利用C#實現繪制出地球旋轉效果
將方形的圖像映射到正方形上似乎並沒有什麼難度,所以接下來要做的是把圖像映射到球面上。
而球的參數方程為
x=rcosϕcosθ
y=rcosϕsinθ
z=rsinϕ
由於r的值是恒定的,所以生成球的關鍵參數就是θ, φ而把地圖貼在球上就相當於把圖像坐標(x,y)映射到坐標θ,φ上。
其中地圖為
private MeshGeometry3D SetEarth(int numx, int numz, double r=3) { MeshGeometry3D mesh = new MeshGeometry3D(); double dTh = 2 * Math.PI / numx; double dPhi = Math.PI / numz; double X(double th, double phi) => r * Math.Sin(phi) * Math.Cos(th); double Y(double th, double phi) => r * Math.Sin(phi) * Math.Sin(th); double Z(double phi) => r * Math.Cos(phi); // Make the points. for (int i = 0; i <= numx; i++) for (int j = 0; j <= numz; j++) { var th = i * dTh; var phi = j * dPhi; mesh.Positions.Add(new Point3D(X(th, phi), Y(th, phi), Z(phi))); mesh.TextureCoordinates.Add(new Point(th, phi)); } // 生成三角形 for (int i = 0; i < numx; i++) for (int j = 0; j < numz; j++) { int i1 = i * (numz + 1) + j; int i2 = i1 + 1; int i3 = i2 + (numz + 1); int i4 = i3 - 1; mesh.TriangleIndices.Add(i1); mesh.TriangleIndices.Add(i2); mesh.TriangleIndices.Add(i3); mesh.TriangleIndices.Add(i1); mesh.TriangleIndices.Add(i3); mesh.TriangleIndices.Add(i4); } return mesh; }
生成的地球為
如果生成之後地球躺平瞭,可以調整一下LookDirection。
如果僅僅是這樣,那顯然是不行的,因為隻看到一個二維的圓形,無法讓人覺得這是個地球,接下來就要讓這個球轉起來。
方法是新建一個Timer,
public MainWindow() { InitializeComponent(); initialize3D(); timer.Interval = TimeSpan.FromMilliseconds(5); timer.Tick += Timer_Tick; timer.Start(); }
然後隨著時間而旋轉
double thAngle = 0; private void Timer_Tick(object? sender, EventArgs e) { thAngle = thAngle > Math.PI ? 0 : thAngle + 0.1; Rotation3D rotation = new AxisAngleRotation3D(new Vector3D(0,0,1), thAngle); var rot = new RotateTransform3D(rotation, new Point3D(0,0,0)); Point3D[] pts = mesh.Positions.ToArray(); rot.Transform(pts); mesh.Positions = new Point3DCollection(pts); }
結果為
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