Conceptos básicos de programación 3d en WPF

Durante muchos años el escribir programas que generasen modelos en 3D estaba limitado a aquellas personas que supieran tecnologías como OpenGL o DirectX y lenguajes no siempre muy sencillos de usar como C++. En WPF se inicia un nuevo panorama en la programación de modelos tridimensionales de que con relativa facilidad es posible crear modelos en 3D utilizando clases predefinidas que trae el .NET Framework desde luego pudiendo ser uso de los lenguajes de programación como C# y VB o o bien utilizando el XAML.

El sistema de gráficos de tercera dimensión de Windows Presentation Foundation se encuentra completamente integrado al sistema de graficos 2D y todos los elementos y primitivas visuales que son válidos en el entorno 2D también serán válidos en el trabajo en tercera dimensión, por ejemplo sabemos que para generar un gradiente utilizamos el elemento . De la misma manera podemos utilizar la misma técnica para generar una textura que tiene cualquier objeto generado en tercera dimensión con el mismo método sin necesidad de aprender algo nuevo.

Esto representa una gran ventaja para los desarrolladores toda vez que no es necesario aprender un lenguaje diferente u objetos distintos para manejo de gráficos de tercera dimensión si no que es posible reutilizar todo el conocimiento adquirido con el dibujo 2D y simplemente aprender a algunos conceptos nuevos propios del modelo de 3D.

Generando un objeto 3D con WPF

1) El elemento ViewPort3D nos brinda la capacidad de dibujar una escena tridimensional en una superficie de dos dimensiones.

Este elemento expone la colección Children que es una colección de objetos ModelVisual3D dentro de los cuales implementaremos nuestras escenas tridimensionales. El código requerido es el siguiente

2) Dentro del elemento ModelVisual3D podemos especificar cualquier dibujo que deseemos. Sin embargo a diferencia de los gráficos en dos dimensiones donde existen primitivas predefinidas para dibujar objetos como elipses o rectángulos, en el mundo de 3D únicamente contamos con una clase denominada MeshGeometry3D en la cual es posible especificar un conjunto de vértices de triángulos mediante la propiedad Positions. Esto se debe a que cualquier dibujo tridimensional es posible describirlo con triángulos. Recordemos lo que sucede en los juegos de video: cuando hacemos un acercamiento fuerte alguna escena tridimensional podemos apreciar que las puntas y contornos de los objetos se tornan triangulares, esto se debe a que muchos objetos de los videojuegos, al igual que en WPF, son conjuntos de triángulos, que mediante su composición dan la sensación de un objeto tridimensional.

Regresando a nuestro ejemplo una vez que hemos definido nuestra superficie de dibujo procederemos a utilizar la propiedad ModelVisual3D.Content para dentro de la misma especificar un MeshGeometry3D, en este caso con las posiciones establecidas estaremos generando un cuadrado

4) Dentro del mundo de tercera dimensión los objetos cambian de apariencia desde el punto de vista de quien observa al objeto. En WPF especificamos este punto de vista haciendo uso de los objetos que heredan de ProjectionCamera.

Controlamos a nuestras cámaras como si en verdad la cámara estuviera posicionada en el espacio, la propiedad Position es del tipo Point3D y especifica las coordenadas en la cual se encuentra la cámara.