JLI Spieleprogrammierung

[RebornX]

Hi,

ich lerne ja grade DirectX mit dem Buch von Christian Rousselle und ich denke ich eröffne mal einen thread in dem ich all meine Fragen zu DirectX stelle, weil ich glaube, dass das ziemlich viele werden (DirectX ist ja kein Kinderspiel^^ und schon gar nicht wenn man es komplett alleine lernt ohne Ausbildung und so ^^).

Hier sind schon mal ein paar Fragen:

D3DXMATRIX:
Die D3DXMATRIX wird ja in verschiedenen Bereichen verwendet^^
D3DXMATRIX wird für die Kameraposition, für den Sichtkegel der Kamera und für das Verschieben und Skalieren von 3D Objekten verwendet.
Also ist D3DXMATRIX eine Universal-Struktur für das verschieben und skalieren von irgendwelchen Direct3D Objekten zuständig, oder?
Sehe ich das richtig so ??
Und kann man mit D3DXMATRIX auch die Position einer Lichtquelle verändern??

D3DXMatrixMultiply
D3DXMatrixMultiply kann doch 2 Matrizen (also zwei Bewegungen) in eine D3DXMATRIX-Struktur packen. darf man dann auch noch diese gepackte D3DXMATRIX-Struktur mit einer weiteren D3DXMATRIX-Struktur zusammenpacken??

Und im buch wird eine Funktion MoveCamera gezeigt:

[Hazel]

Die View-Matrix stellt die Position und Richtung der "Kamera" dar. Stell dir das vor wie ein Koordinatensystem in dem Welt-Koordinatensystem..

Durch die Multiplikation werden die Objektepositionen so verschoben/skaliert/... als würde man sie durch die Kamera sehen.

Relevante Links:
http://de.wikipedia.org/wiki/Matrix_%28Mathematik%29
http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/bb197901.aspx
http://www.programmersheaven.com/2/world-view
http://www.senocular.com/flash/tutorials/transformmatrix/
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[Jonathan_Klein]

Hehe. Matrizen haben überhaupt kein bisschen was mit DirectX zu tun. Das ist pure Mathematik.
Du solltest dich ein wenig mit den Grundlagen vertraut machen, ich kenne nur leider zur Zeit kein schönes Tutorial für Matrizen.

Grob gesagt, eine Matrix verändert einen Vektor. Es gibt eine ganze Reihe von Möglichkeiten, in 3D sind halt ein paar wichtig, wie Rotation, Skalation, Translation (drehen, Größe ändern, verschieben auf Deutsch) sowie Projektion (hm, schwer zu erklären).

Man kann 2 Matrizen multiplizieren, und erhält wieder eine Matrix. Diese auf einen Vektor angewand hat den selben Effekt, als hätte man die ursprünglichen Matrizen nacheinander auf den Vektor angewandt.

Alles funktioniert im Prinzip nur mit Matrizen. Du hast einen Würfel, davon hast du die Eckpunkte (x/y/z). Du nimmst mehrere Matrizen, multiplizierst diese und hast am Ende eine Matrix, die du mit jedem Punkt des Würfels multiplizierst um die Position am Bildschirm jedes Eckpunktes zu bestimmen. Dabei interessieren erstmal nur x und y Koordinate, da der Bildschirm flach ist, also wird der z Wert erstmal ignoriert (der wird später aber wieder sehr wichtig).

Matrizen sind also unglaublich mächtig, man muss prinzipiell nicht genau wissen, wie sie funktionieren, solange man weiß das man durch geschickte Kombination einzelner Matrizen beinahe alles erreichen kann.

Also: Ja, prinzipiell kann man alles mit Matrizen machen. Und sogar Dinge, die du dir jetzt noch gar nicht vorstellen kannst
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[RebornX]

Nagut ^^ dann habe ich hier schonma die nächste frage:

http://www.imagespell.com/show.php?id=15607152c1c06c088b2f71a727424a5e.png

Also ich soll die neuen punkte berechnen, wenn ich zum beispiel nicht in die z/x richtung gehen will, sondern irgendwo dazwischen.

