Глава 3 Интерфейсы и классы

В этой главе мы кратко рассмотрим интерфейсы механизма визуализации Direct3D, а также классы C++ из библиотеки 3dPlus, которые пользуются этими интерфейсами. Не ждите подробного обсуждения всех интерфейсов и классов, скорее это лишь краткое введение в них. Каждый из упомянутых здесь интерфейсов и классов будет подробно рассмотрен в последующих главах. К концу этой главы вы будете иметь достаточно четкое представление о том, для чего нужен тот или иной интерфейс механизма визуализации и как к нему обращаться. Кроме того, мы познакомимся с иерархией классов библиотеки 3dPlus. Если вам не хочется плотно заниматься классами и интерфейсами, пропустите эту главу и вернитесь к ней, когда возникнет необходимость.

Работа с интерфейсами СОМ-объектов

Давайте в общих чертах познакомимся с составной объектной моделью (СОМ — Component Object Model) и работой СОМ-интерфейсов.

Интерфейс представляет собой набор функций, объединенных общим назначением. Интерфейсные функции напоминают функции классов C++, за тем исключением, что функции интерфейса только определяются, но не реализуются. Можно считать их чем-то вроде плана для класса C++, который вы только собираетесь написать.

СОМ-объектом называют фрагмент кода, реализующий один или несколько интерфейсов. СОМ-объекты могут быть чрезвычайно простыми (например, объекты классов C++ со статической компоновкой) или чрезвычайно сложными (программа, работающая на сервере на другом краю Земли). Если вы представляете себе работу библиотек динамической компоновки (DLL), то по словам моего коллеги Дейла Роджерсона «СОМ-объекты при программировании на C++ играют ту же роль, что и DLL при программировании на С».

Любой СОМ-объект в обязательном порядке должен поддерживать интерфейс с именем lUnknown, обеспечивающий два базовых свойства СОМ-объектов: подсчет обращений и способность запрашивать другие интерфейсы. При помощи интерфейса lUnknown можно определить, какие еще интересующие вас интерфейсы поддерживаются объектом. Поясню сказанное на примере. Предположим, мы только что создали трехмерный объект средствами механизма визуализации и теперь хотим изменить его положение в макете. Поскольку нужная функция для изменения положения присутствует в интерфейсе IDirect3DRMFrame, желательно выяснить, поддерживается ли этот интерфейс созданным объектом, и, если результат проверки окажется положительным, — вызвать соответствующую функцию IDirect3DRMFrame для изменения положения объекта. Для определения того, поддерживается ли тот или иной интерфейс данным объектом, следует вызвать функцию IUnknown::Querylnterface:

HRESULT hr;

IDirect3DRMFrame* pIFrame = NULL;

hr = pI[Jnknown-»QueryInterface (IID IDirect3DRMFrame, (void**)&plFrame) ;

Работа с интерфейсами СОМ-объектов ^Щ 61

Если вызов функции был успешным, следовательно, объект поддерживает интерфейс IDirect3DRMFrame и вы можете им пользоваться:

pIFrame-»SetPosition(2, 4, 5);

Когда функция Querylnterface возвращает указатель на IDirect3DRMFrame, она также увеличивает на единицу счетчик обращений объекта. Следовательно, при завершении работы с указателем необходимо снова уменьшить значение счетчика обращении:

pIFrame-»Release () ;

pi Frame = NULL;

Присваивать указателю NULL необязательно. Я делаю это лишь для того, чтобы отладчик смог перехватить любую попытку повторного использования указателя после освобождения интерфейса, на который он ссылался. Если вы любите макросы (лично я их не люблю), то всегда можете написать макрос для одновременного освобождения интерфейса и присвоения указателю NULL:

#define RELEASE (p) ( (р)-»Release () ; (р) = NULL;)

ПРИМЕЧАНИЕ

Я не люблю пользоваться макросами, потому что они скрывают конкретную программную реализацию. Мне кажется, что удобства от использования макросов за долгие годы отладки так и не оправдали тех хлопот, которые я имел с ними.

Интерфейс lUnknown является базовым для всех остальных СОМ-интерфейсов, так что при наличии указателя на любой интерфейс можно вызвать Querylnterface для любого интерфейса, которым вы хотите пользоваться. Например, если у нас уже имеется указатель на интерфейс IDirect3DRMFrame (pIFrame) и необходимо выяснить, поддерживается ли интерфейс IDirect3DRMMesh объектом, на который ссылается указатель, проверка может выглядеть следующим образом:

HRESULT hr;

IDirect3DRMMesh* pIMesh = NULL;

hr = pIFrame-»Query!nterface(IID_IDirect3DRMMesh, (void**)SpIMesh) ;

if (SUCCEEDED(hr)) {

// Использовать интерфейс для работы с сетками

int i = pIMesh-»GetGroupCount;

pIMesh-»Release;

pIMesh = NULL;

>

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.

62 Illll8 Глава 3. Интерфейсы и классы

Все имена СОМ-интерфейсов начинаются с префикса I, по которому их можно отличить от классов C++ или других объектов. Я не стал пояснять этот факт в тексте, поскольку счел его достаточно очевидным, но потом решил, что, возможно, кто-то из читателей недоумевает по этому поводу. Префикс 1 также напомнит о том, что после завершения работы с интерфейсом необходимо вызвать Release.

Кроме того, любой интерфейс или СОМ-объект может наследовать функции и свойства от другого интерфейса или целой группы интерфейсов. Однако выяснить это программными средствами невозможно; приходится смотреть на определение интерфейса. Например, если заглянуть в заголовочный файл d3drmobj.h в DirectX 2 SDK, вы увидите, что интерфейс IDirect3DRMFrame является производным от IDirect3DRMVisual. Следовательно, IDirect3DRMFrame заведомо поддерживает все функции интерфейса IDirect3DRMVisual. IDirect3DRMVisual является производным от IDirect3DRMObject, который в свою очередь порожден от IDnknown. Следовательно, интерфейс IDirect3DRMFrame поддерживает все функции IDirect3DRMFrame, а также все функции интерфейсов IDirect3DRMVisual, IDirect3DRMObject и lUnknown.

ПРИМЕЧАНИЕ

Все интерфейсы механизма визуализации имеют префикс IDirect3D. Интерфейсы с префиксом IDirect3DRM относятся к более высокому уровню и предназначаются для работы с фреймами, фигурами, источниками света и т. д. Буквы RM являются сокращением от Retained Mode (то есть «абстрактный режим», в отличие от расположенного на более низком уровне непосредственного режима, Immediate Mode).

