• CameraClass

    CameraClass.h

     1 //=============================================================================
 2 // Name: CameraClass.h
 3 //    Des: 一个封装了实现虚拟摄像机的类的头文件
 4 //=============================================================================
 5 #pragma once
 6 #include <d3d9.h>
 7 #include <d3dx9.h>
 8 
 9 class CameraClass
10 {
11 private:
12     //成员变量的申明
13     D3DXVECTOR3             m_vRightVector;// 右分量向量
14     D3DXVECTOR3                m_vUpVector;           // 上分量向量
15     D3DXVECTOR3                m_vLookVector;         // 观察方向向量
16     D3DXVECTOR3                m_vCameraPosition;// 摄像机位置的向量
17     D3DXVECTOR3                m_vTargetPosition;        //目标观察位置的向量
18     D3DXMATRIX                m_matView;          // 取景变换矩阵
19     D3DXMATRIX                m_matProj;          // 投影变换矩阵   
20     LPDIRECT3DDEVICE9        m_pd3dDevice;  //Direct3D设备对象
21 public:
22         //一个计算取景变换的函数
23     VOID CalculateViewMatrix(D3DXMATRIX *pMatrix);    //计算取景变换矩阵
24         //三个Get系列函数
25     VOID GetProjMatrix(D3DXMATRIX *pMatrix)  { *pMatrix = m_matProj; }  //返回当前投影矩阵
26     VOID GetCameraPosition(D3DXVECTOR3 *pVector)  { *pVector = m_vCameraPosition; } //返回当前摄像机位置矩阵
27     VOID GetLookVector(D3DXVECTOR3 *pVector) { *pVector = m_vLookVector; }  //返回当前的观察矩阵
28 
29         //四个Set系列函数，注意他们都参数都有默认值NULL的，调用时不写参数也可以
30     VOID SetTargetPosition(D3DXVECTOR3 *pLookat = NULL);  //设置摄像机的目标观察位置向量
31     VOID SetCameraPosition(D3DXVECTOR3 *pVector = NULL); //设置摄像机所在的位置向量
32     VOID SetViewMatrix(D3DXMATRIX *pMatrix = NULL);  //设置取景变换矩阵
33     VOID SetProjMatrix(D3DXMATRIX *pMatrix = NULL);  //设置投影变换矩阵
34  
35 
36 
37 public:
38         // 沿各分量平移的三个函数
39     VOID MoveAlongRightVec(FLOAT fUnits);   // 沿right向量移动
40     VOID MoveAlongUpVec(FLOAT fUnits);      // 沿up向量移动
41     VOID MoveAlongLookVec(FLOAT fUnits);    // 沿look向量移动
42  
43     // 绕各分量旋转的三个函数
44     VOID RotationRightVec(FLOAT fAngle);    // 绕right向量选择
45     VOID RotationUpVec(FLOAT fAngle);       // 绕up向量旋转
46     VOID RotationLookVec(FLOAT fAngle);     // 绕look向量旋转
47 public:
48     CameraClass(IDirect3DDevice9 *pd3dDevice);
49     virtual ~CameraClass(void);
50 };
    View Code

    CameraClass.cpp

      1 //=============================================================================
  2 // Name: CameraClass.cpp
  3 //    Des: 一个封装了实现虚拟摄像机的类的源文件
  4 //=============================================================================
  5 #include "CameraClass.h"
  6  
  7 #ifndef WINDOW_WIDTH
  8 #define WINDOW_WIDTH    800                        //为窗口宽度定义的宏，以方便在此处修改窗口宽度
  9 #define WINDOW_HEIGHT    600                    //为窗口高度定义的宏，以方便在此处修改窗口高度
 10 #endif
 11  
 12 //-----------------------------------------------------------------------------
 13 // Desc: 构造函数
 14 //-----------------------------------------------------------------------------
 15 CameraClass::CameraClass(IDirect3DDevice9 *pd3dDevice)
 16 {
 17     m_pd3dDevice = pd3dDevice;
 18     m_vRightVector  = D3DXVECTOR3(1.0f, 0.0f, 0.0f);   // 默认右向量与X正半轴重合
