.NET Usergroup Dresden Präsentation: 3D Programmierung mit WPF http://dd-dotnet.de

1. T-Systems Multimedia Solutions GmbH
Lars Jonuscheit
03.12.2008
3D-PROGRAMMIERUNG MIT WPF

2. AGENDA
WPF – Ein kurzer Überblick

3D-Grafik

1. Viewport3D
2. Kamera
3. 3D-Modell – Meshes, Normale und Texturen
4. Licht
3D-Benutzeroberflächen

Software zur Erstellung von 3D-Modellen

1. ZAM 3D
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3. WPF – EIN KURZER ÜBERBLICK

4. WPF – EIN KURZER ÜBERBLICK
WPF (Windows Presentation Foundation)

Grafik-Framework, Teil des .NET Frameworks 3.0 von Microsoft

Präsentation (XAML) und Geschäftslogik (C#, VB.NET) getrennt

Hardwarebeschleunigung (GPU) beim Rendern von Grafikelementen (auch

Fenster, etc.)
3D-Grafiken können in 2D-Anwendungen angezeigt werden (Viewport3D)
•
Unterstützung von Vektorgrafiken
•
Vordefinierte Bitmap-Effekte (Schatten etc.) stehen ab Version 3.5 mit SP1 zur Verfügung
•
Nicht als Spielentwicklungsplattform gedacht, sondern zur Erstellung datenorientierter Software
•
Desktop- als auch Web-Anwendungen möglich

Entwicklungsumgebungen:
 Präsentation = Expression Blend (u.a.), Visual Studio (eingeschränkt)
Geschäftslogik = Visual Studio
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5. 3D-GRAFIK

6. 3D-GRAFIK - ÜBERBLICK
Ziel = Abbilden eines oder mehrerer Körper/Modelle im Raum

Komponenten

• Kamera, Licht, Modell ( + Viewport3D)
VIEWPORT3D
Darstellung von dreidimensionaler Inhalte auf zweidimensionaler Fläche

(Bildschirm)
Koordinatensystem
e
© Microsoft
zweidimensional dreidimensional
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7. 3D-GRAFIK - KAMERA
Ziel = Abbilden eines oder mehrerer Körper/Modelle im Raum

Benötigte Komponenten:

1. Kamera
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8. 3D-GRAFIK - KAMERA
Ziel = Abbilden eines oder mehrerer Körper/Modelle im Raum

Benötigte Komponenten:

1. Kamera
Perspektivische Kamera
•
Strahlen treffen sich im Unendlichen
•
Je weiter Objekt entfernt desto kleiner
•
wirkt es
Funktion wie Kameraobjektiv
•
Orthographische Kamera
•
Strahlen verlaufen parallel
•
Objekte nicht verkleinert oder verzerrt
• perspektivisch orthographisch
© Microsoft © Microsoft
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9. 3D-GRAFIK - MODELL
Ziel = Abbilden eines oder mehrerer Körper im Raum

Benötigte Komponenten:

1. Kamera
2. Model(l)
Aus Dreiecken zusammengesetzt, die ein 3D-Gittnetz (Mesh) bilden
•
Meshes werden mit Materialien bespannt (texturiert)
•
DiffuseMaterial
•
(keine Reflexion von Licht)
SpecularMaterial
•
(Glänzendes Material simuliert,
welches Licht reflektiert)
EmissiveMaterial
•
(Objekt emitiert Licht in der Farbe
des Materials)
Normale für Lichteinfall berechenbar
•
(Vektor der senkrecht zu den Dreiecken
des Objektes steht)
© Microsoft
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10. 3D-GRAFIK - MODELL
Ziel = Abbilden eines oder mehrerer Körper im Raum

Benötigte Komponenten:

1. Kamera
2. Model(l)
Texturen = Brushes
•
© Microsoft
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11. 3D-GRAFIK - LICHT
Grafiken © Microsoft
Ziel = Abbilden eines oder mehrerer Körper im Raum

Benötigte Komponenten:

1. Kamera
2. Model(l)
3. Licht
AmbientLight (z.B. Tageslicht) SpotLight
PointLight (z.B. Glühbirne) DirectionalLight
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12. 3D-GRAFIK - ÜBERBLICK
Ziel = Abbilden eines oder mehrerer Körper im Raum

Benötigte Komponenten:

1. Kamera
2. Model(l)
3. Licht
+ + =
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13. ANIMATION VON 3D-MODELLEN

14. ANIMATION VON 3D-MODELLEN
Elemente können transformiert werden

• Translation (Verschiebung)
• Rotation
• Skalierung
Transformation kann animiert werden

• Basisanimation
Angabe eines Start, End- und Delta-Wertes (From, To, By)
•
• Keyframe-Animation
• Pfad-Animation
Beispiel für Basisanimation
<DoubleAnimation Storyboard.TargetName=quot;roationLeftquot;
Storyboard.TargetProperty=quot;(AxisAngleRotation3D.Angle)quot;
Duration=quot;00:00:02quot; AutoReverse=quot;Truequot; RepeatBehavior=quot;Forever“
From=quot;30quot; To=quot;-30“ />
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15. PROGRAMMIERBEISPIEL

16. PROGRAMMIERBEISPIEL
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17. 3D-BENUTZEROBERFLÄCHEN

18. 3D-BENUTZEROBERFLÄCHEN
Dreidimensionale Elemente können in Viewport3D abgelegt werden

Zweidimensionale Elemente werden im Viewport2DVisual3D abgelegt

• Eigenschaften
Geometry = Mesh der 3D-Oberfläche
•
Visual = 2D-Element das auf der 3D-Oberfläche angezeigt werden soll
•
Material = Material das zum Rendern des 2D-Inhaltes genutzt wird
•
Transform = Transformation der 3D-Oberfläche
•
• Elemente wie Kamera und Licht sind Bestandteil des Viewport3D und
müssen nicht geändert werden
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19. SOFTWARE ZUR ERSTELLUNG
VON 3D-MODELLEN

20. ZAM 3D
Erstellen von 3D-Inhalten und Export nach XAML

© electricrain
Modellierung komplexer Inhalte möglich

• Funktionalität zur 3D-Modellierung (Extrude, Bevel, Polygonbearbeitung,
Splinebearbeitung etc.)
• Materialeditor
• Animation (Keyframes, Pfadanimation)
• Vergleichbar mit Maya, 3ds Max u.a.
Konverter nach XAML für diverse 3D-Programme
•
verfügbar (3ds Max, Maya, Blender u.a.)
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