Einführung in XNA. Sebastian Schäfer. 15. Juni SRH Heidelberg. Inhalt Allgemeines Projekt Nr.1 3D-Basics Projekt Nr.2 Primitive Projekt Nr.

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1 Einführung in XNA Sebastian Schäfer SRH Heidelberg 15. Juni 2010 Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

2 Inhalt 1 Allgemeines 2 Projekt Nr.1 3 3D-Basics 4 Projekt Nr.2 5 Primitive 6 Projekt Nr.3 Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

3 1 Allgemeines 2 Projekt Nr.1 3 3D-Basics 4 Projekt Nr.2 5 Primitive 6 Projekt Nr.3 Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

4 Fakten Fakten XNA = XNA s Not Acronymed Framework aus API & Tools zur Spieleerstellung von Microsoft Nachfolger von MDX = Managed Direct X Aktuelle Version: Stable: 3.1 für VS2008 Preview: 4.0 CTP für VS2010 Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

5 Zielplattformen Zielplattformen XNA ist verfügbar für: PC XBox 360 Zune (Windows Phone 7) kostenfrei kostenpflichtig kostenfrei kostenfrei Verwendung ist nicht ausschließllich auf Spiele festgelegt! Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

6 Einsatzbeispiel IDE und Einsatz XNA ist von MS, daher optimal mit dem MS Visual Studio Aber: Problemlos mit allen C#-IDEs Entwicklung erfolgt am PC, kann aber Remote-Debuggen. Beispiel XNA auf XBox 360: 1 PC & XBox 360 verbinden 2 Freischalten 3 Beim Ausführung wird auf 360 kopiert 4 Bei Debugpunkten hält Programm an und Variablen können am PC ausgelesen werden. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

7 Vorteile Klassen Viele eingebaute Klassen: Vector2, Vector3, Vector4 Matrix, Quaternion Texture2D, Texture3D, TextureCube Model, Effect, BasicEffect Jede Klassen hat mächtige Methoden. Fast alle benötigten Funktionalitäten sind eingebaut oder lassen sich aus Klassen ableiten. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

8 Vorteile Kapselung Abgekapselte API-Zugriffe Keine Handels & Zeiger nötig Vereinfachte Schnittstelle zu DirectX Häufige Befehlsfolgen Zusammengefasst Schneller, direkter Zeigerumgang möglich (Fast) gleiche API für XBox360: Portierung erfordert minimalen Aufwand Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

9 Vorteile Eingebautes Boundingboxen & Hittests Content Laderoutinen Shader-Management Multiplayer (Lobby, ) vorbereitet Game-Klasse! Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

10 Kritik Negatives Alleinige Kontrolle bei Microsoft! Zur Zeit maximal DirectX 9.0c Nur mit DirectX verfügbar Anzahl der Plattformen eingeschränkt (= 3) Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

11 Middleware MiddleWare XNA wird zum Bereich der Middlewares gezählt: Viele Teilkomponenten, die eigene Aufgaben übernehmen: Grafik Audio Komponenten kommunizieren z.t. mit anderen Schnittstellen: Audio DirectSound3D Grafik Direct3D & Direct2D Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

12 Middleware Bestandteile XNA besteht aus folgenden wesentlichen Komponenten: Graphics Schnitstelle zu Direct 3D (DX 9c) & Direct2D Input DirectInput für Tastatur, Maus und Gamepads Content Laderoutine für alle Assets (Texturen, Modelle, Sounds, ) Audio Schnittstelle zu DirectSound3D Math, Storage, GamerServices, Design, Network, Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

13 1 Allgemeines 2 Projekt Nr.1 3 3D-Basics 4 Projekt Nr.2 5 Primitive 6 Projekt Nr.3 Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

14 Projekt Nr.1 Ziel Im folgenden wird ein einfaches XNA Projekt erstellt. In diesem soll ein 3D-Modell geladen und angezeigt werden. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

15 Projekt Nr.1 Neues Projekt Anlegen Mit Hilfe des Wizzards kann ein neues WindowsGame angelegt werden: Neues XNA 3.0 WindowsGame alegen im Wizzard aus VS 2005 Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

16 Klasse Game Was haben wir jetzt? Das so erstellte Spiel ist von der Klasse Game abgeleitet und besitzt folgende Methoden: Konstruktor Objekterzeugung Initialize LoadContent UnloadContent Update Draw Initialisieren von Spiellogik Laden von Inhalt Entladen von Inhalt Aktualisierung der Logik Rendern Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