 19     m_vUpVector     = D3DXVECTOR3(0.0f, 1.0f, 0.0f);   // 默认上向量与Y正半轴重合
 20     m_vLookVector   = D3DXVECTOR3(0.0f, 0.0f, 1.0f);   // 默认观察向量与Z正半轴重合
 21     m_vCameraPosition  = D3DXVECTOR3(0.0f, 0.0f, -250.0f);   // 默认摄像机坐标为(0.0f, 0.0f, -250.0f)
 22     m_vTargetPosition    = D3DXVECTOR3(0.0f, 0.0f, 0.0f);//默认观察目标位置为(0.0f, 0.0f, 0.0f);
 23  
 24 }
 25  
 26  
 27 //-----------------------------------------------------------------------------
 28 // Name：CameraClass::CalculateViewMatrix( )
 29 // Desc: 根据给定的矩阵计算出取景变换矩阵
 30 //-----------------------------------------------------------------------------
 31 VOID CameraClass::CalculateViewMatrix(D3DXMATRIX *pMatrix) 
 32 {
 33     //1.先把3个向量都规范化并使其相互垂直，成为一组正交矩阵
 34     D3DXVec3Normalize(&m_vLookVector, &m_vLookVector);  //规范化观察分量
 35     D3DXVec3Cross(&m_vUpVector, &m_vLookVector, &m_vRightVector);    // 上向量与观察向量垂直
 36     D3DXVec3Normalize(&m_vUpVector, &m_vUpVector);                // 规范化上向量
 37     D3DXVec3Cross(&m_vRightVector, &m_vUpVector, &m_vLookVector);    // 右向量与上向量垂直
 38     D3DXVec3Normalize(&m_vRightVector, &m_vRightVector);          // 规范化右向量
 39  
 40  
 41     // 2.创建出取景变换矩阵
 42     //依次写出取景变换矩阵的第一行
 43     pMatrix->_11 = m_vRightVector.x;           // Rx
 44     pMatrix->_12 = m_vUpVector.x;              // Ux
 45     pMatrix->_13 = m_vLookVector.x;            // Lx
 46     pMatrix->_14 = 0.0f;
 47     //依次写出取景变换矩阵的第二行
 48     pMatrix->_21 = m_vRightVector.y;           // Ry
 49     pMatrix->_22 = m_vUpVector.y;              // Uy
 50     pMatrix->_23 = m_vLookVector.y;            // Ly
 51     pMatrix->_24 = 0.0f;
 52     //依次写出取景变换矩阵的第三行
 53     pMatrix->_31 = m_vRightVector.z;           // Rz
 54     pMatrix->_32 = m_vUpVector.z;              // Uz
 55     pMatrix->_33 = m_vLookVector.z;            // Lz
 56     pMatrix->_34 = 0.0f;
 57     //依次写出取景变换矩阵的第四行
 58     pMatrix->_41 = -D3DXVec3Dot(&m_vRightVector, &m_vCameraPosition);    // -P*R
 59     pMatrix->_42 = -D3DXVec3Dot(&m_vUpVector, &m_vCameraPosition);       // -P*U
 60     pMatrix->_43 = -D3DXVec3Dot(&m_vLookVector, &m_vCameraPosition);     // -P*L
 61     pMatrix->_44 = 1.0f;
 62 }
 63  
 64  
 65 //-----------------------------------------------------------------------------
 66 // Name：CameraClass::SetTargetPosition( )
 67 // Desc: 设置摄像机的观察位置
 68 //-----------------------------------------------------------------------------
 69 VOID CameraClass::SetTargetPosition(D3DXVECTOR3 *pLookat) 
 70 {
 71     //先看看pLookat是否为默认值NULL
 72     if (pLookat != NULL)  m_vTargetPosition = (*pLookat);
 73     else m_vTargetPosition = D3DXVECTOR3(0.0f, 0.0f, 1.0f);
 74  
 75     m_vLookVector = m_vTargetPosition - m_vCameraPosition;//观察点位置减摄像机位置，得到观察方向向量
 76     D3DXVec3Normalize(&m_vLookVector, &m_vLookVector);//规范化m_vLookVector向量
 77  
 78     //正交并规范化m_vUpVector和m_vRightVector
 79     D3DXVec3Cross(&m_vUpVector, &m_vLookVector, &m_vRightVector);
 80     D3DXVec3Normalize(&m_vUpVector, &m_vUpVector);
 81     D3DXVec3Cross(&m_vRightVector, &m_vUpVector, &m_vLookVector);
