自學WPF已經有半年有余了，一遍用，一邊學。但是一直沒有去觸摸WPF的3D開發相關技術，因為總覺得在內心是一座大山，覺得自己沒有能力去逾越。最近因為一個項目的相關原因，需要用的3D技術，雖然內心沒有底只能硬著頭皮上了。最後效果還不錯。
開發完之後，對WPF的開發小有所感，於是打算寫下來，把相關知識梳理下。給正在學習WPF技術夥伴們一點幫助。
能力平平，知識有限，如有錯誤，還望雅正。

   作為微軟推廣的一門軟件開發技術，肯定會遵循一個基本準則：怎麽方便怎麽來，怎麽舒服怎麽來。說的有點帶色彩，但理沒錯。我們在學習這些知識的時候，我們可以先換一個角度來思考這樣一個問題：假如微軟砸一億（YY一下），讓你去開發一門技術，用來做出各種各樣超炫的3D場景，你會大致怎麽下手：
   我不知道你具體會怎麽辦，但是一想到3D裏面各種各樣的形狀，顏色等等....我們肯定也都會在內心想，要設計出這麽技術，肯定要把這麽元素分開來搞。沒錯，微軟的那幫專家們也是這麽想的，大家英雄所見略同呀，哈哈。
   下面就一一來介紹這些需要分開的元素了
 

1. 類 Viewport3D

首先需要介紹的就是Viewport3D類。Viewport3D官方解釋是呈現 Viewport3D 元素的二維布局範圍內包含的三維內容。說的有些拗口，說白了就是首先你展現你的3D，你就必須有一個可以放你3D內容的盒子，存放你3D元素。本質和那些grid什麽的控件一樣。

這是csdn 的專業解釋：https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.windows.controls.viewport3d.aspx
屬性太多，就不一一解釋了，但是有2個元素要重點說名下。
假設一下，viewport是一個箱子，全密封的。裏面黑不溜秋，啥也看不見。但是裏面放了一些東西：比如說一把椅子。你要通過畫面感的東西，告訴別人裏面有什麽東西，而不是文字性的東西。
你就會想：這個箱子裏面那麽黑，至少需要有一盞等吧，才能看的清。沒錯，微軟的專家們也是這麽想的，於是他們就給Viewport裏面加一個Children————Light。
 

1.1 Light

但現實中Light也分好幾種呀，有一束光的形式的、也有手術臺上的那種無影燈，還有其它各種各樣的。
在WPF裏面，也有好幾種燈：AmbientLight、DirectionalLight、PointLight和SpotLight。   
    1、AmbientLight是不自然的光，會近似照亮整個場景。使用這種光看不到邊界。
    2、DirectionalLight定義了定向光。太陽光就是一種定向光，光線來自一邊，此時可以看到邊界和陰影。
    3、PointLight是一種位於指定位置的光，會照亮所有的方向。
    4、SpotLight照亮指定的方向。這個光定義了一個圓錐的形象，會得到一個發出光亮的區域。
具體實際開發過程中需要哪種燈光效果去看清箱子裏面的東西，大家就自己選了。
 

1.2 Camera

說到這，現在箱子裏面有了光，但是不行呀，因為箱子密不透風，還是從外面看不出來你裏面有什麽了。要是能在箱子上鑿一個洞，不僅能借到光，也能看清楚箱子裏面有什麽了。
鑿洞是個解決方法，但不是個好辦法，整點高科技的：Camera(攝像機)；箱子上面裝了個攝像機。
Camera有了、但是問題又來了：這攝像機怎麽擺呢？這朝天看呢，還是朝地上。
要解決這個問題，就要用到Position（位置）、LookDirection（位置方向）、UpDirection（攝像機上面的方面）、FieldOfView（鏡頭角度）、NearPlaneDistance（近端距離）、FarPlaneDistance(遠端距離)。
1、Position:顧名思義就是一個空間的點（Point3D），來表示攝像機的位置。
2、LookDirection：就是攝像機鏡頭朝看的方向（Vector3D）。
3、UpDirection：就是攝像機上面的方向（Vector3D）。
4、FieldOfView：這個攝像機是一個單反，可以自動變焦的。而FileofView 就是攝像機調節焦距的參數。可以通過調節這個參數，來拉近或者放遠這些參數。
5、NearPlaneDistance：近端距離 
6、FarPlaneDistance：遠端距離