17 Klasse Game Programmfluss Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

18 Klasse Game Klasse Game Ein von der Klasse Game abgeleitete Klasse ist direkt als Programm ausführbar: Es wird automatisch ein Fenster erzeugt. Größe und andere Parameter sind anpassbar. Intern wird eine Liste von GameComponents verwaltet. In der MainLoop wird abwechselnd Update und Draw aufgerufen. Die Methode Draw wird im default setting mit 60 FPS aufgerufen, die Update besitzt kein festes Intervall. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

19 Klasse Game Klasse Game Ein XNA-Programm mußnicht von der Klasse Game abgeleitet werden: Es ist möglich, eine WindowsForms-Anwendung zu schreiben, in der z.b. in ein Panel gerendert wird! Screenshot vom Programm 3D-SurReAL: 3D-Rekonstruktion eines versteinerten Zahns Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

20 Modelle & Effekte Modelle In XNA ist es einfach, ein Modell zu laden und anzuzeigen: Das Modell 1 dem Projekt hinzufügen, 2 in LoadContent laden und 3 in Draw zeichnen. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

21 Modelle & Effekte Modell hinzufügen Zur Entwicklungszeit hinzufügen Während Kompilierung wird das Modell in ein Zwischenformat umgewandelt Jedem Contentelement ist ein eindeutiger Name zugeordnet: Assetname Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

22 Modelle & Effekte Model laden Das Modell wird geladen, in dem man den Content-Singleton benutzt: 1 Model mship = Content. Load < Model >(" raumschiff "); Als Name muß der Pfad + Assetname angegeben werden: 1 [" Verzeichnis \\"] + " Assetname " In den Eigenschaften eines Assets kann der Name unabhängig vom Dateinamen eingestellt werden. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

23 Modelle & Effekte Modell zeichnen Um ein Modell zu zeichnen braucht man normalerweise folgenden Code: 1 foreach ( ModelMesh mesh in mship. Meshes ) { 2 foreach ( BasicEffect effect in mesh. Effects ) { 3 effect. EnableDefaultLighting (); 4 [ effect.view, effect. Projection, effect. World ] 5 } 6 mesh. Draw (); 7 } jetzt folgt die detailierte Erklärung, was das genau ist Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

24 Modelle & Effekte Modell und Effekt Alles, was in XNA gezeichnet wird, braucht einen Effect. Ein Effekt ist nichts anderes als eine Shader-Technique, bestehend aus mindestens: Vertex-Shader Fragment-Shader In XNA gibt es einen eingebauten Basis Effekt in Form der Klasse BasicEffect. Diese wird beim Laden eines Modells eingebaut. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

25 Modelle & Effekte Effektmatrizen Um die finale Position eines Modells anzugeben, benötigt man drei Matrizen, wie sie auch in der Renderpipeline verwendet werden: World View Projection Bestimmt die Position des Objekts Bestimmt die Position und Ausrichtung der Kamera Bestimmt die Abbildung auf den 2D-Monitor Beim BasicEffect sind das Parameter. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

26 Modelle & Effekte Effektmatrizen Für den Anfang reichen folgende Werte aus: 1 effect. World = Matrix. Identity ; 2 effect. View = Matrix. CreateLookAt ( * Vector3. UnitZ, Vector3.Zero, Vector3.Up ); 4 effect. Projection = 5 Matrix. CreatePerspectiveFieldOfView ( 6 MathHelper. ToRadians (45.0 f), 7 aspectratio, 8 1.0f, f); Details folgen gleich Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

27 Modelle & Effekte Untermodelle Modelle sind manchmal komplexer und bestehen aus Untermodellen: Ogre3D-Model, Jedes Mesh hat eigene Farbe Die Verschiebung ist in für jedes ModelMesh als Bone gespeichert. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

28 Modelle & Effekte Modelleigenschaften Der ContentImporter des Model-Assets hat verschiedene Eigenschaften: Optionen zum Texturhandling Skalierung des Modells Vorration des Modells Die Eigenschaften sind wichtig, um unterschiedlich erstellte Modelle zusammen zu bringen ohne explizite World-Matrizen. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

29 1 Allgemeines 2 Projekt Nr.1 3 3D-Basics 4 Projekt Nr.2 5 Primitive 6 Projekt Nr.3 Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

