开始 3D 编程时要实现的十件事
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开始 3D 编程时要实现的十件事。
引言
开始 3D 编程并非易事。有很多新东西需要学习，从选择编程语言到选择正确的 3D 建模软件，种类繁多。
当你完成这些事情后，无论使用何种语言和渲染引擎，都可以认为自己在这方面已是半个专家。
- 构建自己的自定义图形初始化函数
如今，由于 3D 引擎和平台的种类繁多，这项任务总是被委托给它们。我还记得那些不得不通过所有窗口函数初始化 openGL 的日子，以及如何自己管理窗口句柄和资源加载。这有助于理解内部工作原理，并让你更深入地理解自己正在做什么。我的建议是开始查看 NEHE 教程，其中在第一章有一个用 C 和 windows API 编写的图形初始化函数。如果这对你来说太难，你应该看看 C++ 等效函数，或者尝试将其移植到 C#、Java 或 Python 等托管语言。网上有很多例子。
- 实现自己的相机
你可以从网上复制粘贴相机代码并使用它而不会遇到大问题，但直到你自己从头开始制作相机，你才能完全理解诸如向量处理、变换矩阵、角度转换等概念。你应该从编写第一人称射击 (FPS) 相机开始；它包含了让你准备就绪所需的一切。之后，如果你想制作自己的游戏但又不能使用它，我建议你阅读这篇文章，以了解最适合你需求的相机类型。
- 理解主要的 3D 概念
刚开始时，我开始听到很多新词，比如抗锯齿、各向异性过滤、遮挡剔除、z 缓冲、alpha 测试、着色器语言、凹凸贴图等。也许如果你是个游戏玩家，在配置游戏图形设置时见过其中一些。确保花些时间阅读这些内容，因为它将为你提供 3D 编程的概览。
- 学习所有关于向量和矩阵的知识
这一点总是被低估。我强烈建议，为了正确管理相机、地形跟随、射线追踪等，你应该了解有关这方面的一切。你还应该学习基础的三角学。现在我明白了，如果我只花几个小时学习这方面的内容，我的生活会多么轻松。
- 自己编写 3D 模型加载器
我建议从 .OBJ 文件或 .STL 文件开始，因为它们是 ASCII 格式表示。之后，你可以转向其他更复杂的格式，如 .3DS。通过这样做，你不仅能更多地了解 3D 模型是如何保存的，你还将以原始方式绘制它们：三角形，然后你就会理解图形引擎中的一切是如何绘制的。
- 成功制作自己的碰撞算法
绘制一个世界是一回事，管理其几何图形是另一回事。在 3D 世界中没有物理定律，你必须自己创建它们。如果你不希望一个物体穿过墙壁，那么你必须创建墙壁的内部几何表示，并自己进行所有计算。有几种处理碰撞的方法；我建议从迷宫项目中的二进制碰撞开始。请参考这个链接获取更多信息。
- 实现一个小粒子引擎
当我发现 3D 游戏中看到的火、烟、某些光照和其他令人惊叹的效果都是由粒子组成的，而粒子本质上是朝向摄像机的纹理平面时，我感到很失望。你添加的粒子越多，效果看起来越逼真，但性能也越受损。我制作的第一个粒子引擎是火箭烟雾，我没有看粒子引擎教程就完成了。后来，我意识到我重复造轮子了，但我真的很喜欢这个。通过完成这项工作，你将理解粒子发射器、粒子行为和公告板技术等概念。
- 学习 3D 建模软件的基础知识
为了修改你想要在应用程序中使用的 3D 模型，你应该至少了解诸如平移、缩放、旋转、纹理贴图、导出到其他格式以及制作简单模型等操作。如果你不这样做，你将不得不依赖他人来制作你的第一个游戏。我使用过几种建模软件，我强烈推荐 3D Max 或 Maya。
- 加载和播放动画
加载和正确播放动画是我做过的 3D 中最难的事情。我不得不对 3D max 的 .XAF 文件进行逆向工程。我还不得不学习骨骼层次、矩阵插值等内容。最后，看到自己的模型能够自己移动是非常令人欣慰的。我建议从制作机器人动画开始，因为像动物和人这样的模型需要另一种称为蒙皮的技术。
- 编写一个 2D 自定义图形用户界面 (GUI)
当我开始用 XNA 编程时，我不得不自己构建 GUI，因为 XNA 没有实现任何窗口控件。这给了我两样东西：一是制作自定义 GUI 控件的能力，二是理解了事件处理和事件捕获等概念。这并不容易，我制作的最难的控件是
listbox，但一旦制作完成，你就可以在任何地方使用它。
我确信当你完成这十件事时，你可以说你已经掌握了 3D 编程的基础知识。我写这篇文章是因为我花了很多精力才完成它们，并且希望每个人在开始这个世界时都能有一个小小的指导。我的建议是开始制作一个小游戏，并在进行中尝试调整它们。我认为这是最好的方法，因为在无法看到实际效果的情况下学习所有这些内容并不太有动力。如果你喜欢这篇小文章，请在下方投票或留言。
历史
- 2011 年 9 月 9 日：初始版本