var camera = _baseModel.Camera;
            var rect3D = Rect3D.Empty;
            UnionRect(model, ref rect3D);

            _center = new Point3D((rect3D.X + rect3D.SizeX / 2), (rect3D.Y + rect3D.SizeY / 2),
                                  (rect3D.Z + rect3D.SizeZ / 2));

            double radius = (_center - rect3D.Location).Length;
            Point3D position = _center;
            position.Z += radius * 1.2;
            position.X = position.Z;
            camera.Position = position;
            camera.LookDirection = _center - position;
            camera.NearPlaneDistance = radius / 100;
            camera.FarPlaneDistance = radius * 100;
        }

　　設置攝像機的相關屬性后，接下來就該是對攝像機做旋轉操作了。WPF中旋轉提供了兩個類AxisAngleRotation3D 和 QuaternionRotation3D。本例中我們選擇最常用的AxisAngleRotation3D來完成。在AxisAngleRotation3D提供了CenterX，CenterY，CenterZ這幾個屬性，用來設置旋轉圍繞的中心，默認的中心點為(0,0,0)，本例中為了實現模型以自己為中心旋轉，因此我們需要設置旋轉中心。

public void Yaw(bool leftRight, double angleDeltaFactor)
        {
            var camera = _baseModel.Camera;
            var axis = new AxisAngleRotation3D(camera.UpDirection, leftRight ? angleDeltaFactor : -angleDeltaFactor);
            var rt3D = new RotateTransform3D(axis) { CenterX = _center.X, CenterY = _center.Y, CenterZ = _center.Z };
            Matrix3D matrix3D = rt3D.Value;
            Point3D point3D = camera.Position;
            Point3D position = matrix3D.Transform(point3D);
            camera.Position = position;
            camera.LookDirection = camera.LookDirection = _center - position;
        }

　　源碼下載