30 Kleine Wiederholung Im folgenden nun kurz die Basics, bevor wir fortfahren: 1 Renderpipeline 2 Transformation 3 Kamera 4 Projektion 5 Beleuchtung Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

31 Renderpipeline Renderpipeline Die Renderpipeline transformiert 3D-Szenen aus vektoriellen Modellen mit Hilfe von Matrizen und Algorithmen auf eine 2D-Ebene. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

32 Renderpipeline Renderpipeline Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

33 Renderpipeline Grobe Funktion Objekte an Position bringen Beleuchtung auf Vertexebene Transformation in Einheitswürfel Polygone füllen Sichtbarkeitstests Pixelfarbe bestimmen Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

34 Transformation Transformationsmatrizen Es gibt drei wesentliche Transformationen: Rotation Translation Skalierung. Alle Transformationen werden durch 4x 4-Matrizen beschrieben. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

35 Transformation Transformation in XNA Jede Transformationsmatrix kann in XNA mit der Matrix-klasse erzeugt werden: 1 Matrix m; 2 3 m = Matrix. CreateTranslation (5, 23, 42); 4 5 m = Matrix. CreateScale (2); 6 7 m = Matrix. CreateRotationX ( MathHelper. ToRadians ( 5)); Jede der Methoden ist Überladen! Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

36 Kamera Die Kamera Eine Kamera wird beschrieben durch: Position Blickrichtung Ausrichtung Kameralage in der Renderpipeline Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

37 Kamera Kamera in XNA Die eben beschriebene Kameralage ist nur eine zusammenfassung von Translation und Rotation. In XNA gibt es den Befehl 1 Matrix. CreateLookAt ( 2 Vector3 Position, 3 Vector3 LookAt, 4 Vector3 UpVector ); Aus diesem wird eine einzelne Matrix aufgebaut. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

38 Projektion Projektion In der Projektion wird der gesehen Teil der 3D-Szene in den Einheitswürfel transformiert. Es gibt zwei relevante Arten der Projektion, deren Sichtbereich variiert: Orthogonal Perspektivisch Quader Frustum = Pyramidenstumpf Am Einheitswürfel kann leicht geclippt und auf den 2D-Viewport gestreckt werden. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

39 Projektion Projektion Orthogonal Perspektivisch Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

40 Projektion Projektion in XNA XNA stellt auch Methoden zur Einfachen Erzeugung von Projektionsmatrizen bereit: 1 Matrix. CreatePerspective ( 2 width, height, n, f); 3 Matrix. CreatePerspectiveFieldOfView ( 4 FOV, ratio, n, f); 5 6 Matrix. CreateOrthographic ( 7 width, height, n, f); Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

41 Beleuchtung Beleuchtung In der Renderpipeline gibt es nur lokale Beleuchtung. Für jede sichtbare Oberfläche bestimmt eine Beleuchtungsformel die finale Farbe. Die Formel ist in ihren Parametern anpassbar an im Kern immer gleich. Globale Lichteffekt wie Spiegelung und Schatten mußdaher gesondert erzeugt werden. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

42 Beleuchtung Phongsche Beleuchtungsrechnung Die klassische Beleuchtungsrechnung erfolgt nach Phong. Das Licht wird in drei Arten zerlegt: 1 Ambientes Licht, das sdtatisch addiert wird. 2 Diffuses Licht, das nur von Licht und Position abhängt. 3 Spiegelndes Licht, das zusätzlich noch vom Betrachter abhängt. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

43 Beleuchtung Phongsche Beleuchtungsrechnung Ambient + Diffuse + Specular Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

44 Beleuchtung Beleuchtung in XNA Im Effekt BasicEffect ist genau diese Beleuchtungsrechnung Umgesetzt: Jedem Lichttyp kann eine Farbe zugewiesen werden. Richtung und Position von Licht und Betrachter muss gesetzt werden. Texturen können zusätzlich gesetzt werden. Die Beleuchtung kann PerPixel erfolgen! Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

45 1 Allgemeines 2 Projekt Nr.1 3 3D-Basics 4 Projekt Nr.2 5 Primitive 6 Projekt Nr.3 Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

46 Projekt Nr.2 Ziel Basis: Projekt Nr.1 Zusätzlich soll Interaktion möglich sein: Maus Tastatur Als Besonderheit wird hier eine externe Library eingesetzt. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

47 Steuerung in 3D Steuerung in 3D Die dreidimensionale Welt bietet insgesamt sechs Freiheitsgrad: 1 Translation um die X-Achse 2 Translation um die Y-Achse 3 Translation um die Z-Achse 4 Rotation um die X-Achse 5 Rotation um die Y-Achse 6 Rotation um die Z-Achse Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

