更新时间:2022-09-19 18:24:54
魔方英文名字叫做Rubik's Cube,是由匈牙利建筑学教授和雕塑家Ernő Rubik于1974年发明,最初叫做Magic Cube(这大概也是中文名字的来历吧),1980年Ideal Toys公司开始销售此玩具,并将名字改为Rubik's Cube。
魔方在80年代最为风靡,至今未衰。截至2009年1月,魔方在全世界已经售出了3亿五千多万个。最常见的魔方是三阶魔方,由27个小方块构成,共三层,每层9个小方块。我的Demo实现的就是三阶魔方。其他的魔方种类有二阶,四阶及更高阶,也有钻石魔方,五边形魔方,三角魔方等。
三阶魔方所有可能的排列数是43252003274489856000,这个数实在是太大了,用中文不知道该如何表达。可以打一个比方,如果有这么多个三阶魔方,那么可以覆盖地球表面275次!
这是我以前学习DirectX的时候写的一个Demo,大概是2008年左右,当时写完以后高兴了好几天,现在拿出来看看,彼时的情景历历在目。随着年龄的增长,已经不能像以前那么拼命的写程序了,现在想安静下来干点事都是奢望呀,不过对于DirectX的热情倒是有增无减,一有时间还是会抽空写点代码。对于强大的DX来说,这个Demo简直是小儿科了,不过麻雀虽小,五脏俱全。再小的东西也有值得学习和总结的地方,本着这个目的,我将这个Demo从新整理了一下,简化了一些代码,并改进了一些算法,拿出来和大家分享。说实话,这个Demo有很多地方我不是很满意,发出来也是为了能收集一下大家的意见,继续改进,欢迎大家多多指教。我打算分几个部分详细介绍一下这个Demo的编写原理。
程序采用C/C++语言+DirectX 9.0编写,用的还是固定管线API,因为我对shader不太熟悉,稍后有空学习一下可以出个shader版本。也可能移植到DirectX 11上,就算是练练手吧。这个Demo涉及的技术有以下几个方面。
俗话说得好,有图有真相!先来个透视照(线框图)
然后来个素颜照(实体未贴图)
再来个有贴图的(穿上衣服后,好看多了),魔方的颜色采用国际标准配色。
旋转某一层
打乱顺序
起初,模型采用的是DirectX的.x文件格式,现在.x格式已经被微软抛弃了,尽管你仍然可以使用它,但是在DirectX 11中,已经没有支持.x文件的接口了。要使用.x文件,只能使用旧版本的DirectX SDK或者用第三方库。由于魔方对应的几何模型比较简单,就是立方体,所以就干脆不用.x文件了,直接画,一个完整的魔方由27个小的立方体构成,所以如果能绘制一个小立方体,那么就可以绘制27个,拼成一个完整的魔方。
关于贴图,开始用的是纹理图片,后来简化了一下,直接在内存中生成纹理,因为单色的,而且只有六种颜色,并不麻烦。动态生成的一个好处是发布程序的时候也不同发布纹理图片了,只有一个可执行文件。
旋转魔方是通过鼠标拖拽来完成的,分为如下两个部分:
前者通过变换视角来完成,实现采用Arcball技术,Arcball有很多优点,相比欧拉角来说,Arcball更加平滑,而且没有抖动现象(这个本质是因为Arcball里面采用的是Quaternion)。变换视角而不是通过旋转魔方本身的好处是
后者通过旋转模型本身来实现,因为变换视角会影响场景中的所有模型,而旋转某一层要保证其他层不动,所以只能旋转模型本身,因为将魔方拆成了27个小的cube。这对于只操作某些部分而维持其他部分不变是十分方便的。旋转某一层的方法如下
主要有如下几个类及文件
先出个不太成熟的版本,bug一定不少,欢迎大家提出宝贵意见。
== Happy Coding ==
本文转自zdd博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/graphics/p/2580832.html,如需转载请自行联系原作者