Im Buch steht, dass das mithilfe dieser rechnungen geht:

[DirectXer]

das ist immer eine frage, wie du den Winkel m_fRotAngleY definierst. Du musst dabei z.B. die Richtung, den Startpunkt vorher festlegen. Je nachdem wie du dies tust, vertauschen sich manchmal sin und cos bzw. + und -. Auf deinem Bild z.B. ist es ein Unterschied, ob die y-Achse nun zu dir oder von dir weg zeigt. Die Rotationsrichtung dreht sich dabei um.

Ein kleines Beispiel dazu: Du rotierst auf dem bild von deiner richtung aus gegen den Uhrzeigersinn. Zeigt die y-Achse hier nun auf dich, würde es sich um ein rechtshändiges Koordinatensystem handeln, wie in OpenGL gerechnet wird. Ziegt sie dagegen von dir weg, handelt es sich um ein lh. System, wie es in DirectX benutzt wird. Da gibt es dann auch Unterschiede in der Rechnung.

Dein Beispiel mit m_vPosition bezieht sich also auf DX, das Bild aber auf OpenGL. Daher der kleine Unterschied.

Gruß DXer

[RebornX]

oO ich versuche es... aba ich kanns mir nicht bildlich vorstellen ^^
Also bei einem rechtsseitigen Koordinatensystem ist Z weiter hinten größer als vorne...

Und wenn ich da jetzt vom Nullpunkt aus in die x richtung gucke und mich dann um 30° gegen den Uhrzeigersinn drehe gucke ich ja weiter in die z Richtung und rein mathematisch gesehen habe ich mich dann auch um +30° gedreht ^^

Und das passt doch alles zum rechtsseitigen Koordinatensystem ???
Und zu meiner Zeichnung passt es doch auch ??

Sry ^^ ich verstehe das noch nicht so richtig ^^

//edit: Und noch ne Frage habe ich ^^
Wenn sich die kamera einmal um die eigene Achse dreht, dann steht in der variable m_fRotAngleY nicht 360 sondern 2 x pi , also 6,28318.... ^^ habe ich recht??

//edit2: Und noch ne Frage:
http://nopaste.com/p/af51nTetT
Dieser Funktion wird immer nur EIN key übergeben^^ Aber warum kann ich dann im Spiel gehen und mich dann auch noch gleichzeitig drehen ???
Und warum hat er hier &-Operatoren verwendet und nicht einfach Vergleiche == gemacht ??

//edit3: Und noch ne frage xD
http://nopaste.com/p/alKAjDZe5
Warum macht er das hier so kompliziert mit

[DirectXer]

[RebornX]

[DirectXer]

Zu dem Koordinatensystem, da gibt es eine ganz einfache Hilfe:
lh. system: nimm deine linke Hand und bilde damit ein Koordinatensystem (Daumen = x-Achse, Zeigefinger = y-Achse und Mittelfinger = z-Achse). Das heißt übr. auch genau deshalb linkshändiges Koordinatensystem. Rotationen mit einem positiven Winkel gehen immer im Uhrzeigersinn, wenn du auf die Achse draufschaust (also die Achse zeigt auf dich).
Bsp: Willst du einen Pfeil der in Richtung der x-Achse zeigt (nimm einfach [2,0,0]) um +90° um die y-Achse drehen, dann drehe deine Hand so, dass du von oben auf die y-Achse schaust (dein Zeigefinger zeigt auf dich). Dann drehst du im Uhrzeigerseinn etwas um diese Achse. Dein Vektor [2,0,0] würde nach der Rotation in Richtung der negativen z-Achse zeigen: [0,0,-2].
Das ganze klappt natürlich auch für ein rechtshändiges system, wenn du die rechte hand nutzt. Du baust damit wiedre so ein Gebilde auf, nur drehst die Hand jetzt so, dass dein Mittelfinger auf dicht zeigt. Der Unterschied zwischen lh und rh ist also nur die Richtung der z-Achse. Positive Winkel drehen immer im, negative gegen den Uhrzeigersinn.