На самом деле иерархия интерфейсов не так уж важна, потому что поддерживаемые объектом интерфейсы всегда можно определить функцией Querylnterface. Но если вы добиваетесь от приложения максимальной производительности, знание иерархии поможет обойтись без лишних вызовов функций.

Позвольте мне завершить этот краткий обзор СОМ-объектов на обсуждении того, как функции AddRef и Release интерфейса lUnknown применяются для совместного использования объектов. Предположим, мы хотим создать макет с несколькими деревьями. Описание дерева состоит из набора описаний вершин и граней, объединенных в сетку. Сетка является визуальным объектом, который можно присоединить к фрейму для того, чтобы задать его положение в макете. На самом деле одна и та же сетка может присоединяться к нескольким фреймам. Для создания нашего маленького леса понадобится одна сетка, определяющая форму дерева, и несколько фреймов для указания положений отдельных деревьев. Затем сетка присоединяется к каждому фрейму в качестве визуального элемента, для этого используется следующий вызов:

pIFrame-»AddVisual (pIMesh) ;

Если взглянуть на код функции AddVisual в IDirect3DRMFrame, вы увидите что-нибудь в таком роде:

Работа с интерфейсами СОМ-объектов Tflil 63

HRESULT IDirect3DRMFrame::AddVisual(IDirect3DRMVisual * pIVisual)

f

pIVisual-»AddRef () ;

AddVisualToList(pIVisual) ;

}

Функция AddRef, входящая в интерфейс Визуального элемента (визуальный интерфейс), увеличивает счетчик обращений к объекту-сетке. Зачем? Затем, что во время существования объекта-фрейма нельзя допустить уничтожения объекта, предоставляющего ему визуальный интерфейс. После уничтожения фрейма или удаления из него конкретного визуального интерфейса код фрейма освобождает объект-сетку:

pIVisual-»Release () ;

Следовательно, после освобождения объекта-сетки последним фреймом счетчик обращений объекта упадет до нуля, и он самоуничтожится.

Какой же вывод следует сделать из всего этого? Если вы правильно обращаетесь с интерфейсами СОМ-объектов с помощью функций AddRef и Release, вам никогда не придется следить за тем, какие объекты присутствуют в памяти и когда их можно удалять, поскольку внутренний счетчик обращений самостоятельно справится с этой работой.

Позвольте дать пару последних рекомендаций по работе с СОМ-объектами. Любая функция, которая возвращает указатель на интерфейс, перед тем как вернуть управление, вызывает AddRef для увеличения счетчика обращений; после завершения работы с указателем необходимо вызвать Release, чтобы избежать ненужного хранения объектов в памяти. Если вы копируете указатель на интерфейс, вызовите AddRef для копии и освободите оба указателя функцией Release, когда надобность в них отпадет. Помните о том, что возврат указателя на интерфейс одной из ваших функций фактически равносилен его копированию. Перед тем, как возвращать указатель, не забудьте вызвать для него AddRef.

А теперь я собираюсь нарушить только что установленное правило. Если вы стопроцентно уверены в том, что делаете, то при копировании указателя можно обойтись и без вызова AddRef, однако при этом следует неуклонно следить за тем, чтобы функция Release была вызвана нужное количество раз. Лишние вызовы Release приведут к уничтожению используемого объекта, их нехватка — к непроизводительным расходам памяти. Просмотрев исходные тексты библиотеки 3dPlus, вы убедитесь, что во многих объектах C++ присутствует функция Getlnterface. Она возвращает указатель на тот интерфейс, для которого данный класс C++ выступает в роли оболочки. Я сделал это из соображений удобства и производительности. Функция Getlnterface не увеличивает счетчик обращений, так что при вызове какой-либо из функций Getlnterface не следует вызывать Release для возвращаемого указателя.

Книги, указанные в разделе «Библиография», содержат более подробную информацию о СОМ-объектах.

64 ВДГ Глава 3. Интерфейсы и классы

Интерфейсы трехмерной графики

Речь пойдет лишь о самых распространенных интерфейсах, включенных мной в библиотеку SdPlus. Все интерфейсы механизма визуализации документированы в справочных файлах, входящих в комплект DirectX 2 SDK, так что я не собираюсь подробно рассматривать работу всех функций каждого интерфейса. На рис. 3-1 изображена иерархия интерфейсов, входящих в библиотеку 3dPlus. Диаграмма была создана на основании определений интерфейсов из файла d3drmobj.h, входящего в DirectX 2 SDK.

Рис. 3-1. Иерархия интерфейсов в механизме визуализации

Интерфейсы трехмерной графики тЦЦ 65

Как видите, в иерархии существуют две основные группы: интерфейсы, производные от IDirect3DRMObject, и интерфейсы, производные от IDirect3DRMVisual. Интерфейс IDirect3DRMObject является общим предком для всех интерфейсов библиотеки и включает функцию SetAppData, которая позволяет включить в любой интерфейс закрытую 32-разрядную переменную. Например, такая возможность оказывается очень полезной при инкапсуляции интерфейса в классе C++. Закрытая переменная будет содержать указатель на объект класса C++, и при наличии указателя на интерфейс можно быстро добраться до объекта-оболочки C++.

Важно учесть, что интерфейсы, производные от IDirect3DRMVisual, могут использоваться в качестве аргумента любой функции, для которой требуется указатель на интерфейс IDirect3DRMVisual (см. пример IDirect3DRMFrame::AddVisual на следующей странице). Что касается аргументов функций, следует упомянуть о том, что в реальных прототипах функций, определенных в DirectX 2 SDK, типы интерфейсов не указываются прямо. Например, функция, аргументом которой является указатель на интерфейс IDirect3DRMVisual, может быть определена следующим образом:

HRESULT IDirect3DRMFrame::AddVisual(LPDIRECT3DRMVISUAL pVisual) ;

Как видите, указатель на интерфейс IDirect3DRMVisual имеет тип LPDIRECT3DRMVISUAL.

