三维计算机图形可在平面显示器上提供三维物体的印象。 这样的物体，以及观察者的位置可随时间变化。 相应地，二维图像也应变化，从而生成图像深度的错觉，即，它应该支持旋转、缩放、光照变化、等等。 MQL5 允许利用 DirectX 函数 在 MetaTrader 5 终端里直接创建和管理计算机图形。 请注意，您的显卡应支持 DX 11 和 Shader Model 5.0 才能正常工作。
若要在平面空间上绘制三维物体，应首先得到 X、Y 和 Z 轴坐标上的物体模型。 这意味着物体表面上的每个点均要以特定坐标定义。 理想情况下，需要定义物体表面上的无数个点，从而在缩放图像时保持品质。 实际上，3D 建模是以多边形组成的网模来定义。 多边形端点越多，则网模越详尽，提供的模型越加真实。 然而，计算这样的模型和渲染 3D 图形需要更多的计算机资源。
以茶壶模型作为多边形网模。
早期的计算机图形不得不在较弱的图形卡上运行，故将多边形切分成三角形很久以前就出现了。 三角形可精确描述小表面部件的位置，以及计算相关参数，例如光照和光线反射。 这样的小三角形的集合能够创建逼真的物体三维图像。 在下文中，多边形和三角形将归并为同义词，因为想象三角形较之拥有 N 个顶点的多边形，显然容易得多。
由三角形组成的立方体。
按照三角形每个顶点的坐标定义来创建物体的三维模型，如此，即便物体移动或观察者的位置发生变化，也可以进一步计算物体每个点的坐标。 所以，我们要处理的是顶点，连接顶点的边线，以及由边线形成的表面。 如果知道三角形的位置，则可以利用线性代数定律来创建切面法线（法线是垂直于表面的向量）。 如此即可计算出切面如何光照，以及光线如何从切面反射。
简单物体的顶点、边线、切面和法线的示例。 法线是红色箭头。
物体模型能够以不同方式来创建。 拓扑学描述了多边形如何形成 3D 网模。 良好的拓扑结构允许利用最少数量的多边形来描绘对象，并可令物体的移动和旋转更加容易。
两种拓扑中的球面模型。
在物体多边形上利用光影来创建体积效果。 因此，3D 计算机图形的目的是计算物体每个点的位置，计算光线明暗，并将其显示在屏幕上。
我们编写一个创建立方体的简单程序。 利用 3D 图形库中的 CCanvas3D 类。
渲染 3D 窗体的 CCanvas3DWindow 类拥有最少的成员和方法。 我们将逐步添加新方法，并针对操控 DirectX 函数中所实现的 3D 图形概念加以解释。
//+------------------------------------------------------------------+ //| Application window | //+------------------------------------------------------------------+ class CCanvas3DWindow { protected: CCanvas3D m_canvas; //--- canvas size int m_width; int m_height; //--- the Cube object CDXBox m_box; public: CCanvas3DWindow(void) {} ~CCanvas3DWindow(void) {m_box.Shutdown();} //-- create a scene virtual bool Create(const int width,const int height){} //--- calculate the scene void Redraw(){} //--- handle chart events void OnChartChange(void) {} };
场景的创建要从创建画布开始。 然后为投影矩阵设置以下参数：
这意味着仅在投影矩阵中渲染物体处于两堵虚构墙面（0.1f 和 100.f）之间的部分。 另外，物体必须落入视角的水平 30 度夹角。 请注意，距离以及计算机图形中的所有坐标都是虚构的。 重要的是距离和大小之间的相对关系，而不是绝对值。
//+------------------------------------------------------------------+ //| Create | //+------------------------------------------------------------------+ virtual bool Create(const int width,const int height) { //--- save canvas dimensions m_width=width; m_height=height; //--- create a canvas to render a 3D scene ResetLastError(); if(!m_canvas.CreateBitmapLabel("3D Sample_1",0,0,m_width,m_height,COLOR_FORMAT_ARGB_NORMALIZE)) { Print("Error creating canvas: ",GetLastError()); return(false); } //--- set projection matrix parameters - angle of view, aspect ratio, distance to the near and far clip planes m_canvas.ProjectionMatrixSet((float)M_PI/6,(float)m_width/m_height,0.1f,100.0f); //--- create cube - pass to it the resource manager, scene parameters and coordinates of two opposite corners of the cube if(!m_box.Create(m_canvas.DXDispatcher(),m_canvas.InputScene(),DXVector3(-1.0,-1.0,5.0),DXVector3(1.0,1.0,7.0))) { m_canvas.Destroy(); return(false); } //--- add the cube to the scene m_canvas.ObjectAdd(&m_box); //--- redraw the scene Redraw(); //--- succeed return(true); }
创建投影矩阵后，我们可以继续构建 3D 物体 — 基于 CDXBox 类的立方体。 为了创建一个立方体，指定立方体两个对角的顶点即可。 通过在调试模式下观察立方体的创建，您可以看到 DXComputeBox() 中所发生的情况：创建立方体的所有顶点（它们的坐标已写入 “vertices” 数组），以及把立方体边线切分为三角形，列举并保存在 “indiсes” 数组当中。 立方体总共有 8 个顶点，6 个切面切分为 12 个三角形，这些三角形顶点列举为 36 个索引。
尽管立方体只有 8 个顶点，但由于要为 6 个切面中的每条法线指定单独的顶点集合，所以创建了 24 个顶点来描述它们。 法线方向会影响每个切面的光照计算。 三角形顶点在索引中的列举顺序决定了可见的三角形边线。 在 DXUtils.mqh 代码里展示了顶点和索引的填充顺序：