 82     D3DXVec3Normalize(&m_vRightVector, &m_vRightVector);
 83 }
 84  
 85 //-----------------------------------------------------------------------------
 86 // Name：CameraClass::SetCameraPosition( )
 87 // Desc: 设置摄像机所在的位置
 88 //-----------------------------------------------------------------------------
 89 VOID CameraClass::SetCameraPosition(D3DXVECTOR3 *pVector) 
 90 {
 91     D3DXVECTOR3 V = D3DXVECTOR3(0.0f, 0.0f, -250.0f);
 92     m_vCameraPosition = pVector ? (*pVector) : V;//三目运算符，如果pVector为真的话，
 93                                                                         //返回*pVector的值（即m_vCameraPosition=*pVector），
 94                                                                         //否则返回V的值（即m_vCameraPosition=V）
 95 }
 96  
 97 //-----------------------------------------------------------------------------
 98 // Name：CameraClass::SetViewMatrix( )
 99 // Desc: 设置取景变换矩阵
100 //-----------------------------------------------------------------------------
101 VOID CameraClass::SetViewMatrix(D3DXMATRIX *pMatrix) 
102 {
103     //根据pMatrix的值先做一下判断
104     if (pMatrix) m_matView = *pMatrix;
105     else CalculateViewMatrix(&m_matView);
106     m_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_VIEW, &m_matView);
107     //把取景变换矩阵的值分下来分别给右分量，上分量，和观察分量
108     m_vRightVector = D3DXVECTOR3(m_matView._11, m_matView._12, m_matView._13);
109     m_vUpVector    = D3DXVECTOR3(m_matView._21, m_matView._22, m_matView._23);
110     m_vLookVector  = D3DXVECTOR3(m_matView._31, m_matView._32, m_matView._33);
111 }
112  
113 //-----------------------------------------------------------------------------
114 // Name：CameraClass::SetProjMatrix( )
115 // Desc: 设置投影变换矩阵
116 //-----------------------------------------------------------------------------
117 VOID CameraClass::SetProjMatrix(D3DXMATRIX *pMatrix) 
118 {
119     //判断值有没有，没有的话就计算一下
120     if (pMatrix != NULL) m_matProj = *pMatrix;
121     else D3DXMatrixPerspectiveFovLH(&m_matProj, D3DX_PI / 4.0f, (float)((double)WINDOW_WIDTH/WINDOW_HEIGHT), 1.0f, 30000.0f);//视截体远景设为30000.0f，这样就不怕看不到远处的物体了
122     m_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &m_matProj);//设置投影变换矩阵
123 }
124  
125 //-----------------------------------------------------------------------------
126 // Name：CameraClass::MoveAlongRightVec( )
127 // Desc: 沿右向量平移fUnits个单位
128 //-----------------------------------------------------------------------------
129 VOID CameraClass::MoveAlongRightVec(FLOAT fUnits) 
130 {
131     //直接乘以fUnits的量来累加就行了
132     m_vCameraPosition += m_vRightVector * fUnits;
133     m_vTargetPosition   += m_vRightVector * fUnits;
134 }
135  
136 //-----------------------------------------------------------------------------
137 // Name：CameraClass::MoveAlongUpVec( )
138 // Desc:  沿上向量平移fUnits个单位
139 //-----------------------------------------------------------------------------
140 VOID CameraClass::MoveAlongUpVec(FLOAT fUnits) 
141 {
142     //直接乘以fUnits的量来累加就行了
143     m_vCameraPosition += m_vUpVector * fUnits;
144     m_vTargetPosition   += m_vUpVector * fUnits;
