使用Vertex Buffer繪製基本幾何形狀

2009-11-29

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XNA

在前面的文章有稍微介紹了XNA的XNA Rendering Pipeline

現在，讓我們開始從頭了解吧!!

(也許有人會好奇，怎麼會要講這個...因為這個部分是很重要的，所以我才特別在往回寫，熟悉Vertex buffer與index buffer，在後面處理一些模型的幾何會很有幫助)

使用環境:

Visual Studio C# 2008任意版本

XNA 3.1

新增完畢XNA GS(game studio，以後簡稱CS) 3.1的專案以後，開啟Game1.cs的程式碼

在rendering pipeline中，我們知到頂點的資訊(包含position、normal、texture coordniate等)，都是被儲存在Vertex Buffer中，然後再送進Vertex Processing處理一些轉換(包含將Local Coordniate轉換到World Coordniate等)。

而我們第一步就是要建立Vertex Buffer!!

宣告一個變數Vertex Buffer:

VertexBuffer mVertexBuffer;

(這邊建議讀者命名方式使用"匈牙利命名法則")

接下來宣告幾項變數:

說明: 我們需要告知Pipeline現在我們的頂點包含哪些資料。(像是包含位置跟顏色等)

設定完變數以後，接下來就可以設定頂點的資料

在建構子當中，建立頂點資訊，如下

mVertex = new VertexPositionColor[4];

mVertex[0].Position = new Vector3(-1, 1, 0);
mVertex[0].Color = Color.Blue;

mVertex[1].Position = new Vector3(-1, -1, 0);
mVertex[1].Color = Color.Red;

mVertex[2].Position = new Vector3(1, -1, 0);
mVertex[2].Color = Color.Orange;

mVertex[3].Position = new Vector3(1, 1, 0);
mVertex[3].Color = Color.MediumPurple;

這邊我們宣告的四個頂點，VertexPositionColor.Position設定頂點位置，是一個三維的座標。

VertexPositionColor.Color設定頂點顏色。

VertexPositionColor[] mVertex;
說明: 宣告頂點，而頂點結構的內容指包含位置和顏色。這邊有多個選擇頂點的結構，像是VertexPositionColor、VertexPositionColorTexture、VertexPositionNormalTexture和VertexPositionTexture四種。

VertexPositionColor: 可以宣告頂點位置和頂點顏色。

VertexPositionColorTexture: 可以宣告頂點位置、顏色和貼圖座標。

VertexPositionNormalTexture: 可以宣告頂點位置、法像量和貼圖座標。

VertexPositionTexture: 可以宣告頂點位置和貼圖座標。

BasicEffect basicEffect;
說明: 使用基本的特效，包含一些打光和一些矩陣(View matrix、projection matrix等)

設定完畢以後，在Initialize函數中，初始化一些變數和設定一些相關的矩陣。

mDeclaration = new VertexDeclaration(GraphicsDevice, VertexPositionColor.VertexElements);
說明: 告知Pipeline現在的頂點結構，第一個參數傳入現在的GraphicsDevice，第二個參數傳入結構的型態，在面所說的四個頂典型態都會有一個VertexElements的成員，將它設定為那個即可。

mVertexBuffer = new VertexBuffer(GraphicsDevice, VertexPositionColor.SizeInBytes * mVertex.Length, BufferUsage.None);
說明: 建立VertexBuffer，第一個參數為GraphicsDevice，第二個參數設定就是現在Vertex Buffer的大小(取得頂點結構的大小以後，在乘上頂點數量)，第三個參數設定Buffer的存取模式。
mVertexBuffer.SetData<VertexPositionColor>(mVertex);
說明: 設定VertexBuffer的頂點資料。

Matrix view = Matrix.CreateLookAt(new Vector3(0, 0, 1), Vector3.Zero, Vector3.Up);
說明: 設定View matrix，第一個參數為Camera的位置，第二個參數為Camera觀察的點，第三個參數為向上的方向，第三個參數用來告知，現在哪邊為上方，如果設定錯誤，可能會看到不是預期想看到的結果。)
Matrix project = Matrix.CreateOrthographic(5, 5, 0, 1);
說明: 設定投影矩陣，這邊使用平行投影。

basicEffect = new BasicEffect(GraphicsDevice, null);
說明: 建立一個BasicEffect的物件。
basicEffect.VertexColorEnabled = true;
說明: 開起頂點顏色
basicEffect.World = Matrix.Identity;
說明: 設定世界矩陣(包含旋轉、平移、縮放，這些稱為世界矩陣)
basicEffect.View = view;
說明: 設定視野矩陣(一般可能會看到一個詞，叫做ModelView matrix，這是因為world matrix可以直接跟view matrix相乘，這結果是相同的)
basicEffect.Projection = project;
說明: 設定投影矩陣。

設定完以上參數以後，接下來我們就可以準備畫出結果了

在Draw的函數中，打入下面程式碼

GraphicsDevice.VertexDeclaration = mDeclaration;
說明: 設定頂點結構

GraphicsDevice.RenderState.PointSize = 10;
說明: 設定頂點的點大小。

GraphicsDevice.RenderState.CullMode = CullMode.None;
說明: 設定Culling Mode，在Rendering pipeline中，先剃除掉看不到的面，這邊是指不開啟Culling，因為每個人設定頂點的方式不同，像是順時鐘設定或是逆時鐘設定等等(像這個範例我就是使用逆時鐘設定頂點)，XNA預設是順時鐘為front face，所以我用逆時鐘的方式設定的話，是看不到結果的。

basicEffect.Begin();
basicEffect.CurrentTechnique.Passes[0].Begin();
GraphicsDevice.DrawUserPrimitives<VertexPositionColor>(PrimitiveType.TriangleFan, mVertex, 0, 2);
說明: 將幾何圖形畫出，第一個參數為設定幾何模型的型態，像是點、線、三角形等，第二個參數為頂點的資料，第三個參數起始位置，第四個參數是說現在要畫幾個，第四個參數比較值得注意就是，你需要知道現在你要畫幾個，如果設定錯誤程式就會crush掉。
basicEffect.CurrentTechnique.Passes[0].End();
basicEffect.End();

執行結果如下