for(int i=20; i<24; i++) vertices[i].normal=DXVector4(0.0,-1.0,0.0,0.0);
在同一代码里为每个切面的纹理映射定义了纹理坐标：
//--- texture coordinates for(int i=0; i<faces; i++) { vertices[i*4+0].tcoord=DXVector2(0.0f,0.0f); vertices[i*4+1].tcoord=DXVector2(1.0f,0.0f); vertices[i*4+2].tcoord=DXVector2(1.0f,1.0f); vertices[i*4+3].tcoord=DXVector2(0.0f,1.0f); }
4 个切面顶点中的每一个都设置了 4 个角度的纹理映射。 这意味着每个立方体切面在渲染纹理时都会映射一小队结构。 当然，只在设置纹理的情况下才需要这样做。
每次切换 3D 场景时，都应重新执行所有计算。 这是所需计算的顺序：
//+------------------------------------------------------------------+ //| Update the scene | //+------------------------------------------------------------------+ void Redraw() { //--- calculate the 3D scene m_canvas.Render(DX_CLEAR_COLOR|DX_CLEAR_DEPTH,ColorToARGB(clrBlack)); //--- update the picture on the canvas in accordance with the current scene m_canvas.Update(); }
在我们的示例中，立方体仅创建一次，且不会再更改。 所以，仅当图表中有变化，诸如调整图表大小时，才需要更改画布上的框架。 在这种情况下，画布维度将调整为当前图表维度，投影矩阵被重置，而画布上的图像亦被更新。
//+------------------------------------------------------------------+ //| Process chart change event | //+------------------------------------------------------------------+ void OnChartChange(void) { //--- get current chart sizes int w=(int)ChartGetInteger(0,CHART_WIDTH_IN_PIXELS); int h=(int)ChartGetInteger(0,CHART_HEIGHT_IN_PIXELS); //--- update canvas dimensions in accordance with the chart size if(w!=m_width || h!=m_height) { m_width =w; m_height=h; //--- resize canvas m_canvas.Resize(w,h); DXContextSetSize(m_canvas.DXContext(),w,h); //--- update projection matrix in accordance with the canvas sizes m_canvas.ProjectionMatrixSet((float)M_PI/6,(float)m_width/m_height,0.1f,100.0f); //--- recalculate 3D scene and render it onto the canvas Redraw(); } }
启动 "Step1 Create Box.mq5" EA。 您在黑色背景上会看到一个白色正方形。 默认情况下，创建时物体的颜色设置为白色。 尚未设置光照。
白色立方体及其空间布局
X 轴指向右侧，Y 轴指向上方，Z 轴指向 3D 场景内里。 这种坐标系称为左手系。
立方体的中心位于以下坐标 X=0，Y=0，Z=6 的点上。 从我们的观察来看，立方体位于坐标中心，这是默认值。 如果您要更改 3D 场景的观察点位置，需利用 ViewPositionSet() 函数显性设置相应的坐标。
为了结束程序操作，请按 “Escape（退出）”健。
若为制作场景动画，我们需启用围绕 Z 轴的立方体旋转。 为此，添加一个计时器 — 基于其事件，立方体将以逆时针旋转。
利用 DXMatrixRotationZ() 方法创建一个按给定角度围绕 Z 轴旋转的矩阵。 然后将其作为参数传递给 TransformMatrixSet() 方法。 如此即可更改立方体在 3D 空间中的位置。 再者，调用 Redraw() 刷新画布上的图像。
//+------------------------------------------------------------------+ //| Timer handler | //+------------------------------------------------------------------+ void OnTimer(void) { //--- variables for calculating the rotation angle static ulong last_time=0; static float angle=0; //--- get the current time ulong current_time=GetMicrosecondCount(); //--- calculate the delta float deltatime=(current_time-last_time)/1000000.0f; if(deltatime>0.1f) deltatime=0.1f; //--- increase the angle of rotation of the cube around the Z axis angle+=deltatime; //--- remember the time last_time=current_time; //--- set the angle of rotation of the cube around the Z axis DXMatrix rotation; DXMatrixRotationZ(rotation,angle); m_box.TransformMatrixSet(rotation); //--- recalculate 3D scene and render it onto the canvas Redraw(); }
启动后，您会看到一个旋转的白色正方形。
立方体绕 Z 轴逆时针旋转
该示例的源代码在文件 “Step2 Rotation Z.mq5” 中提供。 请注意，创建场景时现已指定了角度 M_PI/5，该角度大于前一个示例的角度 M_PI/6。