145 }
146  
147 //-----------------------------------------------------------------------------
148 // Name：CameraClass::MoveAlongLookVec( )
149 // Desc:  沿观察向量平移fUnits个单位
150 //-----------------------------------------------------------------------------
151 VOID CameraClass::MoveAlongLookVec(FLOAT fUnits) 
152 {
153     //直接乘以fUnits的量来累加就行了
154     m_vCameraPosition += m_vLookVector * fUnits;
155     m_vTargetPosition   += m_vLookVector * fUnits;
156 }
157  
158 //-----------------------------------------------------------------------------
159 // Name：CameraClass::RotationRightVec( )
160 // Desc:  沿右向量旋转fAngle个弧度单位的角度
161 //-----------------------------------------------------------------------------
162 VOID CameraClass::RotationRightVec(FLOAT fAngle) 
163 {
164     D3DXMATRIX R;
165     D3DXMatrixRotationAxis(&R, &m_vRightVector, fAngle);//创建出绕m_vRightVector旋转fAngle个角度的R矩阵
166     D3DXVec3TransformCoord(&m_vUpVector, &m_vUpVector, &R);//让m_vUpVector向量绕m_vRightVector旋转fAngle个角度
167     D3DXVec3TransformCoord(&m_vLookVector, &m_vLookVector, &R);//让m_vLookVector向量绕m_vRightVector旋转fAngle个角度
168  
169     m_vTargetPosition = m_vLookVector * D3DXVec3Length(&m_vCameraPosition);//更新一下观察点的新位置（方向乘以模=向量）
170 }
171  
172 //-----------------------------------------------------------------------------
173 // Name：CameraClass::RotationUpVec( )
174 // Desc:  沿上向量旋转fAngle个弧度单位的角度
175 //-----------------------------------------------------------------------------
176 VOID CameraClass::RotationUpVec(FLOAT fAngle) 
177 {
178     D3DXMATRIX R;
179     D3DXMatrixRotationAxis(&R, &m_vUpVector, fAngle);//创建出绕m_vUpVector旋转fAngle个角度的R矩阵
180     D3DXVec3TransformCoord(&m_vRightVector, &m_vRightVector, &R);//让m_vRightVector向量绕m_vUpVector旋转fAngle个角度
181     D3DXVec3TransformCoord(&m_vLookVector, &m_vLookVector, &R);//让m_vLookVector向量绕m_vUpVector旋转fAngle个角度
182  
183     m_vTargetPosition = m_vLookVector * D3DXVec3Length(&m_vCameraPosition);//更新一下观察点的新位置（方向乘以模=向量）
184 }
185  
186 //-----------------------------------------------------------------------------
187 // Name：CameraClass::RotationLookVec( )
188 // Desc:  沿观察向量旋转fAngle个弧度单位的角度
189 //-----------------------------------------------------------------------------
190 VOID CameraClass::RotationLookVec(FLOAT fAngle) 
191 {
192     D3DXMATRIX R;
193     D3DXMatrixRotationAxis(&R, &m_vLookVector, fAngle);//创建出绕m_vLookVector旋转fAngle个角度的R矩阵
194     D3DXVec3TransformCoord(&m_vRightVector, &m_vRightVector, &R);//让m_vRightVector向量绕m_vLookVector旋转fAngle个角度
195     D3DXVec3TransformCoord(&m_vUpVector, &m_vUpVector, &R);//让m_vUpVector向量绕m_vLookVector旋转fAngle个角度
196  
197     m_vTargetPosition = m_vLookVector * D3DXVec3Length(&m_vCameraPosition);//更新一下观察点的新位置（方向乘以模=向量）
198 }
199  
200  
201 //-----------------------------------------------------------------------------
202 // Desc: 析构函数
203 //-----------------------------------------------------------------------------
204 CameraClass::~CameraClass(void)
205 {
206 }
    View Code
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