48 Steuerung in 3D Eingabegeräte in 3D Verbreitet ist eigentlich nur ein Gerät, mit dem man alle diese Achsen steuern kann: Connexion3D spacemäuse Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

49 Steuerung in 3D WASD+MouseLook Verbreitet ist im Bereich der 3D-Renderings folgende Steuerung, die an jedem DesktopPC und Laptop vorhanden ist: Tastatur Razer Lycosa, Razer Lachesis Maus Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

50 Steuerung in 3D WASD+MouseLook W A S D MouseX MouseY Nach vorne Nach links Nach hinten Nach rechts Kamera um Y-Achse rortieren Kamera um X-Achse rortieren Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

51 XTL XNA States In XNA werden Eingabegeräte über States verwaltet. In einem State ist genau der aktuelle Zustand gespeichert: Gedrückte Tastatur- und Maus- und Gamepadtasten Mausposition Gamepad-Stickpositionen Oft will man aber die Änderung erfassen! Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

52 XTL XTL Um u.a. diesen Vorgang zu vereinfachen gibt es die XNA Tool Library Die XTL ist ein OpenSource Projekt, das bei Google Code gehostet wird: Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

53 XTL XTL XTL besteht aus mehreren Namensrämen: Display Klassen, die in der Anzeige helfen. ImageProcessing Bildverarbeitungsroutinen. Input Klassen, die die Eingabe abkapseln. Models Hilfsklassen, um einfach Modelle zu zeichnen. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

54 XTL XTL.Input Kernklasse der Input Namensraums ist die XNAState-Klasse: 1 using XTL. Input ; 2 [..] // Variable deklarieren 3 XNAState state ; 4 [..] // Klasse instantiieren 5 state = new XNAState ( 6 Keyboard. GetState (), Mouse. GetState ()); 7 [..] // Internen Zustand aktualisieren 8 state. update ( 9 Keyboard. GetState (), Mouse. GetState ()); Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

55 XTL XTL.Input Die XNAState-Klasse kann nun verwendet werden um auf Delta-Werte zuzugreifen. Bei der Tastatur wurde versucht, möglichst Windows-Forms-Events ähnliche Abfragen zu erzeugen. 1 if ( state. Keys. IsDown ( Keys.A)) LookAt.X += 100; 2 if ( state. Keys. KeyDown ( Keys.R)) LookAt = Default ; 3 4 Rotation. X = 5 ( state. Mouse. DeltaY * 0.02 f + Rotation.X) % 360; Bei der Mausposition kann die relative Bewegung abgefragt werden. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

56 XTL XNAStateKeyboard Hier die einzelnen State-Abfragen der Tastatur-Tasten KeyDown Taste ist jetzt gedrückt, davor nicht. KeyUp Taste ist jetzt nicht gedrückt, davor schon. IsDown Taste ist jetzt gedrückt. IsUp Taste ist jetzt nicht gedrückt. LeftAlt, LeftControl, LeftShift Bool, ob die Taste aktuell gedrückt ist. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

57 XTL XNAStateMouse Hier die wichtigsten Eigenschaften des Mouse-States DeltaX, DeltaY Bewegung des Cursors relativ zum letzten State. IsBtnLeftDown, IsBtnMiddleDown, IsBtnRightDown Bool, ob die Taste aktuell gedrückt ist. BtnUpLeft, BtnUpMiddle, BtnUpRight Bool, ob die Taste aktuell nicht gedrückt ist, davor aber. BtnDownLeft, BtnDownMiddle, BtnDownRight Bool, ob die Taste aktuell gedrückt ist, davor aber nicht. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

58 Steuerung der Kamera Kamerasteuerung Um eine einfache Steuerung der Kamera im Programm zu implementieren, benötigt man folgende Variablen im Programm: Position der Kamera Rotation des Objektes Die Position ist mit den WASD-Tasten verknüpft, das zu betrachtende Objekt kann mit der Mausbewegung um die eigene Achse rotiert werden. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