//--- set projection matrix parameters - angle of view, aspect ratio, distance to the near and far clip planes m_matrix_view_angle=(float)M_PI/5; m_canvas.ProjectionMatrixSet(m_matrix_view_angle,(float)m_width/m_height,0.1f,100.0f); //--- create cube - pass to it the resource manager, scene parameters and coordinates of two opposite corners of the cube
然而，场景里的立方体维度在视觉上较小。 设置投影矩阵时指定的视角越小，则物体边框占据的部分越大。 这好比用望远镜观看物体：尽管视角较小，但物体较大。
CCanvas3D 类拥有三个设置重要 3D 场景参数的方法，这些方法相互关联：
所有这些参数会被组合使用 — 这意味着，如果您要在 3D 场景中设置这些参数中的任何一个，则其他两个参数也必须要初始化。 至少应在场景生成阶段完成此操作。 这一点在下面的示例中有所展示，其框架的上边框左右摆动。 摆动是在 Create() 方法中添加以下三行代码来实现的：
//+------------------------------------------------------------------+ //| Create | //+------------------------------------------------------------------+ virtual bool Create(const int width,const int height) { .... //--- add the cube to the scene m_canvas.ObjectAdd(&m_box); //--- set the scene parameters m_canvas.ViewUpDirectionSet(DXVector3(0,1,0)); // set the direction vector up, along the Y axis m_canvas.ViewPositionSet(DXVector3(0,0,0)); // set the viewpoint from the center of coordinates m_canvas.ViewTargetSet(DXVector3(0,0,6)); // set the gaze point at center of the cube //--- redraw the scene Redraw(); //--- succeed return(true); }
修改 OnTimer() 方法令顶点左右水平摆动。
//+------------------------------------------------------------------+ //| Timer handler | //+------------------------------------------------------------------+ void OnTimer(void) { //--- variables for calculating the rotation angle static ulong last_time=0; static float max_angle=(float)M_PI/30; static float time=0; //--- get the current time ulong current_time=GetMicrosecondCount(); //--- calculate the delta float deltatime=(current_time-last_time)/1000000.0f; if(deltatime>0.1f) deltatime=0.1f; //--- increase the angle of rotation of the cube around the Z axis time+=deltatime; //--- remember the time last_time=current_time; //--- set the rotation angle around the Z axis DXVector3 direction=DXVector3(0,1,0); // initial direction of the top DXMatrix rotation; // rotation vector //--- calculate the rotation matrix DXMatrixRotationZ(rotation,float(MathSin(time)*max_angle)); DXVec3TransformCoord(direction,direction,rotation); m_canvas.ViewUpDirectionSet(direction); // set the new direction of the top //--- recalculate 3D scene and render it onto the canvas Redraw(); }
将示例另存为 “Step3 ViewUpDirectionSet.mq5” 并运行它。 您将看到一个旋转的立方体图像，尽管它实际上是静止的。 当相机本身左右摆动时，就会得到这种效果。
顶部方向左右摆动
我们来修改代码，然后在移动相机的同时将立方体放在坐标中心。
//+------------------------------------------------------------------+ //| Create | //+------------------------------------------------------------------+ virtual bool Create(const int width,const int height) { ... //--- create cube - pass to it the resource manager, scene parameters and coordinates of two opposite corners of the cube if(!m_box.Create(m_canvas.DXDispatcher(),m_canvas.InputScene(),DXVector3(-1.0,-1.0,-1.0),DXVector3(1.0,1.0,1.0))) { m_canvas.Destroy(); return(false); } //--- set the color m_box.DiffuseColorSet(DXColor(0.0,0.5,1.0,1.0)); //--- add the cube to the scene m_canvas.ObjectAdd(&m_box); //--- set positions for camera, gaze and direction of the top m_canvas.ViewUpDirectionSet(DXVector3(0.0,1.0,0.0)); // set the direction vector up, along the Y axis m_canvas.ViewPositionSet(DXVector3(3.0,2.0,-5.0)); // set camera on the right, on top and in front of the cube m_canvas.ViewTargetSet(DXVector3(0,0,0)); // set the gaze direction at center of the cube //--- redraw the scene Redraw(); //--- succeed return(true); }
此外，将立方体染成蓝色。 颜色是以含 Alpha 通道的 RGB 格式设置（Alpha 通道在末尾），且数值已被归一化。 因此，数值 1 表示 255，而数值 0.5 表示 127。
添加围绕 X 轴的旋转，并保存修改为 “Step4 Box Color.mq5”。
旋转立方体的右上视图。
可以一次在三个方向上移动和旋转物体。 物体的所有更改均使用矩阵实现。 它们中的每一个，即旋转、移动和变换，均可分别计算。 我们来修改示例：相机视野现在从顶部到前面。
//+------------------------------------------------------------------+ //| Create | //+------------------------------------------------------------------+ virtual bool Create(const int width,const int height) { ... m_canvas.ProjectionMatrixSet(m_matrix_view_angle,(float)m_width/m_height,0.1f,100.0f); //--- position the camera in top and in front of the center of coordinates m_canvas.ViewPositionSet(DXVector3(0.0,2.0,-5.0)); m_canvas.ViewTargetSet(DXVector3(0.0,0.0,0.0)); m_canvas.ViewUpDirectionSet(DXVector3(0.0,1.0,0.0)); //--- create cube - pass to it the resource manager, scene parameters and coordinates of two opposite corners of the cube if(!m_box.Create(m_canvas.DXDispatcher(),m_canvas.InputScene(),DXVector3(-1.0,-1.0,-1.0),DXVector3(1.0,1.0,1.0))) { m_canvas.Destroy(); return(false); } //--- set the cube color m_box.DiffuseColorSet(DXColor(0.0,0.5,1.0,1.0)); //--- calculate the cube position and the transfer matrix DXMatrix rotation,translation; //--- rotate the cube sequentially along the X, Y and Z axes DXMatrixRotationYawPitchRoll(rotation,(float)M_PI/4,(float)M_PI/3,(float)M_PI/6); //-- move the cube to the right/downward/inward DXMatrixTranslation(translation,1.0,-2.0,5.0); //--- get the transformation matrix as a product of rotation and transfer DXMatrix transform; DXMatrixMultiply(transform,rotation,translation); //--- set the transformation matrix m_box.TransformMatrixSet(transform); //--- add the cube to the scene m_canvas.ObjectAdd(&m_box); //--- redraw the scene Redraw(); //--- succeed return(true); }
依次创建旋转矩阵和转换矩阵，应用生成的变换矩阵，并渲染立方体。 将修改保存在 "Step5 Translation.mq5"，并运行它。
立方体的旋转和运动
依旧是相机，从上方稍微指向坐标中心。 立方体在三个方向上旋转，并向右、向下和向场景内偏移。
为了获得逼真的三维图像，必须计算物体表面上每个点的光照。 这可利用 Phong 着色模型来完成，该模型计算以下三个光照成份的颜色强度：环境、漫反射和镜面反射。 在此采用以下参数：
Phong 着色模型
光照模型在标准着色器中实现，模型参数在 CCanvas3D 中设置，物体参数在 CDXMesh 及其子类中设置。 如下所示修改示例：
//--- set yellow color for the source and direct it from above downwards m_canvas.LightColorSet(DXColor(1.0,1.0,0.0,0.8f)); m_canvas.LightDirectionSet(DXVector3(0.0,-1.0,0.0)); //--- set the blue color for the ambient light m_canvas.AmbientColorSet(DXColor(0.0,0.0,1.0,0.4f)); //--- create cube - pass to it the resource manager, scene parameters and coordinates of two opposite corners of the cube if(!m_box.Create(m_canvas.DXDispatcher(),m_canvas.InputScene(),DXVector3(-1.0,-1.0,-1.0),DXVector3(1.0,1.0,1.0))) { m_canvas.Destroy(); return(false); } //--- set the white color for the cube m_box.DiffuseColorSet(DXColor(1.0,1.0,1.0,1.0)); //--- add green glow for the cube (emission) m_box.EmissionColorSet(DXColor(0.0,1.0,0.0,0.2f));
请注意，在 Canvas3D 中未设置定向光源的位置，而是仅给出了光照的传播方向。 定向光源被认为是无限远的，且照亮场景的是严格的平行光线。
m_canvas.LightDirectionSet(DXVector3(0.0,-1.0,0.0));
此处，光线传播矢量沿 Y 轴指向负数值方向，即从顶部向下。 甚或，如果您为定向光源设置了参数（LightColorSet 和 LightDirectionSet），则还必须指定环境光的颜色（AmbientColorSet）。 默认情况下，环境光的颜色设置为强度最大的白色，因此所有阴影均为白色。 这意味着场景中的物体会被环境光染成白色泛光，而定向光源将被白光打断。
//--- set yellow color for the source and direct it from above downwards m_canvas.LightColorSet(DXColor(1.0,1.0,0.0,0.8f)); m_canvas.LightDirectionSet(DXVector3(0.0,-1.0,0.0)); //--- set the blue color for the ambient light m_canvas.AmbientColorSet(DXColor(0.0,0.0,1.0,0.4f)); // must be specified
下面的 gif 动画展示了添加光照后的图像变化。 该示例的源代码在文件 “Step6 Add Light.mq5” 中提供。
白色立方体，在黄色光源，，蓝色环境光下发出绿光
尝试屏蔽上面代码中的颜色方法，看看它是如何工作的。
动画意味着场景参数和物体随时间变化。 可以根据时间或事件更改任何可用的属性。 将计时器设置为 10 毫秒 — 此事件将影响场景的刷新：
int OnInit() { ... //--- create canvas ExtAppWindow=new CCanvas3DWindow(); if(!ExtAppWindow.Create(width,height)) return(INIT_FAILED); //--- set timer EventSetMillisecondTimer(10); //--- return(INIT_SUCCEEDED); }
将相应的事件处理程序添加到 CCanvas3DWindow。 我们需要更改物体参数（诸如旋转、移动和缩放）和光照方向：
//+------------------------------------------------------------------+ //| Timer handler | //+------------------------------------------------------------------+ void OnTimer(void) { static ulong last_time=0; static float time=0; //--- get the current time ulong current_time=GetMicrosecondCount(); //--- calculate the delta float deltatime=(current_time-last_time)/1000000.0f; if(deltatime>0.1f) deltatime=0.1f; //--- increase the elapsed time value time+=deltatime; //--- remember the time last_time=current_time; //--- calculate the cube position and the rotation matrix DXMatrix rotation,translation,scale; DXMatrixRotationYawPitchRoll(rotation,time/11.0f,time/7.0f,time/5.0f); DXMatrixTranslation(translation,(float)sin(time/3),0.0,0.0); //--- calculate the cube compression/extension along the axes DXMatrixScaling(scale,1.0f+0.5f*(float)sin(time/1.3f),1.0f+0.5f*(float)sin(time/1.7f),1.0f+0.5f*(float)sin(time/1.9f)); //--- multiply the matrices to obtain the final transformation DXMatrix transform; DXMatrixMultiply(transform,scale,rotation); DXMatrixMultiply(transform,transform,translation); //--- set the transformation matrix m_box.TransformMatrixSet(transform); //--- calculate the rotation of the light source around the Z axis DXMatrixRotationZ(rotation,deltatime); DXVector3 light_direction; //--- get the current direction of the light source m_canvas.LightDirectionGet(light_direction); //--- calculate the new direction of the light source and set it DXVec3TransformCoord(light_direction,light_direction,rotation); m_canvas.LightDirectionSet(light_direction); //--- recalculate the 3D scene and draw it in the canvas Redraw(); }
请注意，物体变化将应用于初始值，就像我们始终在处理立方体状态，并从草创开始相对于旋转/移动/缩放等应用所有操作一样，意即立方体的当前状态不会被保存。 不过，光源方向从当前值开始以 deltatime 为增量进行更改。
动态光源方向变化的旋转立方体。
结果是一个非常复杂的 3D 动画。 示例代码在文件 “Step7 Animation.mq5” 中提供。
我们来研究 3D 图形的最后一个动画元素，反馈用户的动作。 在我们的示例中，加入利用鼠标管理相机。 首先，订阅鼠标事件，并创建相应的处理程序：