[RebornX]

Oh man ich weiß nicht warum eh... Aba bei mir wird die gegenkathete immernoch mit sinus berechnet auch wenn ich im Minusbereich bin ^^
Guck ma: http://www.imagespell.com/show.php?id=9b13a2f86d0a3adef2d55aa5d17060ff.png
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[Hazel]

[RebornX]

Nagut dann nehme ich das jetzt einfach mal so, obwohl ich es nicht verstehe ^^...

Dann habe ich mal eine andere Frage:

Matrizen
Inzwischen habe ich mitgekriegt das Matrizen eigentlich gar nix mit DirectX zu tun haben, sondern pure mathematik ist.
Matrizen sind im Prinzip Tabellen die mehrere Gleichnungen enthalten und angeblich auch übersichtlicher sein sollen als normale gleichnungen.
Diese kann man mit bestimmten Rechenverfahren mit anderen Matrizen kombinieren und so erhällt man dann neue Matrizen, die dann das gewünschte Ergebnis erzielen (zB. einen Würfel einen Schritt nach vorn versetzten).
Habe ich das soweit richtig verstanden?
Muss ich diese ganzen Rechenverfahren kennen?

Einer im IRC hat gesagt das ich wissen muss was ne Rotationsmatrix ist, als ich ihm diese Frage mit dem Sinus und der gegenkathete da gestellt habe^^
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[The Lord of Programming]

Die Matrix an sich muss nichts mit Rechenoperationen zu tun haben. An sich ist sie mal nur eine Art Datentabelle. Eine Rechenoperation kann sich daraus ergeben, je nachdem wie die Datensätze interpretiert werden bzw. wenn du eine Matrix (teilweise) mit Variablen füllst. Die "Anwendung" dieser Matrix durch Einsetzen der gegebenen Variablen aus deiner ursprünglichen Matrix ergibt dann das Ergebnis der Rechenoperation(en).
Im Prinzip rechnest du mit diesen Tabellen von Daten nicht viel anders herum wie mit einzelnen Daten seit der 5. Klasse. Nur eben etwas komplexer.

Den einzelnen Datensätzen innerhalb der Tabellen wird nun ein bestimmter Sinn gegeben. Nur so weiß dein Programm bzw. in dem Fall DirectX am Schluss, was es mit deinen Matrizen bzw. deren einzelnen Datensätzen anfangen soll. Und innerhalb von diesem "Sinnzusammenhang" verlaufen auch die Rechenoperationen, die innerhalb dieses Zusammenhangs Translation, Rotation, Skalierung ergeben.
Die Dinger sind in sofern übersichtlicher als dass sie entweder eine Rechenoperation selbst darstellen(Beispiel: Rotationsmatrix) oder einen festen Datensatz völlig getrennt von einer Rechenoperation(Beispiel: die Ergebnisse der ganzen Transformationen, deine Worldmatrix).

Du musst denke ich nicht unbedingt wissen, wie ne Rotationsmatrix aussieht (das kannst du btw glaube ich auch in der DirectX-Hilfe nachschlagen), aber du musst wissen, was sie tut, wenn du mit ihr hantierst.


Aber am besten mal das Beispiel der Translationsmatrix:

[RebornX]

ok alles klar ^^

So jetzt muss ich wieder zu dem Problem mit dem Koordinatensystem kommen.

Das ist ja ein Linkshändiges koordinatensystem: http://www.f-lohmueller.de/pov_tut/basic/pov_axes.jpg

Soo, also habe ich mal mit der D3DXMatrixLookAtLH() funktion ein bisschen rumgespielt und festgestellt das x und y genau hier anders rum ist:

Von oben auf die Szene gucken: