WPF实现绘制3D图形的示例代码

WPF的3D功能可以在不编写任何c#代码的情况下进行绘制,只需要使用xaml即可完成3D图形的渲染。本文主要讲述了WPF-3D中的关键概念, 以及常用到的命中测试、2d控件如何在3D对象中进行渲染,希望大家有所帮助

WPF的3D功能可以在不编写任何c#代码的情况下进行绘制,只需要使用xaml即可完成3D图形的渲染。本文主要讲述了WPF-3D中的关键概念, 以及常用到的命中测试、2d控件如何在3D对象中进行渲染,除此之外,还演示了如何导入外部3D模型。

关键概念

视口

视口指的是图像要展示在哪里,可以理解为展示图形的舞台。在WPF中视口使用Viewport3D标签表示。

相机

如果把视口比作舞台,那相机就可以理解为观众的眼睛,不同的眼睛位置会看到不同的角度。

   

光源

没有光源也就看不到3D对象

  

材质

3D几何对象只是将轮廓定义出来,表面是没有定义的,所以需要使用材质来展现出不同的物体表面。也可以理解为3D几何对象只是勾勒出物体的轮廓,而材质则是上颜色。

  

3D对象

3D对象则是具体的对象,在WPF中视口使用标签表示。在WPF中,图形是以三角面片作为最基本的展示单元,因为三角形是最稳定的即三个点可以确定出唯一的一个平面,任何复杂的图形都是由多个三角面片组成的。在给TriangleIndices属性赋值时,一定注意三个点的顺序。

命中测试(鼠标交互)

想要使用鼠标点击得到某个图形,可以在具体的某个3D对象中,增加MouseLeftButtonDown事件

事件中可以进行改变颜色等操作

private void ModelUIElement3D_MouseLeftButtonDown(object sender, MouseButtonEventArgs e) { ModelUIElement3D mui3d = sender as ModelUIElement3D; var model = mui3d.Model as GeometryModel3D; (model.Material as DiffuseMaterial).Brush = Brushes.Orange; } 

如果有很多3D对象,在每个具体的对象上面增加事件会很麻烦,也可以直接在Viewport3D中增加事件

在时间中急性转换处理

private void Viewport3D_MouseLeftButtonDown(object sender, MouseButtonEventArgs e) { Viewport3D viewport3D=sender as Viewport3D; Point location=e.GetPosition(viewport3D); HitTestResult hitTestResult=VisualTreeHelper.HitTest(viewport3D, location); if (hitTestResult != null) { ...//具体操作 } } 

3D对象中2D控件渲染

如果要在3D对象中增加控件,可以使用Viewport2DVisual3D标签,实现如下图所示的效果。

    

外部导入3D模型

在wpf中绘制3D模型还是非常麻烦的,在实际工作中用的比较多的是从外部导入已有的3d模型。推荐一个比较好的第三方库HelixToolKit

    
namespace WpfApp2 { public partial class MainWindow : Window { List modelPaths = new List(); string basePath = AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + "\\ModelFiles\\"; public MainWindow() { InitializeComponent(); modelPaths.Add("IRB4600_20kg-250_LINK1_CAD_rev04.stl"); modelPaths.Add("IRB4600_20kg-250_LINK2_CAD_rev04.stl"); modelPaths.Add("IRB4600_20kg-250_LINK3_CAD_rev005.stl"); modelPaths.Add("IRB4600_20kg-250_LINK4_CAD_rev04.stl"); modelPaths.Add("IRB4600_20kg-250_LINK5_CAD_rev04.stl"); modelPaths.Add("IRB4600_20kg-250_LINK6_CAD_rev04.stl"); modelPaths.Add("IRB4600_20kg-250_LINK3_CAD_rev04.stl"); modelPaths.Add("IRB4600_20kg-250_CABLES_LINK1_rev03.stl"); modelPaths.Add("IRB4600_20kg-250_CABLES_LINK2_rev03.stl"); modelPaths.Add("IRB4600_20kg-250_CABLES_LINK3_rev03.stl"); modelPaths.Add("IRB4600_20kg-250_BASE_CAD_rev04.stl"); this.Loaded += MainWindow_Loaded; viewPort3d.RotateGesture = new MouseGesture(MouseAction.RightClick); viewPort3d.PanGesture = new MouseGesture(MouseAction.LeftClick); } private void MainWindow_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e) { viewPort3d.Camera.LookDirection = new Vector3D(2038, -5200, -2930); viewPort3d.Camera.UpDirection = new Vector3D(-0.145, 0.372, 0.917); viewPort3d.Camera.Position = new Point3D(-1571, 4801, 3774); this.model.Content = InitializeModels(this.modelPaths); } private Model3DGroup InitializeModels(List modelsNames) { Model3DGroup group = new Model3DGroup(); try { ModelImporter import = new ModelImporter(); foreach (string modelName in modelsNames) { var materialGroup = new MaterialGroup(); Color mainColor = Colors.White; //EmissiveMaterial emissMat = new EmissiveMaterial(new SolidColorBrush(mainColor)); DiffuseMaterial diffMat = new DiffuseMaterial(new SolidColorBrush(mainColor)); //SpecularMaterial specMat = new SpecularMaterial(new SolidColorBrush(mainColor), 2000); //materialGroup.Children.Add(emissMat); materialGroup.Children.Add(diffMat); //materialGroup.Children.Add(specMat); var link = import.Load(basePath + modelName); GeometryModel3D model = link.Children[0] as GeometryModel3D; model.Material = materialGroup; model.BackMaterial = materialGroup; group.Children.Add(link); } } catch (Exception e) { MessageBox.Show("未知异常:" + e.StackTrace); } return group; } } }

HelixToolKit使用文档

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