ПРИМЕЧАНИЕ

Использование специальных типов данных в качестве указателей общепринято в Microsoft Windows. Мне кажется, что в новом 32-разрядном мире эта практика устарела, поскольку нам уже не нужно различать near и far-указатели. Как можно видеть в приведенном выше примере, использование специальных типов данных также затрудняет ответ на вопрос, что же собой представляет аргумент функции на самом деле. Имена типов, состоящие из прописных букв, также являются общепринятыми — регистр помогает отличить тип указателя от типа объекта, на который ссылается данный указатель. Как бы то ни было, я все равно не считаю такую практику полезной. И все же определения в SDK записаны именно так, к тому же они соответствуют стандартам Windows, поэтому мы должны учесть это обстоятельство и следовать ему в своих программах.

В библиотеке SdPlus я определил тип указателя так, как показано ниже, для тех немногочисленных случаев, когда функция получает в качестве аргумента указатель на интерфейс:

void AttachVisual(IDirect3DRMVisual* pIVisual);

Почти все интерфейсные функции возвращают значение типа HRESULT, которое проверяется в моих программах следующим образом:

ASSERT;SUCCEEDED(m_hr)) ;

А иногда проверка выглядит так:

return SUCCEEDED(m_hr);

66 illy Глава 3. Интерфейсы и классы

Обратите внимание — СОМ-интерфейсы могут возвращать значение S_FALSE, которое свидетельствует об ошибке, но успешно проходит проверку макроса SUCCEEDED. Ни один из интерфейсов Direct3D не возвращает S_FALSE, поэтому использование макросов SUCCEEDED и FAILED всегда будет давать правильный результат.

Давайте пройдемся по интерфейсам, производным от IDirect3DRMObject и изображенным на рис. 3-1, и кратко рассмотрим назначение каждого из них.

IDirect3DRMDevice

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. Вероятнее всего, 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. В качестве примера давайте посмотрим, как устанавливается качество визуализации. Ниже приведена реализация функции SetQuality в классе C3dDevice (он находится в файле 3dStage.cpp):

void C3dDevice::SetQuality(D3DRMRENDERQUALITY quality), {

if (!m_pIDevice) return;

m hr = m pIDevice-»SetQuality (quality) ;

AiSERT(SUCCEEDED(m_hr)) ;

)

А вот как функция C3dDevice: :SetQuality используется при первом создании объекта C3dStage и инициализации переменной m_Quality значением D3DRMRENDERJ30URARD:

BOOL C3dStage::Create(CDirect3D* pD3D) (

// Установить текущее качество визуализации m_Device.SetQuality(m_Quality);

}

Качество визуализации может соответствовать нескольким уровням — от простейшего «проволочного каркаса» до закраски методом Гуро, как показано в табл. 3-1. Я выбрал в качестве стандартной закраску Гуро (одна из технологий для получения плавной закраски), поскольку, на мой взгляд, она дает самый реалистичный результат.

Интерфейсы трехмерной графики '^Ц^ 67

Таблица 3-1. Возможные значения параметров функции SetQuality

ПРИМЕЧАНИЕ

Многие функции библиотеки 3dPlus возвращают значение типа BOOL, которое показывает, успешно ли завершилась функция. Тем не менее я решил, что некоторые функции могут закончиться неудачей лишь при полной катастрофе, и такие функции не возвращают никакого значения. Вместо этого в функцию включается директива ASSERT, которая отлавливает любые возможные проблемы.

IDirect3DRMViewport

Интерфейс IDirect3DRMViewport управляет работой проекционной системы, изображенной на рис. 3-2 и преобразующей пространственные координаты в двумерные координаты на экране вашего компьютера. Функция SetBack используется для задания положения задней отсекающей плоскости на оси z. Функция SetField изменяет фокальное расстояние камеры, воспроизводящей макет.

Положение Угол обзора камеры камеры

Задняя отсекающая '" плоскость

Рис. 3-2. Проекционная система

68

Глава 3. Интерфейсы и классы

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. Коррекция перспективы рассматривается в главе 8, где мы будем изучать наложение текстур.

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. Мы подробнее рассмотрим эту функцию в главе 7.

IDirect3DRMFace

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 IDirectSDRMMeshBuiIder список граней, после чего выбрать из возвращаемого массива одну конкретную грань. Присвоение цвета грани в функции C3dShape::SetFaceColor происходит следующим образом:

BOOL C3dShape::SetFaceColor(int nFace, double r, double g,

double b) {

if (nFace »= GetFaceCount()) return FALSE;

// Получить список граней IDirect3DRMFaceArray* pIFaces = NULL;

ASSERT<m_pIMeshBld) ;

m_hr = m_pIMeshBld-»GetFaces (&pl Faces);

ASSERT(SUCCEEDED(m_hr)) ;

// Выбрать из списка нужную грань IDirect3DRMFace* pIFace = NULL;

m_hr = pIFaces-»GetElement (nFace, SpIFace);

ASSERT(SUCCEEDED(m_hr)) ;

// Задать цвет грани m_hr = pIFace-»SetColorRGB(r, g, b) ;

ASSERT(SUCCEEDED(m_hr)) ;

// Освободить интерфейсы грани и списка граней pIFace-»Release () ;

pIFaces-»Release () ;

return TRUE;

Интерфейсы трехмерной графики ^fit 69

IDirect3DRMLight

Интерфейс IDirect3DRMLight предназначен для управления различными источниками света, поддерживаемыми механизмом визуализации (источники света более подробно рассматриваются в главе 10). Источник света может обладать различными характеристиками, от цвета до закона изменения интенсивности с расстоянием. Приведу простой пример установки цвета источника в функции C3dLight::SetColor:

BOOL C3dLight::SetColor(double r, double g, double b) {

ASSERT(m_pILight) ;

m_hr = m_pILight-»SetColorRGB(D3DVAL(r) , D3DVAL(g), D3DVAL(b));

return SUCCEEDED(m hr) ;

}

Макрос D3DVAL преобразует величины к формату с плавающей точкой, который используется в механизме визуализации.