59 Steuerung der Kamera Kamerasteuerung 1 // Kamera Movement 2 if ( state. Keys. IsDown ( Keys.A)) LookAt.X += 100; 3 if ( state. Keys. IsDown ( Keys.D)) LookAt.X -= 100; 4 if ( state. Keys. IsDown ( Keys.W)) LookAt.Z -= 100; 5 if ( state. Keys. IsDown ( Keys.S)) LookAt.Z += 100; 6 7 // delta auslesen, skalieren 8 Rotation. X = 9 ( state. Mouse. DeltaY * f + Rotation.X) % 360; 10 Rotation. Y = 11 ( state. Mouse. DeltaX * f + Rotation.Y) % 360; Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

60 Steuerung der Kamera Kamerasteuerung 1 // Objekt um achse rotieren 2 effect. World = 3 Matrix. CreateRotationX ( Rotation.X) 4 * Matrix. CreateRotationY ( Rotation. Y); 5 // Kameraursprung verschieben 6 effect. View = 7 Matrix. CreateLookAt ( 8 Position + LookAt, 9 LookAt, 10 Vector3.Up ); Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

61 1 Allgemeines 2 Projekt Nr.1 3 3D-Basics 4 Projekt Nr.2 5 Primitive 6 Projekt Nr.3 Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

62 Allgemeines Primitive Neben Modellen gibt es noch verschiedene Primitive, die gezeichnet werden können: Punkte Linien Linienzüge Dreiecke Dreieckszüge Alle basieren auf Vertexbuffern. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

63 Punkte Punkte Punkte werden direkt ausgegeben Punkte haben eine einstellbare Größe Punkte werden nicht weg-gecullt Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

64 Linien Linien Es gibt zwei Arten von Linien: #Vertices #Primitive Lines 2 n n Linestrip 2 + n n + 1 Linien bestehen zwischen dem Element 2 i und 2 i + 1. Linienzüge sind zwischen allen zwei aufeinanderfolgenden Vertices. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

65 Linien Linien Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

66 Dreiecke Dreiecke Es gibt drei Arten von Dreiecken: #Vertices #Primitive Triangles 3 n n Trianglefan 3 + n n + 1 Trianglestrip 3 + n n + 1 Beim Trianglefan sind die Dreicke zwischen dem ersten, dem aktuellen und nächsten Vertex. Die Dreiecke beim Trianglestrip sind zwischen drei aufeinanderfolgenden Vertices. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

67 Dreiecke Dreiecke Bilder: Wikipedia Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

68 Vertexbuffer Vertexbuffer Ein Vertexbuffer ist ein Array von Vektoren. Je nach Bedarf hat jeder Vertex noch zusätzliche Attribute Neben dem Vertexbuffer gibt es einen Indexbuffer: Vektoren müssen nicht doppelt definiert werden. Es reicht aus, sie zu indizieren (weniger Speicher!). Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

69 Vertexbuffer Vertexattribute Normale Farbe Texturkoordinate 1 n Tangente Binormale In XNA gibt es verschiedene Kombinaten von Vertexbuffern bereits vorbereitet. Es ist auch möglich, eigene Vertexbuffer zu kombinieren. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

70 1 Allgemeines 2 Projekt Nr.1 3 3D-Basics 4 Projekt Nr.2 5 Primitive 6 Projekt Nr.3 Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

71 Projekt Nr.3 Ziel Basis: Projekt Nr.2 Zusätzlich soll ein selbst definiertes Primitiv gezeichnet werden. Das Zeichnen des Primitivs wird mit der XTL vereinfacht. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

72 Primitiv: Quadrat Quadrat Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

73 Primitiv: Quadrat Benötigte Buffer Für das Quadrat braucht man insgesamt folgende Variablen: VertexBuffer Indexbuffer VertexDeklaration PrimitiveType Anzahl Vertices Anzahl der Primitive Speicher der Vertices Speicher der Indices Welche Attribute setzen wir Wie soll das ausgegeben werden Wieviel Vertices haben wir Wieviele Primitive gibt es Nicht alle muss man als Variable speichern! üblich sind die ersten drei. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

74 Primitiv: Quadrat XNA Buffer 1 VertexDeclaration myvertexdeclaration ; 2 VertexPositionNormalTexture [] vertexlist ; 3 short [] indexbuffer ; 4 5 indexbuffer = new short [6] { 0, 1, 2, 0, 2, 3}; 6 7 myvertexdeclaration = new VertexDeclaration ( 8 GraphicsDevice, 9 VertexPositionNormalTexture. VertexElements ); Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

