WPF的三维变换应用

本主题描述如何向 Windows Presentation Foundation (WPF) 图形系统中的三维模型应用变换。开发人员可以借助于变换功能来对模型进行重定位、调整大小和重定向，而无需更改用来定义模型的基值。

三维坐标空间
Windows Presentation Foundation (WPF) 中的三维图形内容封装在 Viewport3D 元素中，该元素可以参与二维元素结构。该图形系统将 Viewport3D 视为一个像 Windows Presentation Foundation (WPF) 中的许多其他元素一样的二维可视化元素。Viewport3D 充当三维场景中的一个窗口（视区）。更准确地说，它是三维场景所投影到的图面。 尽管可以将 Viewport3D 与其他二维绘图对象用在同一个场景关系图中，但是不能在 Viewport3D 中渗透二维和三维对象。以下讨论中所描述的坐标空间包含在 Viewport3D 元素中。

二维图形的 Windows Presentation Foundation (WPF) 坐标系将原点定位在呈现图面（通常是屏幕）的左上角。在二维系统中，x 轴上的正值朝右增加，y 轴上的正值朝下增加。但是，在三维坐标系中，原点位于屏幕的中心，x 轴上的正值朝右增加，但是 y 轴上的正值朝上增加，z 轴上的正值从原点向外朝向观察者增加。

坐标系比较

由这些轴定义的空间是三维对象在 Windows Presentation Foundation (WPF) 中的固定参考框架。当您在该空间中生成模型并创建光源和照相机以查看这些模型时，一定要在向每个模型应用变换时，将固定参考框架或“全局空间”与您为该模型创建的局部参考框架区分开。另请记住，根据光源和照相机设置，全局空间中的对象可能会看上去完全不同或者根本不可见，但是照相机的位置不会改变对象在全局空间中的位置。

变换模型
当您创建模型时，它们在场景中具有特定的位置。为了在场景中移动、旋转这些模型或者更改这些模型的大小而更改用来定义模型本身的顶点是不切实际的。相反，正如在二维对象中一样，您可以向模型应用变换。

每个模型对象都有一个可用来对模型进行移动、重定向或调整大小的 Transform 属性。当您应用变换时，实际上是按照由变换功能指定的向量或值（以适用者为准）来偏移模型的所有点。换言之，您已经变换了在其中定义模型的坐标空间（“模型空间”），但是，您尚未更改在整个场景的坐标系（“全局空间”）中构成模型几何形状的值。

平移变换
三维变换继承自抽象基类 Transform3D；这些变换包括仿射变换类 TranslateTransform3D、ScaleTransform3D 和 RotateTransform3D。Windows Presentation Foundation (WPF) 三维系统还提供一个 MatrixTransform3D 类，使用该类，可以用更简明的矩阵操作来指定同样的变换。

TranslateTransform3D 沿着您用 OffsetX、OffsetY 和 OffsetZ 属性指定的偏移向量所指示的方向来移动 Model3D 中的所有点。例如，假设立方体的一个顶点位于 (2,2,2)，则偏移向量 (0,1.6,1) 会将该顶点 (2,2,2) 移到 (2,3.6,3)。该立方体的顶点在模型空间中仍位于 (2,2,2)，但是现在，该模型空间与世界空间的关系已经发生改变，因此，模型空间中的 (2,2,2) 是世界空间中的 (2,3.6,3)。

带有偏移的平移

下面的代码示例演示如何应用平移。

缩放变换
ScaleTransform3D 沿着指定的缩放向量，相对于中心点来更改模型的比例。可以指定等比缩放，即在 X、Y 和 Z 轴上将模型缩放同样的值来按比例更改模型的大小。例如，将该变换的 ScaleX、ScaleY 和 ScaleZ 属性设置为 0.5 会将此模型二等分；将这些属性设置为 2 会将此模型在所有这三个轴上的值放大一倍。

ScaleVector 示例

通过指定非等比变换（X、Y 和 Z 值不相等的缩放变换），可以使模型在一个或两个维度上拉伸或收缩，而不会影响其他维度。例如，如果将 ScaleX、ScaleY 和 ScaleZ 分别设置为 1、2 和 1，