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WPF换肤之八：创建3D浏览效果

2015-05-19 840
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简介： 原文:WPF换肤之八：创建3D浏览效果上节中，我们展示了WPF中的异步以及界面线程交互的方式，使得应用程序的显示更加的流畅。这节我们主要讲解如何设计一个具有3D浏览效果的天气信息浏览器。 效果显示 下面我们看截图： 是不是能够感受到一种与众不同的感觉。
原文: WPF换肤之八：创建3D浏览效果

上节中，我们展示了WPF中的异步以及界面线程交互的方式，使得应用程序的显示更加的流畅。这节我们主要讲解如何设计一个具有3D浏览效果的天气信息浏览器。

效果显示

下面我们看截图：

是不是能够感受到一种与众不同的感觉。如果你能够感受到它的与众不同，这也是我本节所要达到的目标。

实现方式

上面的只是一个简单的3D图形，它的产生需要依赖于WPF中的MeshGeometry3D对象，这个对象按照微软官方的解释就是用于生成3D形状的三角形基元，它有三个比较重要的属性：Positions（这个是必须的），TextureCoordinates以及TriangleIndices。其中Positions是指定当前的界面坐标，也就是由这些坐标形成什么样的界面形状；TextureCoordinates，官方说法是材质被映射到构成网格的顶点，通俗的说来，就是改变图像的显示顺序的，比如是正向显示，横向显示等等，也就是能够使界面倒个个儿；TriangleIndices则代表当前显示图形的正反面。

我们先看一个坐标图：

在这个坐标图中，P0就是(-1,1,0)坐标，P1就是(-1,-1,0)坐标，P2就是(1,-1,0)坐标，P3就是(1,1,0)坐标，这四个象限按照逆时针方向来。那么在接下来的讲解中，这些坐标将会有辅助作用。

先对应这坐标说说TextureCoordinates， 在XAML代码中，可以看到其设置如下：

View Code 
<!-- front side-->
<Viewport2DVisual3D Material="{StaticResource  CubeSideMaterial }">
    <Viewport2DVisual3D.Geometry>
        <MeshGeometry3D Positions="0,1,0 0,0,0 1,0,0 1,1,0"
                        TextureCoordinates="0,0 0,1 1,1 1,0"
                        TriangleIndices="0 1 2  0 2 3"/>
    </Viewport2DVisual3D.Geometry>
    ....
</Viewport2DVisual3D>

<!--  left side -->
<Viewport2DVisual3D Material="{StaticResource CubeSideMaterial}">
    <Viewport2DVisual3D.Geometry>
        <MeshGeometry3D Positions="1,1,0 1,0,0 1,0,-1 1,1,-1"
                        TextureCoordinates="0,0 0,1 1,1 1,0"
                        TriangleIndices="0 1 2  0 2 3"/>
    </Viewport2DVisual3D.Geometry>
    ....
</Viewport2DVisual3D>
   
<!--Back side-->
<Viewport2DVisual3D Material="{StaticResource CubeSideMaterial}">
    <Viewport2DVisual3D.Geometry>
      <MeshGeometry3D Positions="1,1,-1 1,0,-1 0,0,-1 0,1,-1"
                        TextureCoordinates="0,0 0,1 1,1 1,0"
                        TriangleIndices="0 1 2  0 2 3"/>
    </Viewport2DVisual3D.Geometry>
        ....
</Viewport2DVisual3D>

<!--Right side-->
<Viewport2DVisual3D Material="{StaticResource CubeSideMaterial}">
    <Viewport2DVisual3D.Geometry>
        <MeshGeometry3D Positions="0,1,-1 0,0,-1 0,0,0 0,1,0"
                        TextureCoordinates="0,0 0,1 1,1 1,0"
                        TriangleIndices="0 1 2  0 2 3"/>
</Viewport2DVisual3D.Geometry>
                        ....
</Viewport2DVisual3D>

可以看到，在这是个面中，它的值都是0,0 0,1 1,1 1,0, 这组值代表界面正向显示（默认情况下），其实,按照映射方式来的话（按照上图的P0，P1，P2，P3）,也就是0,1被映射到了P0;0,0被映射到了P1;1,0被映射到了P2;1,1被映射到了P3。假如稍微改变下，为0,1 1,1 1,0 0,0 那么我们就可以看到界面显示如下：

