Bu eğitselimizde 3. boyuta giriş yapacağız. 3B modellerimizin en küçük yapı taşı üçgenlerdir. OpenGL'de ve birçok tasarım programında dörtgenlerde(quad) kullanılmakta olsada DirectX'de bulunmazlar. Örneğin bir kare çizmek için 2 adet üçgene yani 2*3=6 adet vertexe ihtiyacımız var. Tabiki bu söylediğim üçgen-listeleri(triangle-list) için geçerli. Liste yönteminden başka üçgen çizdirmek için 2 yöntem daha var (bkz. triangle strip, bkz. triangle fan) ama onlara değinmeyeceğiz. Şimdi ilk 3B verteximizi inceleyelim.

//3d pozisyon + renk
struct vertex3d
{
    float x, y, z;
    DWORD color;
};
#define position_fvf D3DFVF_XYZ | D3DFVF_DIFFUSE

Vertex yapısı x,y,z koordinat değerleri ve renk değerinden oluşuyor. Hemen altında FVF'yi tanımladık. Burada 2 adet üçgen çizdireceğiz.Üçgen tanımı şu şekilde:

vertex3d noktalar[] =
{
    {-2.0, -2.0, 0.0, D3DCOLOR_XRGB(255,0,0)},
    { 0.0,  2.0, 0.0, D3DCOLOR_XRGB(0,255,0)},
    { 2.0, -2.0, 0.0, D3DCOLOR_XRGB(0,0,255)}
};

Kırmızı, yeşil ve mavi renkte 3 adet vertex ile üçgeni tanımladık. Verilen sırada noktaları kağıt üzerine çizerseniz göreceksiniz ki vertexler saat yönünde verilmiş. Üçgenlerin veriliş yönüne "winding order" denir. 3B ortamlarda yüzeylerin arka yüzlerini göremediğimiz için onları çizdirmek mantıksızdır. Bu sebepten Direct3d'de standard olarak ters-saat(D3DCULL_CCW) yönünde vertexler içeren yüzeyler çizilmez. Buna "backface culling" denir. Bu ayarın nasıl değiştirilebileceğine daha sonra değineceğiz. Şimdi main metoduna bir göz atalım:

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hinstance,HINSTANCE prevInstance,PSTR cmdLine,int showCmd)
{
    srand(timeGetTime());

    aygit = new Aygit(hinstance,"BosPencere",false,800,600);
          
    ilklemeler();

    aygit->dongu(oyun_dongusu);

    return 0;
}

Aynı şekilde ilklemeleri yapıp oyun döngüsüne giriyoruz. İlklemeleri incelemeden önce transformasyon kavramını açalım. Genel olarak bir koordinat sisteminde yapılan yer değiştirme,rotasyon vb. işlemlere transformasyon diyoruz. Bu işlem sonucunda aslında bir koordinat sisteminden başka bir koordinat sistemine geçmiş oluyoruz. Bunları kullanarak:

1-Bir objenin konumunu başka bir konuma göre ayarlayabiliriz.

2-Objenin rotasyon ve boyutunu ayarlayabiliriz.

3-Objenin görünüş pozisyonunu, yönünü ve perspektifini ayarlayabiliriz.

Burada bahsedeğimiz 4 çeşit transformasyon var.

Local Space Transformation : "Model space" olarakta adlandırılan bu kavram bir modelin üçgenlerini tasarladığımız koordinat sistemidir. Model space kavramı modelleyenin üçgenleri ortamdan bağımsız olarak hazırlamasını sağlamakla beraber, ortamdan bağımsız olduğu için bazı durumlarda farklı efektler oluşturmamızada yarayabilir. Örneğin bir gezegen modeli düşünelim, bu model local olarak 0,0,0 koordinatında olsun. Biz onu kendi Y ekseni etrafında döndürdüğümüz zaman dünyamızın kendi ekseni etrafında dönmesi gibi bir hareket ortaya çıkacaktır. Fakat local pozisyonunu 5,0,0 gibi bir değer yaptığımızda aynı hareket bir yörünge hareketine benzer. (Bkz. Resim1)

Resim 1:

Diğerlerini anlatmak için biraz hayal gücü kullanalım. Bir parkta elinizde kameranızla ile çevreyi izliyorsunuz. Çevrede ağaçlar, banklar vb. nesneler var. Bu nesnelerin konum, rotasyon gibi özellikleri "World Transformation". Kameranın özellikleri "View Transfomation". Kamera çektiği görüntüyü lens vb. aygıtlar kullanarak 2B bir resme çevirir. Kameranın lens vb. düzeneğinide "Projection Transformation" ' a benzetebiliriz. Nesneleri world space'de birbirlerine göre belli konumlara yerleştiririz. Rotasyon, boyut gibi özelliklerini ayarlayabiliriz. Bu tip işlemlerin kamera belirsiz bir konumda olduğu zaman hesaplanması zordur. Bu nedenle kamera world space'de 0,0,0 konumundan +z yönüne bakar şekildedir çünkü Direcr3d sol el koordinat sistemini kullanır yani +z ekranın içine doğrudur. Biz kamerayı farklı bir yöne çevirdiğimiz zaman aslında tüm nesneler hareket eder ama kamera aynı konum ve yönde kalır. Bu durumda vertexler "camera space" 'de bulunurlar. Son olarak projection transformasyonu vertexleri kameranın frustum'una yerleştiren karmaşık bir transformasyondur. 3B bir görünüm elde etmek için kullanılan projeksiyona perspektif projeksiyon denir. Direct3d tüm bu transformasyonları matrix'ler aracılığı ile vertexlere uygular ve d3dx bu transformasyonlar için matrix üreten metodlara sahiptir.

void ilklemeler()
{
     D3DXMATRIX M;
     //view transform
     D3DXVECTOR3 position(0,0,-5);                     //kamera konumu
     D3DXVECTOR3 target (0,0,0);                       //kamera bakış noktası
     D3DXVECTOR3 up (0,1,0);                           //tavan yönü
     D3DXMatrixLookAtLH(&M, &position, &target, &up);  //view matrixini hesapla
     aygit->getDevice()->SetTransform(D3DTS_VIEW, &M);  //view matrixini uygula

     //projection transform
     D3DXMATRIX P;
     D3DXMatrixPerspectiveFovLH(&P,   //projeksiyon matrixini hesapla
                           PI/2.0f,   //görüş açısı bkz. FOV
                         4.0f/3.0f,   //ekran oranı örn. 4:3
                                 1,   //Bkz. Near Plane
                             1000);   //Bkz. Far Plane

     //projeksiyon matrixini uygula
     aygit->getDevice()->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &P);

     //ışığı iptal et
     aygit->getDevice()->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, FALSE);
 }

Bir D3DXMatrix(4*4) yapısı tanımlayarak başladık. View transformation'u yani kamera özelliklerini oluşturan D3DXMatrixLookAtLH yardımcı metoduna pozisyon, bakış yönü ve tavan yönünü veriyoruz. SetTransform metodu istediğimiz transformasyonu uygulamamızı sağlıyor. İlk parametresi transformasyon tipi, ikincisi ise matrix. Oluşan matrixi DTS_VIEW parametresi ile kullanarak view projeksiyonunu ayarlıyoruz. Burada bu işi bir kere yaptık çünkü kamerayı hareket ettirmeyeceğiz. Perspektif projeksiyon matrixi oluşturan D3DXMatrixPerspectiveFovLH metodunun parametreleri sırasıyla: Döndürülecek matrix, görüş açısı (bkz. FOV), ekran oranı(örn. 800/600), frustum'un yakın yüzeyi ve frustum'un uzak yüzeyi(bkz. Frustum). Elde ettiğimiz matirixi D3DTS_PROJECTION sabiti ile kullanarak bu transformasyonuda hallettik. Işığın iptal edilmesi olayına sonra değineceğiz. Şimdi Döngü kodunu inceleyelim:

void oyun_dongusu()
{
     ........

     //world transform
     D3DXMATRIX M;
     D3DXMatrixTranslation(&M,-3.0,0.0,0.0);
     aygit->getDevice()->SetTransform(D3DTS_WORLD, &M);

     //üçgen çiz1
     aygit->getDevice()->SetFVF(position_fvf);               //vertex tipi
     aygit->getDevice()->DrawPrimitiveUP(D3DPT_TRIANGLELIST, //türü
                                                          1, //sayisi
                                                   noktalar, //vertex bilgisi
                                          sizeof(vertex3d)); //vertex boyutu

     .........
           