IDirect3DRMWrap

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 ApplyRelative; 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. Ниже приводится функция (из файла 3dlmage.cpp), которая накладывает объект-покрытие C3dWrap на заданную грань объекта C3dShape:

BOOL C3dWrap::Apply(C3dShape* pShape, int nFace) {

ASSERT(pShape) ;

ASSERT(m_pIWrap) ;

if (nFace »= pShape-»GetFaceCount () ) return FALSE;

// Получить список граней IDirect3DRMMeshBuiider* pIBId = pShape-»GetMeshBuilder () ;

ASSERT(pIBId) ;

IDirect3DRMFaceArray* pIFaces = NULL;

m_hr = pIBld-»GetFaces (&pIFaces) ;

ASSERT;SUCCEEDED(m_hr)) ;

// Выбрать из списка нужную грань 70 ЩЩУ Глава 3. Интерфейсы и классы

IDirect3DRMFace* pIFace = NULL;

m_hr = pIFaces-»GetElement (nFace, SpIFace) ;

ASSERT(SUCCEEDED(m_hr)) ;

// Наложить покрытие на грань m_hr = m_pIWrap-»Apply(pIFace);

ASSERT(SUCCEEDED(m_hr)) ;

// Освободить интерфейсы pIFace-»Release () ;

pIFaces-»Release () ;

return SUCCEEDED(m_hr) ;

IDirect3DRMMaterial

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. В главе 8 материалы рассматриваются более подробно.

IDirect3DRMVisual

Интерфейс IDirect3DRMVisual не содержит собственных функций. Он лишь является базой, от которой порождаются все интерфейсы, которые могут использоваться в качестве визуальных элементов. Хотя в документации по SDK интерфейс IDirect3DRMVisual упоминается довольно часто, обычно он используется лишь как тип аргументов различных функций, как показано в объявлении AddVisual на стр. 64.

IDirect3DRMFrame

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. Ниже приводится функция C3dFraiDe::SetPosition, которая пользуется интерфейсом для установки положения фрейма (при наличии объявления IDirect3DRMFrame* m_plFrame):

Интерфейсы трехмерной графики '^^i 71

void C3dFrame::SetPosition(double x, double y, double z, C3dFrame* pRef)

[

ASSERT(m_pIFrame) ;

m_hr = m_pIFrame-»SetPosition(_GetRef (pRef) , D3DVAL(x), D3DVAL(y) , D3DVAL(z)) ;

ASSERT (SUCCEEDED (m_,hr) ) ;

}

Функция SetRotation задает вращение фрейма вокруг заданного вектора, а функция SetVeiocity — 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.

IDirect3DRMMesh

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 DirectSD.

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.

IDirect3DRMShadow

Интерфейс IDirect3DRMShadow не содержит собственных функций и служит в качестве типа данных для объектов-теней, которые являются разновидностью визуальных элементов. Работа с тенями рассмотрена в главе 10.

IDirect3DRMMeshBuilder

Комплексный интерфейс, используемый для создания трехмерных объектов. Большая часть функций класса C3dShape реализована именно с помощью интерфейса IDirect3DRMMeshBuilder. 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. О применении сеток для создания трехмерных объектов рассказано в главе 4.

Ниже приводится функция C3dShape::Create, которая использует интерфейс построения сеток для создания нового объекта по описаниям вершин и граней (при условии, что переменная m_plMeshBld объявлена как указатель на IDirect3DRMMeshBuilder):

72 аЦ^' Глава 3. Интерфейсы и классы

BOOL CSdShape::Create(D3DVECTOR* pVectors, int iVectors, D3DVECTOR* pNormals, int iNormals, int* pFaceData, BOOL bAutoGen)

(

ASSERT(m_pIMeshBld) ;

// Построить сетку по списку векторов

ASSERT(sizeof(ULONG) == sizeof(int));

m_hr = m_pIMeshBld-»AddFaces (iVe'ctors, pVectors, iNormals, pNormals, (ULONG*)pFaceData, NULL);

ASSERT(SUCCEEDED(m_hr)) ;

if ((iNormals == 0) && bAutoGen) (

m pIMeshBld-»GenerateNormals () ;

}

AttachVisual(m_pIMeshBld) ;

// Разрешить коррекцию перспективы m_pIMeshBld-»SetPerspective (TRUE) ;

return TRUE;

}

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

int C3dShape::GetFaceCount() (

ASSERT(m_pIMeshBld) ;

int i = (int) m_pIMeshBld-»GetFaceCount () ;

return i;

}

IDirect3DRMTexture

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. Де-калом (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 прозрач-

Интерфейсы трехмерной графики '^¦р1 73

ные текстуры вовсе не обязаны использоваться в качестве декалов. Текстуры подробнее рассмотрены в главе 8, а спрайты — в главе 9.

Библиотека классов 3dPlus

В предыдущих главах уже говорилось, что библиотека классов 3dPlus не претендует на роль ведущего средства для работы с функциями Direct3D. Я спроектировал ее лишь для того, чтобы исследовать концепции трехмерной графики более удобным и привычным способом, чем с использованием СОМ-интерфейсов. Для разработки трехмерных приложений эта библиотека не нужна, однако ее использование в качестве учебного средства или основы для настоящей библиотеки может ускорить вашу работу.

Для проверки указателей и различных условий в библиотеке применяются директивы ASSERT. Во многих случаях ошибки в ваших программах приведут к тому, что отладчик Visual C++ остановится на директиве ASSERT вместо того, чтобы заглохнуть где-нибудь в ядре библиотеки трехмерной графики.

Многие классы 3dPlus представляют собой простейшие оболочки для интерфейсов Direct3D. Отдельные классы предоставляют более высокий уровень функциональности, чем интерфейс. В любом случае я старался сделать так, чтобы вы могли максимально просто обойти класс и напрямую обратиться к базовому интерфейсу. Для этого в большинстве классов библиотеки присутствует функция Getlnterface, которая возвращает указатель на базовый интерфейс. Обратите внимание на то, что перед возвращением указателя она не вызывает функцию AddRef, так что в этом случае вам не следует вызывать функцию Release для указателя — относитесь к нему, как к обычному указателю на объект класса C++.

На рис. 3-3 изображена иерархия классов библиотеки 3dPlus. Я не стал включать в нее классы, относящиеся непосредственно к программному слою DirectDraw. Все классы на рис. 3-3 относятся к абстрактному режиму Direct3D.

Классы библиотеки делятся на три группы: производные непосредственно от C3d0bject, производные от C3dVisual и производные от CSdFrame. Если вы посмотрите на иерархию Direct3D, изображенную на рис. 3-1 на стр. 65, то увидите, что эти две иерархии во многом схожи. Основное отличие между ними заключается в том, что я сделал некоторые классы производными от C3dFi-ame, чтобы объекты этих классов могли иметь собственное положение и направление и при этом выступать в роли визуальных элементов. Следовательно, по отношению к интерфейсам это означает, что классы, производные от CSdFrame, используют оба интерфейса — IDirect3DRMFrame и IDirecGDRMVisual. Давайте кратко познакомимся с классами 3dPlus, узнаем их назначение и в отдельных случаях посмотрим, как ими пользоваться.

