Silverlight 5 Beta - pierwsze kroki w grafice 3D + wirtualna wycieczka po Babilonie (po dwakroć) !

Przydatne moim zdaniem linki, ciekawe dema i biblioteki całościowo zebrałem pisząc post 3D Graphics in Silverlight 5 Beta: links + cool apps !. Tutaj podsumuję typowe tworzenie prostej grafiki 3D, dostępne możliwości w Silverlight 5 Beta, a następnie zrobię sobie (na razie nietechniczną) wycieczkę po wirtualnych trójwymiarowych światach, jakie możemy odnaleźć w demie Babylon 3D Engine.

Tworzenie grafiki trójwymiarowej zaczyna się tłumaczyć od prostych brył. Podobnie jak na studiach zacząłem zabawę od sześcianu.

Jak korzysta się z grafiki 3D na Silverlight 5? Typowo można zamknąć to w kilku etapach:

1. Włączenie akceleracji sprzętowej w plug-inie.
2. Umieszczamy kontrolkę DrawingSurface i obsługujemy jej zdarzenie Draw.
3. Tworzymy definicję struktury dla naszych vertex-ów (mogą być w niej trzymane pozycja, kolor, współrzędne do tekstury).
4. Tworzymy dane dla vertex-ów opisujące bryłę 3d.
5. Tworzymy bufor dla vertex-ów i ładujemy do niego poprzednio przygotowane dane
6. Tworzymy obiekty vertexshader-a i pixelshader-a (na podstawie plików .ps -wczytywanych z resourse-ów assembly)
7. Jeśli nasz vertexshader wymaga macierzy - tworzymy macierze widoków World, Camera, Projection
8. W zdarzeniu Draw:
   1. Czyścimy urządzenie, ustawiamy kolor (biały, czarny, przezroczysty).
   2. Ustawiamy na urządzeniu bufor vertex-ów (korzystając z wcześniej przygotowanego przez nas bufora).
   3. Ustawiamy na urządzeniu vertexshader-a i macierz będącą jego parametrem.
   4. Ustawiamy na urządzeniu pixelshader-a.
   5. Wywołujemy rysowanie (nasze wierzchołki mogą być łączone liniami lub trójkątami na kilka predefiniowanych sposobów)
   6. Możemy zakolejkować następne wywołanie zdarzenia Draw
9. Możemy odświeżyć powierzchnię także z poziomu wątku UI.

Jak widać API jest dość niskopoziomowe, nie jest to wysokopoziomowa obsługa znana z WPF. Szczególne powody do zadowolenia mają programiści znający XNA, bo mamy tutaj import podzbioru API z XNA 4.0. Oczywiście są też różnice, nie wszystko trafiło do wydania SL5 beta, nie wszystko też trafi do wydania SL5 RTW.

Kilka uwag:

1. Starszy model sterowników (np. Windows XP) wymaga zezwolenia od strony użytkownika lub zwiększonych uprawnień. Nowy model WDDM nie potrzebuje o nic pytać.
2. Nie ma emulacji programowej. Musimy mieć fizyczny sprzęt - kartę graficzną z obsługą przynajmniej DirectX 9.
3. Nie mamy pętli gry - jawnie decydujemy o kolejnym odświeżeniu albo w samym zdarzeniu Draw albo w innym miejscu aplikacji z wątku UI.
4. Nie mamy predefiniowanych struktur XNA dla definicji vertexshader-ów, mamy dużą elastyczność – to my decydujemy, jak nasza struktura ma wyglądać.
5. W Becie nie mamy wbudowanych efektów XNA - póki co do wszystkiego potrzebujemy vertexshader-ów i pixelshader-ów. Własnych efektów nie będzie w ramach releasu.
6. Obsługiwane są tylko shadery w wersji 2.0
7. Obsługiwany jest tylko profil Reach.
8. W Becie nie mamy Math Library, która została udostępniona na razie w postaci oddzielnie dystrybuowanego assembly. Nie musimy znać się na macierzach i obliczeniach, mamy wysokopoziomowe API pozwalające tworzyć macierze dla odpowiednich transformacji i widoków.
9. Obecnie nie mamy standardowego wsparcia dla ładowania modeli, ale już teraz powstały do tego odpowiednie rozwiązania (Silverlight 3D Model Importer, Babylon Toolkit).
10. Animacje 3D powstają na skutek zmiany parametrów macierzy i cyklicznego odświeżania w handlerze zdarzenia Draw, w którym mamy dostęp do informacji o czasie, który upłynął od początku aplikacji i od ostatniego odświeżenia.
11. Handler zdarzenia Draw wykonywany jest przez tzw. composition thread.
12. Nie powinniśmy w Draw wykonywać inicjalizować danych czy je zmieniać, nie odwołujemy się do obiektów DependencyObject.  Powinniśmy o tym pamiętać, gdy będziemy chcieli “sterować” obiektem 3D z poziomu UI.
13. Obecnie mamy po dwie klasy Rectangle, Color, PixelShader - jedne z Silverlight, drugie z XNA. Nie możemy ich mylić. Kolory są określane nieco inaczej.
14. API daje nam możliwość dowiedzenia się o przyczynie niewyświetlania grafiki 3D.

A teraz zapraszam na wirtualną wycieczkę po Babilonie, a konkretnie po restauracji w dwóch odsłonach! Aby skompilować przykład najwygodniej zainstalować sobie DirectX SDK (potrzebny kompilator FXC.exe do kompilacji HLSL) oraz HLSL Build Task.

W restauracji oprócz jedzenia są…  laptopy z Windows 7 oraz … Microsoft Surface! W tym i w większości przykładów poruszamy się i obracamy strzałkami lub myszą.

Obracam się i staję przy Surface z drugiej strony (lada za moimi plecami).

Obracam się i idę w głąb korytarza, mając po prawej stronie ladę.

Idę dalej, po lewej ukazują się schody.

Wchodzę po tych schodach na górę.

Idę dalej.

I jeszcze dalej.

Przybliżam się do okna.

Odwracam się. Znowu wszechobecne plazmy i laptopy –;) Miłe halogeny.

Odsłona numer dwa. Pozwoliłem sobie salę z obrazem Scotta i Silverlight’a uczynić początkiem mej wędrówki.

Podchodzę do obrazu Silverlight i próbuję wyglądać przez wąskie okna na świat.

Wycofuję się do holu (któremu nie zrobiłem screenhota) i kieruję się ku schodom.

Wchodzę po schodach (tryb pełnoekranowy).

Wszedłem na kondygnację górną, widać w górze niebo, a w dole hol.

Innych przykładów nie będę już tutaj opisywał, by ten post nie był zbyt długi, ale opisałem je tutaj. Zachęcam do zabawy! Uwaga praktyczna dla 3D Housebuilder - na dzień dobry po uruchomieniu będziemy zasypywani wyjątkami, jeśli nie mamy ustawionej kultury US, czyli mamy np. polską (chodzi zdaje się o “.” zamiast “,” dla liczb zmiennoprzecinkowych).

Słabo?!  Widać, że nowy Silverlight śmiało może stać się środowiskiem do pisania gier 3D. Nie analizowałem tych interesujących przykładów od strony technicznej, jak znajdę czas, by przyjrzeć się im bliżej, to napiszę o tym w jednym z kolejnych postów.