Transformação Mundial (Direct3D 9)

A discussão sobre a transformação do mundo apresenta conceitos básicos e fornece detalhes sobre como configurar uma transformação mundial.

O que é uma transformação de mundo?

Uma transformação de mundo altera as coordenadas do espaço do modelo, em que os vértices são definidos em relação à origem local de um modelo, para o Espaço Mundial, onde os vértices são definidos em relação a uma origem comum a todos os objetos em uma cena. Em essência, a transformação do mundo coloca um modelo no mundo; daí o seu nome. O diagrama a seguir mostra a relação entre o sistema de coordenadas do mundo e o sistema de coordenadas local do modelo.

A transformação do mundo pode incluir qualquer combinação de traduções, rotações e escalas.

Configurando uma matriz de mundo

Assim como com qualquer outra transformação, crie a transformação do mundo concatenando uma série de matrizes em uma única matriz que contém a soma total de seus efeitos. No caso mais simples, quando um modelo está na origem de mundo e seus eixos de coordenada locais são orientados da mesma forma que o espaço do mundo, a matriz de mundo é a matriz de identidade. Mais comumente, a matriz de mundo é uma combinação de uma translação no espaço do mundo e possivelmente uma ou mais rotações para girar o modelo conforme necessário.

O exemplo a seguir, de uma classe de modelo 3D fictícia escrita em C++, usa as funções auxiliares incluídas na biblioteca de utilitários D3DX para criar uma matriz de mundo que inclui três rotações para orientar um modelo e uma tradução para realocá-lo em relação à sua posição no espaço mundial.

/*
 * For the purposes of this example, the following variables
 * are assumed to be valid and initialized.
 *
 * The m_xPos, m_yPos, m_zPos variables contain the model's
 * location in world coordinates.
 *
 * The m_fPitch, m_fYaw, and m_fRoll variables are floats that 
 * contain the model's orientation in terms of pitch, yaw, and roll
 * angles, in radians.
 */
 
void C3DModel::MakeWorldMatrix( D3DXMATRIX* pMatWorld )
{
    D3DXMATRIX MatTemp;  // Temp matrix for rotations.
    D3DXMATRIX MatRot;   // Final rotation matrix, applied to 
                         // pMatWorld.
 
    // Using the left-to-right order of matrix concatenation,
    // apply the translation to the object's world position
    // before applying the rotations.
    D3DXMatrixTranslation(pMatWorld, m_xPos, m_yPos, m_zPos);
    D3DXMatrixIdentity(&MatRot);

    // Now, apply the orientation variables to the world matrix
    if(m_fPitch || m_fYaw || m_fRoll) {
        // Produce and combine the rotation matrices.
        D3DXMatrixRotationX(&MatTemp, m_fPitch);         // Pitch
        D3DXMatrixMultiply(&MatRot, &MatRot, &MatTemp);
        D3DXMatrixRotationY(&MatTemp, m_fYaw);           // Yaw
        D3DXMatrixMultiply(&MatRot, &MatRot, &MatTemp);
        D3DXMatrixRotationZ(&MatTemp, m_fRoll);          // Roll
        D3DXMatrixMultiply(&MatRot, &MatRot, &MatTemp);
 
        // Apply the rotation matrices to complete the world matrix.
        D3DXMatrixMultiply(pMatWorld, &MatRot, pMatWorld);
    }
}

Depois de preparar a matriz mundial, chame o método IDirect3DDevice9::SetTransform para defini-la, especificando a macro D3DTS_WORLD para o primeiro parâmetro.

Observação

O Direct3D usa as matrizes de mundo e modo de exibição que você definiu para configurar várias estruturas de dados internas. Cada vez que você define um novo mundo ou uma matriz de exibição, o sistema recalcula as estruturas internas associadas. Definir essas matrizes frequentemente, por exemplo, milhares de vezes por quadro, é computacionalmente demorado. Você pode minimizar o número de cálculos necessários concatenando as matrizes de mundo e modo de exibição em uma matriz de exibição de mundo que você define como matriz de mundo, e, em seguida, definindo a matriz de visualização para a identidade. Mantenha cópias em cache das matrizes individuais de mundo e modo de exibição para que você possa modificar, concatenar e restaurar a matriz de mundo conforme necessário. Para maior clareza, nesta documentação, os exemplos do Direct3D raramente empregam essa otimização.

 

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