图像侧着显示了。

再来说说TriangleIndices,这个主要用来显示图形的正反面的，如果按照逆时针，即P0，P1，P2，P3的方向来的话，则可以显示正常的图形，也就是假如它的值为(0 1 2 0 2 3 ) 或者( 0 1 2  2 3 0 ) 或者 (1 2 3  3 0 1 )均可以显示出正面的图形来，需要注意的是，由于计算机的图形都是用三角形表示的，所以这里0 1 2为一组代表一个三角形，2 3 0 为一组，代表另一个三角形，这两个三角形就组成了一个矩形。

如果我们让它显示一半正面，一半反面，则可以使用(0 1 2  0 3 2 )来表示(一个为逆时针，一个为顺时针)，得到的结果如下：

 由于其背面透明且无任何界面元素，所以看不到。

 

最后来说说Positions，它用来表示显示的图形，由于我们这里是一个正方体，所以每个面应该有4个点，4个点按照逆时针方向(P0 - > P1 - > P2 -> P3)方向排列即可。 如果一个正方体，它的正面的四个点按照逆序肯定是(0,1,0 0,0,0 1,0,0 1,1,0),依此类推，那么它的左边侧面的点肯定是(1,1,0 1,0,0 1,0,-1 1,1,-1)。 按照这样的点推下去，就能够得到正确的Positions的值。需要说明的是，复杂的图形，Positions的值是非常复杂的，那是推理不来的。

 

下面说说如何切换四个面：

首先，3D图形中，我们都需要有视点，这里称作(Camera)，然后还得需要有光源(Light)，这样图像才不至于黑乎乎一篇，在WPF中也是如此：

View Code 
<Viewport3D x:Name="view" ClipToBounds="True" RenderOptions.EdgeMode="Aliased">
            <!--Camera-->
            <Viewport3D.Camera>
                <PerspectiveCamera x:Name="camera" FieldOfView="59" Position="0.5,0.5,2" LookDirection="0,0,-1">
                    <PerspectiveCamera.Transform>
                        <RotateTransform3D x:Name="rot" CenterY="0.5" CenterX="0.5" CenterZ="-0.5">
                            <RotateTransform3D.Rotation>
                                <!-- rotation -->
                                <AxisAngleRotation3D x:Name="camRotation" Axis="0,1,0" Angle="0"/>
                            </RotateTransform3D.Rotation>
                        </RotateTransform3D>
                    </PerspectiveCamera.Transform>
                </PerspectiveCamera>
            </Viewport3D.Camera>
            <!--Light-->
            <ModelVisual3D>
                <ModelVisual3D.Content>
                    <AmbientLight Color="White" />
                </ModelVisual3D.Content>
            </ModelVisual3D>

其中FieldOfView用于切换视角的远近，而Position用于控制物体的方位，LookDirection用控制视角查看的方向。

接下来，我们就可以通过上面的讲解设计出具体的界面代码了：

View Code 
 <!-- front side-->
            <Viewport2DVisual3D Material="{StaticResource  CubeSideMaterial }">
                <Viewport2DVisual3D.Geometry>
                    <MeshGeometry3D Positions="0,1,0 0,0,0 1,0,0 1,1,0"
                                    TextureCoordinates="0,0 0,1 1,1 1,0"
                                    TriangleIndices="0 1 2  0 2 3"/>
                </Viewport2DVisual3D.Geometry>
                <Border BorderThickness="1" x:Name="FrontSide" BorderBrush="White" CornerRadius="4"  PreviewMouseDown="FrontSide_PreviewMouseDown" >
                    <Border.Background>
                        <LinearGradientBrush EndPoint="0.5,1" StartPoint="0.5,0">
                            <GradientStop Color="Black"  />
                        </LinearGradientBrush>
                    </Border.Background>
                    <StackPanel  Height="450" Width="450" OpacityMask="White" >
                        <Button  PreviewMouseLeftButtonDown="Button_MouseLeftButtonDown" Style="{StaticResource CloseRadialButton}" HorizontalAlignment="Right" Margin="0,2,2,0"></Button>
                        <Border Margin="15,0,15,15" BorderThickness="1" CornerRadius="8" Height="30" VerticalAlignment="Top" PreviewMouseDown="Border_PreviewMouseDown">
                            <Border.Background>
                                <LinearGradientBrush EndPoint="0.5,1" StartPoint="0.5,0">
                                    <GradientStop Color="#FF333333" Offset=".1"/>
                                    <GradientStop Color="Red" Offset="1"/>
                                </LinearGradientBrush>
                            </Border.Background>
                            <TextBlock Foreground="White" HorizontalAlignment="Center" FontSize="16" Margin="3" Text="天气信息"/>
                        </Border>
                        <Border Margin="15,0,15,0" HorizontalAlignment="Left" BorderThickness="0,0,0,1" BorderBrush="White"  >
                            <TextBlock Foreground="White"  Margin="0,3,0,0" >
                                直辖市:上海
                            </TextBlock>
                        </Border>
                        <Border Margin="15,0,15,0" HorizontalAlignment="Left" BorderThickness="0,0,0,1" BorderBrush="White"  >
                            <TextBlock Foreground="White"  Margin="0,3,0,0">
                                2012-8-10 23:58:13 最低气温:27℃/最高气温:33℃
                            </TextBlock>
                        </Border>
                        <Border Margin="15,0,15,0" HorizontalAlignment="Left" BorderThickness="0,0,0,1" BorderBrush="White" >
                            <TextBlock Foreground="White"  Margin="0,3,0,0" TextWrapping="Wrap" TextAlignment="Left">
                                今日天气实况：气温：28℃；风向/风力：北风 1级；湿度：80%；空气质量：良；紫外线强度：中等 穿衣指数：天气炎热，建议着短衫、短裙、短裤、薄型T恤衫、敞领短袖棉衫等清凉夏季服装。
                            </TextBlock>
                        </Border>
                        <Border Margin="15,0,15,0" HorizontalAlignment="Left" BorderThickness="0,0,0,1" BorderBrush="White" >
                            <TextBlock Foreground="White"  Margin="0,3,0,0" TextWrapping="Wrap"  TextAlignment="Left">
                                感冒指数：暂无。 运动指数：有降水，风力较强，较适宜在户内开展低强度运动，若坚持户外运动，请选择避雨防风地点。 洗车指数：不宜洗车，未来24小时内有雨，如果在此期间洗车，雨水和路上的泥水可能会再次弄脏您的爱车。 晾晒指数：有降水，可能会淋湿晾晒的衣物，不太适宜晾晒。请随时注意天气变化。 旅游指数：有阵雨，气温较高，但风较大，能缓解湿热的感觉，还是适宜旅游，您仍可陶醉于大自然的美丽风光中。 路况指数：有降水，路面潮湿，车辆易打滑，请小心驾驶。 舒适度指数：天气较热，虽然有降水，但仍然无法削弱较高气温给人们带来的暑意，这种天气会让您感到不很舒适。 
                            </TextBlock>
                        </Border>
                        <Border Margin="15,0,15,0" HorizontalAlignment="Left" BorderThickness="0,0,0,1" BorderBrush="White" >
                            <TextBlock Foreground="White"  Margin="0,3,0,0" TextWrapping="Wrap" TextAlignment="Left">
                                空气污染指数：气象条件有利于空气污染物稀释、扩散和清除，可在室外正常活动。 紫外线指数：属中等强度紫外线辐射天气，外出时建议涂擦SPF高于15、PA+的防晒护肤品，戴帽子、太阳镜。
                            </TextBlock>
                        </Border>
                    </StackPanel>
                </Border>
            </Viewport2DVisual3D>

            <!--  left side -->
            <Viewport2DVisual3D Material="{StaticResource CubeSideMaterial}">
                <Viewport2DVisual3D.Geometry>
                    <MeshGeometry3D Positions="1,1,0 1,0,0 1,0,-1 1,1,-1"
                                    TextureCoordinates="0,0 0,1 1,1 1,0"
                                    TriangleIndices="0 1 2  0 2 3"/>
                </Viewport2DVisual3D.Geometry>
                <Border BorderThickness="1" x:Name="LeftSide" BorderBrush="White" CornerRadius="4" PreviewMouseDown="LeftSide_PreviewMouseDown"  >
                    <Border.Background>
                        <LinearGradientBrush EndPoint="0.5,1" StartPoint="0.5,0">
                            <GradientStop Color="Black" />
                        </LinearGradientBrush>
                    </Border.Background>
                    <StackPanel  Height="450" Width="450" OpacityMask="White">
                        <Button Style="{StaticResource CloseRadialButton}" HorizontalAlignment="Right" Margin="0,2,2,0" PreviewMouseLeftButtonDown="Button_MouseLeftButtonDown"></Button>
                        <Border Margin="15,0,15,15" BorderThickness="1" CornerRadius="8" Height="30" VerticalAlignment="Top">
                            <Border.Background>
                                <LinearGradientBrush EndPoint="0.5,1" StartPoint="0.5,0">
                                    <GradientStop Color="#FF333333" Offset=".1"/>
                                    <GradientStop Color="Red" Offset="1"/>
                                </LinearGradientBrush>
                            </Border.Background>
                            <TextBlock Foreground="White" HorizontalAlignment="Center" FontSize="16" Margin="3">未来天气信息</TextBlock>
                        </Border>
                        <Border Margin="15,0,15,0" HorizontalAlignment="Left" BorderThickness="0,0,0,1" BorderBrush="White"  >
                            <TextBlock Foreground="White"  Margin="0,3,0,0" >
                                8月11日 阵雨转多云 东南风4-5级 27℃/34℃
                            </TextBlock>
                        </Border>
                        <Border Margin="15,0,15,0" HorizontalAlignment="Left" BorderThickness="0,0,0,1" BorderBrush="White"  >
                            <TextBlock Foreground="White"  Margin="0,3,0,0">
                                 8月12日 多云 南风3-4级 28℃/34℃
                            </TextBlock>
                        </Border>
                        <Border Margin="15,0,15,0" HorizontalAlignment="Left" BorderThickness="0,0,0,1" BorderBrush="White" >
                            <TextBlock Foreground="White"  Margin="0,3,0,0" TextWrapping="Wrap" TextAlignment="Left">
                                8月13日 阵雨 南风3-4级
                            </TextBlock>
                        </Border>
                    </StackPanel>
                </Border>
            </Viewport2DVisual3D>
            
            <!--Back side-->
            <Viewport2DVisual3D Material="{StaticResource CubeSideMaterial}">
                <Viewport2DVisual3D.Geometry>
                    <MeshGeometry3D Positions="1,1,-1 1,0,-1 0,0,-1 0,1,-1"
                                    TextureCoordinates="0,0 0,1 1,1 1,0"
                                    TriangleIndices="0 1 2  0 2 3"/>
                </Viewport2DVisual3D.Geometry>
                <Border BorderThickness="1" x:Name="BackSide" BorderBrush="White" CornerRadius="4" PreviewMouseDown="BackSide_PreviewMouseDown" >
                    <Border.Background>
                        <LinearGradientBrush EndPoint="0.5,1" StartPoint="0.5,0">
                            <GradientStop Color="Black" />
                        </LinearGradientBrush>
                    </Border.Background>
                    <StackPanel  Height="450" Width="450" OpacityMask="White">
                       <Button  PreviewMouseLeftButtonDown="Button_MouseLeftButtonDown" Style="{StaticResource CloseRadialButton}" HorizontalAlignment="Right" Margin="0,2,2,0"></Button>
                        <Border Margin="15,0,15,15" BorderThickness="1" CornerRadius="8" Height="30" VerticalAlignment="Top">
                            <Border.Background>
                                <LinearGradientBrush EndPoint="0.5,1" StartPoint="0.5,0">
                                    <GradientStop Color="#FF333333" Offset=".1"/>
                                    <GradientStop Color="Red" Offset="1"/>
                                </LinearGradientBrush>
                            </Border.Background>
                            <TextBlock Foreground="White" HorizontalAlignment="Center" FontSize="16" Margin="3">城市简介</TextBlock>
                        </Border>
                        <Border Margin="15,0,15,0" HorizontalAlignment="Left" BorderThickness="0,0,0,1" BorderBrush="White"  >
                            <TextBlock Foreground="White"  Margin="0,3,0,0" TextWrapping="Wrap" TextAlignment="Left" >
                                上海简称：沪，位置：上海地处长江三角洲前缘，东濒东海，南临杭州湾，西接江苏，浙江两省，北界长江入海，正当我国南北岸线的中部，北纬31°14′，东经121°29′。面积：总面积7823.5平方公里。人口：人口1000多万。上海丰富的人文资源、迷人的城市风貌、繁华的商业街市和欢乐的节庆活动形成了独特的都市景观。游览上海，不仅能体验到大都市中西合壁、商儒交融、八方来风的氛围，而且能感受到这个城市人流熙攘、车水马龙、灯火璀璨的活力。上海在中国现代史上占有着十分重要的地位，她是中国**党的诞生地。许多震动中外的历史事件在这里发生，留下了众多的革命遗迹，处处为您讲述着一个个使人永不忘怀的可歌可泣的故事，成为包含民俗的人文景观和纪念地。在上海，每到秋祭，纷至沓来的人们在这里祭祀先烈、缅怀革命历史,已成为了一种风俗。大上海在中国近代历史中，曾是风起云涌可歌可泣的地方。在这里荟萃多少风云人物，散落在上海各处的不同住宅建筑，由于其主人的非同寻常，蕴含了耐人寻味的历史意义。这里曾留下许多革命先烈的足迹。瞻仰孙中山、宋庆龄、鲁迅等故居，会使您产生抚今追昔的深沉遐思，这里还有无数个达官贵人的住宅，探访一下李鸿章、蒋介石等人的公馆，可以联想起主人那段显赫的发迹史。
                            </TextBlock>
                        </Border>
                    </StackPanel>
                </Border>
            </Viewport2DVisual3D>

            <!--Right side-->
            <Viewport2DVisual3D Material="{StaticResource CubeSideMaterial}">
                <Viewport2DVisual3D.Geometry>
                    <MeshGeometry3D Positions="0,1,-1 0,0,-1 0,0,0 0,1,0"
                                    TextureCoordinates="0,0 0,1 1,1 1,0"
                                    TriangleIndices="0 1 2  0 2 3"/>
                </Viewport2DVisual3D.Geometry>
                <Border BorderThickness="1" x:Name="RightSide" BorderBrush="White" CornerRadius="4" PreviewMouseDown="RightSide_PreviewMouseDown" >
                    <Border.Background>
                        <LinearGradientBrush EndPoint="0.5,1" StartPoint="0.5,0">
                            <GradientStop Color="Black" />
                        </LinearGradientBrush>
                    </Border.Background>
                    <StackPanel  Height="450" Width="450" OpacityMask="White">
                        <Button  PreviewMouseLeftButtonDown="Button_MouseLeftButtonDown" Style="{StaticResource CloseRadialButton}" HorizontalAlignment="Right" Margin="0,2,2,0"></Button>
                        <Border Margin="15,0,15,15" BorderThickness="1" CornerRadius="8" Height="30" VerticalAlignment="Top">
                            <Border.Background>
                                <LinearGradientBrush EndPoint="0.5,1" StartPoint="0.5,0">
                                    <GradientStop Color="#FF333333" Offset=".1"/>
                                    <GradientStop Color="Red" Offset="1"/>
                                </LinearGradientBrush>
                            </Border.Background>
                            <TextBlock Foreground="White" HorizontalAlignment="Center" FontSize="16" Margin="3">图表显示</TextBlock>
                        </Border>
                        <Border Margin="15,0,15,0" HorizontalAlignment="Left" BorderThickness="0,0,0,1" BorderBrush="White"  >
                            <TextBlock Foreground="White"  Margin="0,3,0,0" TextWrapping="Wrap" TextAlignment="Left" >
                                这个地方是图表显示温度
                            </TextBlock>
                        </Border>
                    </StackPanel>
                </Border>
            </Viewport2DVisual3D>


        </Viewport3D>


那么在后台如何做到点击切换呢？

在后台我们是通过一个DispatcherTimer来控制切换的动态显示，并且通过设置RotateTransform.的Angle来控制四个面的逐一显现的。当Angle为0时，显现的是第一面；为90时，显现的是左侧面；为180时，显现的是背面；为270时，显现的是右侧面；为360时，回到原位，这就相当于摄像机的位置和视角改变一样。

具体代码如下：

View Code 
 public _3DWeatherWindow(string[] WeatherList)
        {
            InitializeComponent();
            weatherList = WeatherList;

            if (clock == null) clock = new DispatcherTimer();
            clock.Tick += new EventHandler(clock_Tick);
            clock.Interval = new TimeSpan(0, 0, 0, 0, 10);
        }

        private string[] weatherList;

        DispatcherTimer clock = null;
        double rotAngle = 90;

        private void clock_Tick(object sender, EventArgs e)
        {
            camRotation.Angle += 5;
            if (camRotation.Angle >= rotAngle) clock.Stop();
        }
        
        private void FrontSide_PreviewMouseDown(object sender, MouseButtonEventArgs e)
        {
            //初始化值
            camRotation.Angle = 0;
            rotAngle = 90;

            clock.Start();
        }

        private void LeftSide_PreviewMouseDown(object sender, MouseButtonEventArgs e)
        {
            rotAngle = 180;
            clock.Start();
        }

        private void BackSide_PreviewMouseDown(object sender, MouseButtonEventArgs e)
        {
            rotAngle = 270  ;
            clock.Start();
        }


        private void RightSide_PreviewMouseDown(object sender, MouseButtonEventArgs e)
        {
            rotAngle = 360;
            clock.Start();
        }

好了，希望对你有用。

源码下载：

参考文章：WPF：MeshGeometry3D   Making 3D Application with WPF

点击下载源码

 

2013 10 17更新下最新文件：

http://files.cnblogs.com/scy251147/TimeZoneDaemonApp%283D%29.20131017.rar

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