C3dEngine

Класс C3dEngine объединяет несколько глобальных функций механизма визуализации. Библиотека классов 3dPlus содержит всего один глобальный объект этого класса с именем the3dEngine. Функции данного класса чаще всего используются для создания других объектов, относящихся к механизму визуализации, и возвращают указатель на интерфейс. Обычно вам не придется непосредственно пользоваться этим классом в своих приложениях, однако при создании объектов других классов нередко применяется код C3dEngine. В приведенном ниже примере показано, как работают с объектом the3dEngine:

74 ¦¦у Глава 3. Интерфейсы и классы

Рис. 3-3. Иерархия классов библиотеки 3dPlus

Библиотека классов 3dPlus

BOOL C3dFrame::Create(C3dFrame* pParent)

{

if (m_plFrame) {

m pIFrame-»Release () ;

m_plFrame = NULL;

}

if (!the3dEngine.CreateFrame(_GetRef(pParent), &m_plFrame)) (

TRACE ("Frame create failedW);

m_plFrame = NULL;

return FALSE;

} ASSERT(m_plFrame) ;

m_pIFrame-»SetAppData ( (ULONG) this) ;

return TRUE;

}

Именно функция CreateFrame объекта the3dEngine фактически создает интерфейс фрейма и присваивает указатель на него переменной фрейма m_plFrame.

C3dMatrix

В механизме визуализации предусмотрена собственная матрица 4х4 для преобразований координат, однако я предпочитаю пользоваться классами C++, поскольку они сокращают объем программного кода. Например, найдите в описании класса C3dFrame на стр. 81 функцию C3dPosCtrl::OnUpdate, и вы увидите, как матрица используется для вращения двух векторов. Программа выглядит до смешного простой, невзирая на сложный математический базис вычислений. Классы C++ позволяют чрезвычайно гибко работать с матрицами, не загромождая программу.

Разумеется, вы не обязаны пользоваться классами C3dMatrix и C3d Vector. Однако при работе с другими классами библиотеки SdPlus вы увидите, что наличие классов для матриц и векторов упрощает вашу работу. Матрицы подробнее рассмотрены в главе 5.

C3dDevice

Класс C3dDevice представляет собой простую оболочку для интерфейса IDirect3DRMDevice. Класс C3dStage пользуется C3dDevice для создания окружения, в котором отображаются трехмерные объекты. Вероятно, вам не придется обращаться к объектам этого класса, если только вы не надумаете полностью пересмотреть концепцию сцены. Тем не менее вам может пригодиться функция SetQuality, устанавливающая качество визуализации в вашем приложении. Работу с классом устройства рассмотрим на примере функции для создания сцены:

BOOL C3dStage::Create(CDirect3D* pD3D) {

// Создать новое устройство по поверхностям Direct3D

76 ШУ Глава 3. Интерфейсы и классы

if (!m_Device.Create(pD3D)) return FALSE;

// Установить текущее качество визуализации m_Device.SetQuality(m_Quality) ;

}

C3dViewport

Класс C3dViewport представляет собой простую оболочку для интерфейса IDirectSDRMViewport. Маловероятно, что вам придется непосредственно работать с этим классом, поскольку объект C3dStage берет управление ракурсом на себя. Ниже приводится функция класса сцены, которая воспроизводит на экране текущее состояние макета:

void C3dStage::Render()

{

ASSERT(m_plFrame) ;

// Очистить ракурс m_Viewport.Clear ();

if (m_pScene) {

// Воспроизвести макет m_Viewport.Render(m_pScene) ;

}

// Обновить изображение m Device.Update() ;

)

Как видите, пользоваться классами-оболочками очень просто. Различные функции класса скрывают функции базового СОМ-интерфеиса и упрощают программу.

CSdWrap

Класс C3dWrap (определяемый в Sdlmage.cpp) также в основном используется как оболочка интерфейса IDirectSDRMWrap, однако он обладает и самостоятельной ценностью. Функция Apply реализована в двух версиях. Ниже приведен первый, более простой вариант, при котором покрытие накладывается на весь объект:

BOOL C3dWrap::Apply(CSdShape* pShape) (

ASSERT(pShape) ;

ASSERT(m_pIWrap) ;

HRESULT hr;

Библиотека классов 3dPlus ^Ш 77

hr = m_pIWrap-»Apply(pShape-»GetVisual () ) ;

return SUCCEEDED(hr) ;

)

Второй вариант, приведенный на стр. 70, накладывает покрытие лишь на одну грань.

Наличие двух разных вариантов функции Apply упрощает код и одновременно сохраняет гибкость в реализации. Покрытия, в том числе и хромовые, подробно рассмотрены в главе 8, посвященной текстурам.

C3dVisual

Базовый класс для всех классов, объекты которых используются в качестве визуальных элементов макета. C3dVisual содержит переменную, в которой хранится имя объекта. Для задания и получения этого имени служат функции SetName и GetName. Имена помогают при выделении объектов с помощью мыши — отображение имени объекта позволяет проверить выбор.

C3dlmage

Единственный класс, который не пользуется никакими интерфейсами, входящими в механизм визуализации. Он предназначен для загрузки изображений из файлов на диске или ресурсов приложения и их последующего использования в качестве текстур или декалов. Механизм визуализации определяет для таких изображений специальную структуру с именем D3DRMIMAGE. Класс C3dlmage пользуется ей для хранения данных загруженного изображения. В приведенном ниже примере класс C3dlmage применяется для загрузки из файла на диске изображения, которое будет использовано в качестве фонового изображения макета:

C3dlmage* pimg = new C3dlmage;

if ( !pImg-»Load() ) {

delete pimg;

return;

}

ASSERT(m_pScene) ;

m pScene-»m_ImgList .Append (pimg) ;

m_pScene~»SetBackground (pimg) ;

Функция C3dlmage::Load вызвана без аргументов, поэтому на экране появляется окно диалога. Здесь пользователь может выбрать растровый (bitmap) файл Windows, который будет служить фоновым изображением. Кроме того, загружаемый растр можно выбрать и другим способом — передавая функции Load имя файла или идентификатор растрового ресурса. В приведенном ниже примере мы загружаем растровый ресурс и затем используем его для создания текстуры:

// Загрузить изображение земного шара C3dlmage* pimgl = new C3dlmage;

if ( !pImgl-»Load(IDB_WORLD) ) {

78 Щу Глава 3. Интерфейсы и классы

AfxMessageBox("Failed to load worldl.bmp");

delete pimgl;

return;

} m_pScene-»m_ImgList. Append (pimgl) ;

// Создать текстуру по изображению C3dTexture texl;

texl.Create(pimgl);

C3dTexture

Класс C3dTexture (определяемый в 3dlmage.cpp) является оболочкой интерфейса IDirect3DRMTexture. Как видно из приведенного выше примера, текстуры создаются на основе графических изображений. Размеры сторон у таких изображений должны быть равны степеням двойки. Так, параметры 32х64, 128х128 и 4х8 подходят для создания текстур; а величины 32х45 и 11х16 являются недопустимыми. Если изображение имеет неправильный размер, функция C3dTexture::Create завершится неудачей:

BOOL C3dTexture::Create() {

if (m_pITexture) (

m_pITexture-»Release () ;

m_pITexture = NULL;

}

// Убедиться, что размеры изображения равны степеням 2 for (int i = 0; (1 «« i) « GetWidth(); i++);

for (int j = 0; (1 «« j) « GetHeight(); j++);

if (GetWidthf) != (1 «« i) ¦¦ GetHeightO != (1 «« j)) ( TRACE("This image can't be used as a texture." " Its sides are not exact powers of 2n");

}

if (!the3dEngine.CreateTexture(GetObject(), &m_pITexture)) {

TRACE("Texture create failedn");

m pITexture = NULL;

return FALSE;

}

ASSERT(m_pITexture) ;

return TRUE;

}

Текстуры воспроизводятся на экране с учетом покрытий. Покрытие определяет алгоритм, в соответствии с которым текстура накладывается на объект.

^^teb Библиотека классов SdPlus ж! 79

Приведенный ниже фрагмент создает текстуру по готовому изображению и затем накладывает ее на фигуру с использованием цилиндрического покрытия:

C3dlmage* pimgl = new C3dlmage;

pImgl-»Load(IDB_LEAVES) ;

C3dTexture texl;

texl.Create(pimgl) ;

C3dWrap wrap;

wrap.Create(D3DRMWRAP_CYLINDER, NULL,

0, 0, 0, // Начало координат

О, 0, 1, // Направление

О, 1, 0 // Вверх

О, 0, // Начало текстуры

1, 1); // Масштаб текстуры

pTree-»SetTexture (Stexl) ;

wrap.Apply(pTree);

C3dFrame

Класс C3dFrame является оболочкой интерфейса IDirect3DRMFrame и включает несколько дополнительных функций, облегчающих работу с ним. Фреймы содержат ряд атрибутов, в число которых входит положение фрейма и его ориентация в трехмерном пространстве. Положение фрейма устанавливается функцией SetPosition, а ориентация (то есть направление, в котором обращен фрейм) — функцией SetDirection. Для точного определения ориентации необходимо указать два вектора. Первый вектор описывает переднее направление, а второй — верхнее. Рассмотрим ситуацию на примере летящего самолета. Передний вектор (или вектор направления) — это курс, по которому летит самолет, то есть направление, в котором ориентирован его нос. Верхний вектор показывает, куда обращено хвостовое перо самолета — вверх, вниз, влево и т. д. Для некоторых объектов верхний вектор оказывается несущественным. Например, в вашем макете может присутствовать конус, указывающий на некоторый объект. Ориентация конуса совпадает с направлением, куда смотрит его вершина. Верхний вектор не имеет никакого значения, поскольку при вращении конуса вокруг продольной оси его внешний вид не меняется. Чтобы упростить вашу работу, функция SetDirection позволяет задать только передний вектор и определяет верхний вектор за вас. Вот как это делается:

void C3dFrame::SetDirection(double dx, double dy, double dz,

C3dFrame* pRef) f

ASSERT(m_pIFrame) ;

// Создать передний вектор C3dVector d(dx, dy, dz);

80

Глава З. Интерфейсы и классы

// Сгенерировать верхний вектор C3dVector u = d.GenerateUpO;

SetDirection(d.x, d.y, d.z, u.x, u.y, u.z, pRef);

}

Класс C3dVector содержит ряд функции для генерации верхних векторов, благодаря которым работа с классом упрощается до предела. Мне это нравится.

Во всех функциях для определения положения и ориентации присутствует обязательный аргумент — эталонный фрейм (pRef в приведенном выше примере). Он чрезвычайно важен, поскольку ваш фрейм может находиться в произвольном месте иерархии фреймов, а его положение определяется его собственным преобразованием вместе с преобразованиями всех родительских фреймов. Это напоминает бег по кухне; если перенести ваш дом из Вашингтона в Колорадо, вы все равно сможете бегать по кухне, но ваше положение на планете при этом изменится. Другими словами, любые перемещения происходят по отношению к некоторому эталонному фрейму. Для удобства можно передать вместо эталонного фрейма NULL, и тогда за эталон будет принят фрейм-родитель. Примером использования эталонного фрейма служит функция из файла SdlnCtlr.cpp, которая позиционирует объекты в макете по мере того, как пользователь перемещает их с помощью клавиатуры, мыши или джойстика:

void C3dPosCtlr::OnUpdate(_3DINPUTSTATE& st,

C3dFrame* pFrame) {

// Получить указатель на сцену, которая будет

// использоваться

// в качестве эталона при определении положений

// фреймов и т. д.

ASSERT(m_pWnd) ;

C3dStage* pStage = m_pWnd-»GetStage () ;

ASSERT(pStage) ;

double x, y, z;

pFrame-»GetPosition (x, y, z, pStage);

x += st.dX * 0.1;

y += st.dY * 0.1;

z += st.dZ * 0.1;

pFrame-»SetPosition (x, y, z, pStage);

C3dVector d, u;

pFrame-»GetDirection (d, u, pStage);

// Повернуть вектор направления и верхний вектор double a = 3.0;

C3dMatrix r;

r.Rotatef-st.dR * a, -st.dU * a, -st.dV * a) ;

d = r * d;

u = r * u;

pFrame-»SetDirection (d, u, pStage);

}

Библиотека классов SdPlus '^Ш 81

Нетрудно убедиться, что все положения объектов задаются относительно сцены; именно на такое поведение рассчитывает пользователь, когда он перемещает объекты по сцене.