Önce çizilecek nesnenin konumunu ayarladık ve çizdik. Özetle böyle :) D3DXMatrixTranslation metodu x,y,z, değerlerini alarak bir yer değiştirme matrixi oluşturuyor. Böylece nesneyi DTS_WORLD transformasyonu ile çizmeden önce istediğimiz konuma koyabiliriz. 2 üçgen çizeceğimiz için ilkini -3 birim sola yerleştirdik. Çizim işlemi daha öncekilerin aynısı olmakla beraber üçgen çizmek için liste yöntemini kullandık, yani her üçgen için 3 vertex kullandık. Üçgen listelerini index kullanarak daha optimize çizebiliriz. Bu konuya bir sonraki eğitselimizde değineceğiz. Şimdi 2. üçgenin çizimini inceleyeceğiz.

//y-rotasyonunu her seferinde artır
static float rot_y = 0.0f;
rot_y += (float)(aygit->gecenZaman()*0.005);

//matrixleri hazırla
D3DXMATRIX POS;
D3DXMATRIX ROT;
D3DXMatrixTranslation(&POS,3.0,0.0,0.0);
D3DXMatrixRotationY(&ROT, rot_y);
M = ROT*POS;
aygit->getDevice()->SetTransform(D3DTS_WORLD, &M);

//üçgen çiz2
aygit->getDevice()->DrawPrimitiveUP(D3DPT_TRIANGLELIST, //türü
                                                     1, //sayisi
                                              noktalar, //vertex bilgisi
                                     sizeof(vertex3d)); //vertex boyutu

İlk önce statik bir rotasyon değeri tanımladık ve bunu her seferinde biraz artırıyoruz. Artırmak için geçen zaman değerini kullandık, böylece dönüş hızı FPS'den bağımsız olacak. 2. üçgeni ekranın biraz sağına(+3) yerleştirip, Y ekseni etrafında döndürücez. Bu iş için 2 tane matrix gerekecek. Yer değiştirme ve rotasyon matrixleri. D3DXMatrixTranslation metodu ile +3 birim sağa kaymak için gerekli matrixi elde ediyoruz. Cismin Y ekseni etrafındaki rotasyonunu belirlemek içinde D3DXMatrixRotationY methodundan dönene matrixi kullanacağız. Oluşan bu iki matrixin çarpımı bize gerekli olan transformasyonu sağlayacak. (3 transformasyon tipinin sıralarının önemli olduğunu belirtmekte fayda var. İstenmeyen sonuçlarla karşılaşmamak için scale (boyut), rotate(döndür), translate(yer değiştir) sırasını unutmayınız.)) Gene setTransform metodu ile trasnformasyonu bitiriyoruz. Son olarak ilk üçgen için yaptığımız çizim çağrısını aynen tekrarlıyoruz. Çalıştırdığınız zaman solda sabit duran , sağda ise Y ekseni etrafında dönen üçgenleri göreceksiniz. Daha önce bahsettiğim üzere üçgenin arka yüzü çizilmeyecek, bunu dönen üçgende çok rahat gözlemleyebilirsiniz.

Bitirmeden önce daha önce bahsi geçen setRenderState, wireframe ve ışık iptali konularından bahsedelim. RenderState'ler(Bkz. 3DRENDERSTATETYPE) vertex ve pixel işlemlerinin birçok ayarını belirlerler. Burada wireframe(tel) görüntü elde etmek için D3DRS_FILLMODE isimli state'i değiştirdik. Sonucunu ENTER'a basarak gözlemleyebilrsiniz. Transform edilen vertexler ışıklandırma işlemine tabi tutulurlar. Biz sahneye ışık eklemediğimiz için ışıklandırmayı iptal etmez isek hiç birşey göremeyiz. Daha önce kullandığımız 2B vertexler(untransformed) ise otomatik olarak ışıklandırılırlar. ::SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, FALSE) şekilnde ışıklandırmayı kapattık. Son olarak "backface culling" 'in nasıl ayarlandığından bahsedelim. ::SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, X) şeklinde aşağıdaki değerleri kullanarak saat-yönünde, saatin aksi yönünde çizilen üçgenleri "cull" edebiliriz. Tümünü çizdirmek için ise "D3DCULL_NONE" değerini vermek yeterli.

D3DCULL_NONE //tümü çizilir
D3DCULL_CW //saat yönünde olanlar çizilmez
D3DCULL_CCW //saatin aksi yönünde olanlar çizilmez

Kaynak Kodu İndir