攝像機基本這樣愉快的設定好了。

2 類ModelVisual3D

箱子燈也有了，攝像機也有了，現在就差主角————箱子裏面的寶貝了，首先上場的就是ModelVisual3D。
ModelVisual3D，顧名思義，就是看到的3D模型。
構建一個3D模型，很顯然，首先要明確這個模型的現狀，然後再明確這個形狀的材質，也就是畫刷。

2.1 GeometryModel3D

GeometryModel3D類就是定義模型的幾何形狀的類。首先要明確一個概念：就是任何幾何形狀都可以用一定數量三角形來構成。比如說一個正方形就是2個三角形構成的。 就是按照這個思路完成的。
GeometryModel3D主要有geometry（幾何形狀）、和Material（材質）設定。
GeometryModel3D的geometry是MessGeometry3D（紋理幾何3D）,（不要問我為什麽，我暫時也不知道，待我仔細需找找資料）
**MessGeometry3D是這一裏的重點了**。
MessGeometry3D有4個且有關鍵的屬性：Position(幾何內頂點的集合）、Normals（法向量集合）、TextureCoordinates（紋理坐標集合）、TrianglenIndices(三角形索引集合)。
1、Position：先說說這個頂點。
在wpf裏面，有一個xyz的三維坐標。如下圖所示：
![三維坐標](https://img-blog.csdn.net/20150328235600769)
一個幾個形狀參考這樣一個幾何圖形，構成相應的點(Point3D)的集合。如果一個正方形會有8個點。
P1(1 0 -1）
P2(-1 0 -1）
P3(-1 0 1）
P4(1 0 1）
P5(1 1 -1）
P6(-1 2 -1）
P7(-1 3 1）
P8(1 4 1）
(這些點，大家可以畫在一個草稿上)
2、TrianglenIndices：三角索引集合。
有了點的集合，但是如何將這些點構成一個個面呢，而且是構成我們想要的面呢？
只有當構成的面正確了，然後再能構成我們想要的幾何形狀。
三角形索引就是幫助我們構成面的。
三角形索引就是按照我們點的順序（從0開始）逆時針（以所需要面為正面）描出來。我們上面說了2個三角形可以構造一個正方形。所以一個長方體需要12個三角形。
023   012  014   154  165  126  276  247  037  074  456  467 

3、TextureCoordinates：紋理坐標用於確定將 Material 映射到構成網格的三角形的頂點的方式。
對於一個面，WPF裏面規定
左上角（0 0）           右上角（1 0）
左下角（0 1）           右下角（1 1）

比如這個立方體底部的面  正常的順序是 P1 P2 P3 P4  
也就是 01 10 11 01  
這個是正常的順序，

！了的樣這是就能可，果效示顯那 

4 Normals 法向量集合
學過幾何的人都知道立體幾何裏面有一個法向量，它是與說描述的面成一個垂直的關系。在這裏面也是與定義網格的每個三角形的面垂直的向量。 法向量用於確定是否亮顯給定三角形面。如果指定了三角形索引，則將考慮相鄰面來生成法向量。

Geometry3D的幾何紋理說完了，就是Material（材質）了。
這個比較簡單
有DiffuseMaterial 擴散材質，可以類比為普通的白石灰墻那種材質
SpecularMaterial 透視材質  可以類比為家裏普通的窗戶玻璃材質
EmissiveMaterial 放射性材質 額 這個家裏貌似都不太有  大家自行腦補吧

各個材質有畫刷屬性，通過畫刷屬性，可以為材質圖上不同的顏色、甚至是圖案畫刷等等。

通過完整為以上設置，及調整，基本就可以出來我們想要的3D圖形了。可能結構有些亂，我再來一張圖表示下：

![這裏寫圖片描述](https://img-blog.csdn.net/20150329005744356)

3 類Viewport2DVisual3D

上面描述的是重新繪制的3D模型作為內容、但是wpf也可以將其它普通控件，如Button、Image、TextBox變成3D立體呈現的效果。這個時候就需要接下來介紹的Viewport2DVisual3D.
與ModelVisual3D系統，也需要設置Geometry屬性（既是messgeometry3D),還有Matrail(材質)。
還有個visual屬性即我們需要立體呈現的控件元素了。

初稿先寫到這，示例代碼或者需要修改或者補充的到時再繼續完善。
2015年3月29日01:12:57

#WPF的3D開發技術基礎梳理