75 Primitiv: Quadrat XNA Buffer 1 vertexlist = new VertexPositionNormalTexture [4]; 2 vertexlist [0] = new VertexPositionNormalTexture ( 3 - Vector3. UnitX - Vector3. UnitY, 4 - Vector3. UnitZ, Vector2. UnitY ); 5 vertexlist [1] = new VertexPositionNormalTexture ( 6 Vector3. UnitX - Vector3. UnitY, 7 - Vector3. UnitZ, Vector2. One ); 8 vertexlist [2] = new VertexPositionNormalTexture ( 9 Vector3. UnitX + Vector3. UnitY, 10 - Vector3. UnitZ, Vector2. UnitX ); 11 vertexlist [3] = new VertexPositionNormalTexture ( 12 - Vector3. UnitX + Vector3. UnitY, 13 - Vector3. UnitZ, Vector2. Zero ); Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

76 Primitiv: Quadrat BasicEffect 1 BasicEffect basiceffect ; 2 [..] 3 basiceffect = new BasicEffect ( 4 graphics. GraphicsDevice, null ); 5 basiceffect. DiffuseColor = Vector3. One ; Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

77 Primitiv: Quadrat Zeichnen 1 1 basiceffect. World = World ; 2 basiceffect. View = View ; 3 basiceffect. Projection = Projection ; 4 basiceffect. Begin (); 5 foreach ( EffectPass pass in 6 basiceffect. CurrentTechnique. Passes ) 7 { 8 pass. Begin (); 9 [ Hier jetzt zeichnen ] 10 pass. End (); 11 } 12 basiceffect. End (); Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

78 Primitiv: Quadrat Zeichnen 2 1 graphics. GraphicsDevice. VertexDeclaration = 2 myvertexdeclaration ; 3 graphics. GraphicsDevice. 4 DrawUserIndexedPrimitives 5 < VertexPositionNormalTexture >( 6 PrimitiveType. TriangleList, // Primitivetype 7 vertexlist, // VertexBuffer 8 0, // start offset 9 vertexlist. Length, // num vertices 10 indexbuffer, // Indices 11 0, // start offset 12 vertexlistindices. Length / 3 // num primitives 13 ); Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

79 XTL XTL.Models In der XTL sind auch Klassen, die das Zeichnen von Primitiven unterstüzen: Die BasicModel-Klasse ist ein Container für Primitive. BasicModel ist ein Generic in Bezug auf den VertexBufferTyp. Komplettes Beispiel unter: code.google.com/p/xnatoollib/wiki/basicmodelexample Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

80 XTL BasicModel<T> Hier der Einsatz des BasicModels: 1 BasicModel < VertexPositionNormalTexture > quad = 2 new BasicModel < VertexPositionNormalTexture >( 3 ref graphics, vertexbuffer, indexbuffer, 2) 4 { 5 VertexDeclaration = vertexdeclaration, 6 RenderType = PrimitiveType. TriangleFan 7 }; 8 9 quad. Draw ( effect ); Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

81 Fillmodes Fillmodes Es gibt in der Renderpipeline verschiedene FillModes, die festlegen, wie Dreiecke gezeichnet werden: Solid Das Dreick wird komplett gezeichnet und ausgefüllt. Zwischen den Eckpunkten werden die Werte linear interpoliert. Wireframe Es wird nur ein Gittermodell angezeigt. Alle Eckpunkte sind miteinander verbunden. Entlang der Linien wird interpoliert. Point Es werden nur die Eckpunkte angezeugt. Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

82 Fillmodes Fillmodes Solid Wireframe Point Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

83 Fillmodes XNA Fillmodes In XNA kann der Fillmode wie folgt umgeschaltet werden: 1 graphics. GraphicsDevice. RenderState. FillMode = 2 FillMode. Solid ; 3 graphics. GraphicsDevice. RenderState. FillMode = 4 FillMode. WireFrame ; 5 graphics. GraphicsDevice. RenderState. FillMode = 6 FillMode. Point ; Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

84 Texturen Texturen Als letztes wollen wir noch Texturen hinzufügen. Das geschieht in drei Schritten: 1 Textur laden 2 Textur dem Effekt zuweisen 3 Texturen im Effekt aktivieren Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85

85 Texturen Texturen Hier das Beispiel für den BasicEffect 1 // Schritt 1 2 Texture2D tex = Content. Load < Texture2D >(" Logo "); 3 4 // Schritt 2 5 basiceffect. Texture = tex ; 6 7 // Schritt 3 8 basiceffect. TextureEnabled = true ; Sebastian Schäfer (SRH) Einführung in XNA 15. Juni / 85