C3dScene

Класс C3dScene содержит всю информацию, необходимую для описания макета:

источники света, список фигур, текущее фоновое изображение и настройку камеры. В любой момент времени к сцене может быть присоединен только один объект-макет C3dScene. Макет содержит встроенный источник рассеянного света, параметры которого задаются функцией SetAmbientLight. Вы можете включить в макет и другие источники света, вызывая функцию AddLight. Макет возглавляет всю иерархию фреймов, поэтому трехмерные фигуры (которые также являются фреймами) присоединяются к ней функцией AddChild. Вы можете задать цвет фона макета функцией SetBackgroiind(r, g, Ь) или же вместо этого указать фоновое изображение, для чего используется функция SetBackground(plmage). Функция Move обновляет положение всех движущихся объектов макета и воспроизводит текущий макет в окне приложения. Вызов функции Move приводит к каким-то результатам лишь в том случае, если макет присоединен к сцене. В объекте C3dScene также хранятся векторы, определяющие положение и направление камеры. Значения этих векторов задаются функциями SetCameraPosition и SetCameraDirection. Приведенный ниже фрагмент программы создает новый макет и задает исходные параметры источников света:

// Создать исходный макет m_pScene = new C3dScene;

if ( !m_pScene-»Create () ) return FALSE;

// Установить источники света C3dDirLight dl;

dl.Create(0.8, 0.8, 0.8);

m_pScene-»AddChild(&dl) ;

dl.SetPosition(-2, 2, -5);

dl.SetDirection(1, -1, 1);

m_pScene-»SetAmbientLight (0 . 4, 0.4, 0.4);

В данном случае уровень рассеянного освещения установлен довольно низким, а для освещения фигур, которые будут включены в макет, добавлен направленный источник света, который светит вниз из левого верхнего угла.

Объект C3dScene содержит два объекта-списка, которые облегчают работу с макетами. Список m_ShapeList помогает определить перечень объектов C3dShape, а список mJmageUst — объектов C3dlmage, удаляемых при уничтожении макета. Новью объекты заносятся в эти списки только при вызове функции Append объекта-списка. Вы не можете свободно манипулировать содержимым этих списков.

C3dSprite

Класс C3dSprite поддерживает работу с плоскими объектами в объемном мире. В документации по DirectX 2 SDK такие спрайты именуются декадами. В главе 9

82 ЩЦ^ Глава 3. Интерфейсы и классы

показано, как можно пользоваться спрайтами в играх, где производительность важнее подлинной объемности изображения. Класс CSdSprite является производным от CSdFrame, поэтому спрайты обладают теми же возможностями позиционирования, что и трехмерные объекты.

CSdCamera

Класс СЗсЮатега не содержит собственных функций и в сущности вообще ничего не делает. Он является производным от C3dFrame и позволяет установить положение и ориентацию камеры — все, что нужно, чтобы камера пронеслась над макетом или просто была обращена в одном направлении.

C3dShape

Класс C3dShape сочетает функциональность интерфейсов фрейма и визуального элемента, что позволяет создавать трехмерные фигуры, для которых можно задать непосредственное расположение в макете. Одна фигура легко присоединяется к другой в качестве потомка, так что вы можете строить сложные фигуры. В класс входит несколько функций, предназначенных для создания простых геометрических фигур (сфер, цилиндров и конусов), а также функция Load, которая позволяет создать объект по данным из файла .х. Вы можете задать цвет и текстуру всей фигуры или ее отдельных граней. При наложении текстур на отдельные грани имеются ограничения, о которых рассказано в главе 8. В приведенном ниже примере мы создаем простую геометрическую фигуру и присоединяем ее к текущему макету:

C3dShape shi;

shi.CreateCube(2) ;

m_pScene-»AddChild(&shl) ;

Обратите внимание на то, что объект C3dShape всего лишь является контейнером для интерфейсов фрейма и визуального элемента. После того как фигура будет присоединена к макету или другому фрейму, объект-контейнер оказывается ненужным, потому что для включения фигуры в макет использовались интерфейсы, а не объект C++. Если визуальный элемент, соответствующий одному объекту, будет использован во втором объекте, то второй объект вызывает AddRefдля интерфейсного указателя визуального элемента. Таким образом, даже после уничтожения исходного контейнера и освобождения указателя на интерфейс визуальный элемент все равно продолжит свое существование.

Хотя я и сказал, что контейнер не обязательно сохранять после завершения его работы, он все же может принести определенную пользу. Дело в том, что пользователь может выбрать объект, с которым желает произвести какие-то манипуляции в макете. Хотелось бы управлять им посредством объекта-контейнера C++. Непонятно? Мы рассмотрим эту тему в главе 6, когда будем изучать манипуляции с объектами, входящими в макет.

C3dStage

Класс C3dStage используется классом C3dWnd и обеспечивает устройство и ракурс, необходимые для отображения трехмерного макета в окне. Данный класс

Библиотека классов 3dPlus ^iS. 83

содержит функции для определения параметров камеры, установки качества визуализации и задания фона для текущего макета. Вряд ли на первых порах вам придется пользоваться всеми функциями этого класса. Вам скорее всего понадобятся функции для определения камеры. Макет можно прикрепить к сцене и в классе C3dWnd, содержащем функцию SetScene, которая передает запрос в класс сцены:

BOOL C3dWnd::SetScene(C3dScene* pScene)

{

if (!m_pStage) return FALSE;

m_pScene = pScene;

m_pStage-»SetScene (m_p3cene) ;

if (m_pScene) (

// Разрешить воспроизведение

// во время пассивной работы приложения m_bEnableUpdates = TRUE;

( else (

m_bEnableUpdates = FALSE;

}

return TRUE;

}

C3dLighf

Базовый класс для производных классов, объекты которых представляют источники света. Его функция Create вызывается производными классами для конструирования соответствующего интерфейса:

BOOL C3dLight::Create(D3DRMLIGHTTYPE type,

double r, double g, double b)

{

// Создать фрейм для источника света if (!C3dFrame::Create(NULL)) return FALSE;

// Создать объект-источник света ASSERT(m_pILight == NULL);

if (!the3dEngine.CreateLight(type, r, g, b, &m_pILight)) ( return FALSE;

} ASSERT(m_pILight) ;

// Присоединить источник света к его фрейму ASSERT(m_plFrame) ;

m_hr = m_pIFrame-»AddLight (m pILight);

if (FAILED(m_hr)) return FALSE;

return TRUE;

}

84 liy Глава 3. Интерфейсы и классы

CSdAmbLight

Класс C3dAmbLight реализует рассеянный источник света, встроенный в объект C3dScene. Вместо того чтобы вызывать функции этого класса, можно работать с источником рассеянного света в макете посредством C3dScene::SetAmbientLight.

C3dDirLight

Класс реализует направленный источник света,'который может размещаться в произвольной точке макета для получения бликов на его объектах. Ниже приводится пример размещения направленного источника света в левом верхнем углу макета:

C3dDirLight dl;

dl.Create(0.8, 0.8, 0.8);

m_pScene-»AddChild(&dl) ;

dl.SetPosition(-2, 2, -5);

dl.SetDirection(l, -1, 1);

Обратите внимание на то, что направление, в котором падает свет источника, задается только передним вектором. Верхний вектор генерируется автоматически, что избавляет вас от необходимости высчитывать его.

Класс C3dLight имеет еще несколько производных классов. Все различные типы источников света рассмотрены в главе 10.

C3dShapeList, C3dlmageList, C3dFrameList

Эти классы предназначены для хранения списка объектов C3dShape (C3dShapeList), C3dlmage (C3dlmageList), C3dFrame (C3dFrameList). Каждый из этих классов является производным от CObList, входящего в библиотеку MFC. Подробное описание работы CObList можно найти в документации по MFC. Все эти списки содержатся в объекте C3dScene и помогают найти фигуры, изображения и фреймы, которые необходимо удалить при уничтожении макета.

C3dWnd

Класс C3dWnd содержит все необходимое для создания всплывающего или дочернего окна, содержащего трехмерный макет. В частности, в этот класс включается объект-сцена. Класс поддерживает работу с манипуляторами, которые используются для перемещения объектов (клавиатура, мышь и джойстик), а также выбор объектов мышью. Он позволяет чрезвычайно легко создавать дочерние трехмерные окна, как показывает приведенный ниже фрагмент программы:

// Создать трехмерное окно if (!m_wnd3d.Create(this, IDC_3DWND)) { return -1;

}

Библиотека классов SdPlus ^Щ 85

Трехмерное окно создается как дочернее, с заданным родительским окном и идентификатором дочернего окна. После построения окна вам остается лишь создать макет и присоединить его к сцене трехмерного окна, чтобы он появился на экране:

m_pScene = new C3dScene;

if ( !m_pScene-»Create () ) return FALSE;

// Установить источники света C3dDirLight dl;

dl.Create(0.8, 0.8, 0.8);

m_pScene-»AddChild(&dl) ;

dl.SetPosition(-2, 2, -5);

dl.SetDirection(1, -1, 1);

m_pScene-»SetAmbientLight (0.4, 0.4, 0.4);

m wnd3d.SetScene(m pScene);

C3dVector

В механизме визуализации определен трехмерный вектор D3DVECTOR, который представляет собой обычную структуру, однако я предпочитаю работать с векторными объектами C++. При таком подходе я могу иметь несколько конструкторов, упрощающих создание вектора, и, конечно же, реализовать операторы (например, сложения и умножения) для упрощения кода. Класс C3dVector является производным от структуры D3DVECTOR, так что во всех случаях, где допускается присутствие структуры D3DVECTOR, вы можете пользоваться объектом C3dVector. В качестве примера использования класса C3dVector приведу фрагмент программы, который обновляет положение трехмерного объекта, перемещаемого пользователем по экрану:

C3dVector d, u;

pFrame-»GetDirection (d, и, pStage);

// Повернуть вектор направления и верхний вектор double a = 3.0;

C3dMatrix r;

r.Rotate(-st.dR * a, -st.dU * a, -st.dv * a) ;

d = r * d;

u = r * u;

pFrame-»SetDirection (d, u, pStage);

Использование классов для работы с векторами (и матрицами) заметно упрощает программу. Учтите, что понимание всех тонкостей их работы потребует некоторых усилий. Мы вернемся к этой теме в главе 6, где научимся перемещать объекты по желанию пользователя.

86 в¦?' Глава 3. Интерфейсы и классы

Классы DirectDraw в библиотеке 3d Plus

В библиотеку 3dPlus входит несколько классов для поддержки интерфейсов DirectDraw. Эти классы изображены на рис. 3-4.

Рис. 3-4. Вспомогательные классы DirectDraw из библиотеки 3dPlus

Такие классы представляют собой простейшие оболочки над базовыми интерфейсами DirectDraw (более подробное описание интерфейсов DirectDraw можно найти в главе 12). Код, реализующий эти классы, находится в файле 3dDirDraw.cpp в каталоге с исходными текстами библиотеки 3dPlus. При его написании я взял за основу код приложения VIEWER, входящего в комплект DirectX 2 SDK. Я реализовал лишь минимальный набор функций, обеспечивающий работу моего класса CSdDevice. Разумеется, вы обладаете полным правом просмотреть исходный текст и сделать с ним все, что сочтете нужным.

В главе 13 подробно рассмотрены интерфейсы DirectDraw, для которых в библиотеке 3dPlus вообще нет классов-оболочек. Однако в коде для главы 13 все же есть достаточно «тонкие» классы-оболочки для этих интерфейсов.

Спасибо за внимание

Мы очень кратко рассмотрели все интерфейсы и классы C++, которыми будем пользоваться в оставшейся части книги для создания приложений-примеров. Несомненно, изложенный материал вызвал у вас множество вопросов; все, что упоминалось в этой главе, более подробно рассматривается в последующих главах. Если вы не можете отличить функции библиотеки 3dPlus от функций интерфейсов Direct3D, помните: все интерфейсные указатели имеют префикс pi, a указатели на объекты библиотеки 3dPlus — префикс р. Кроме того, не забывайте, что классы C++ нередко являются лишь удобными оболочками для интерфейсов Direct3D. Только немногочисленные классы (например, C3dShape) реально обладают собственным содержанием. В последующих главах мы изучим их более подробно.