int OnInit() { ... //--- set the timer EventSetMillisecondTimer(10); //--- enable receiving of mouse events: moving and button clicks ChartSetInteger(0,CHART_EVENT_MOUSE_MOVE,1); ChartSetInteger(0,CHART_EVENT_MOUSE_WHEEL,1) //--- return(INIT_SUCCEEDED); } void OnDeinit(const int reason) { //--- Deleting the timer EventKillTimer(); //--- disable the receiving of mouse events ChartSetInteger(0,CHART_EVENT_MOUSE_MOVE,0); ChartSetInteger(0,CHART_EVENT_MOUSE_WHEEL,0); //--- delete the object delete ExtAppWindow; //--- return chart to the usual display mode with price charts ChartSetInteger(0,CHART_SHOW,true); } void OnChartEvent(const int id,const long &lparam,const double &dparam,const string &sparam) { ... //--- chart change event if(id==CHARTEVENT_CHART_CHANGE) ExtAppWindow.OnChartChange(); //--- mouse movement event if(id==CHARTEVENT_MOUSE_MOVE) ExtAppWindow.OnMouseMove((int)lparam,(int)dparam,(uint)sparam); //--- mouse wheel scroll event if(id==CHARTEVENT_MOUSE_WHEEL) ExtAppWindow.OnMouseWheel(dparam);
在 CCanvas3DWindow 中，创建鼠标移动事件处理程序。 按住鼠标左键并移动鼠标时，它会改变相机的方向角度：
//+------------------------------------------------------------------+ //| Handle mouse movements | //+------------------------------------------------------------------+ void OnMouseMove(int x,int y,uint flags) { //--- left mouse button if((flags&1)==1) { //--- there is no information about the previous mouse position if(m_mouse_x!=-1) { //--- update the camera angle upon change of position m_camera_angles.y+=(x-m_mouse_x)/300.0f; m_camera_angles.x+=(y-m_mouse_y)/300.0f; //--- set the vertical angle in the range between (-Pi/2,Pi2) if(m_camera_angles.x<-DX_PI*0.49f) m_camera_angles.x=-DX_PI*0.49f; if(m_camera_angles.x>DX_PI*0.49f) m_camera_angles.x=DX_PI*0.49f; //--- update camera position UpdateCameraPosition(); } //--- save mouse position m_mouse_x=x; m_mouse_y=y; } else { //--- reset the saved position if the left mouse button is not pressed m_mouse_x=-1; m_mouse_y=-1; } }
这是鼠标滚轮事件的处理程序，其内更改相机和场景中心之间的距离：
//+------------------------------------------------------------------+ //| Handling mouse wheel events | //+------------------------------------------------------------------+ void OnMouseWheel(double delta) { //--- update the distance between the camera and the center upon a mouse scroll m_camera_distance*=1.0-delta*0.001; //--- set the distance in the range between [3,50] if(m_camera_distance>50.0) m_camera_distance=50.0; if(m_camera_distance<3.0) m_camera_distance=3.0; //--- update camera position UpdateCameraPosition(); }
两个处理程序均调用 UpdateCameraPosition() 方法，从而根据更新后的参数变更相机位置：
//+------------------------------------------------------------------+ //| Updates the camera position | //+------------------------------------------------------------------+ void UpdateCameraPosition(void) { //--- the position of the camera taking into account the distance to the center of coordinates DXVector4 camera=DXVector4(0.0f,0.0f,-(float)m_camera_distance,1.0f); //--- camera rotation around the X axis DXMatrix rotation; DXMatrixRotationX(rotation,m_camera_angles.x); DXVec4Transform(camera,camera,rotation); //--- camera rotation around the Y axis DXMatrixRotationY(rotation,m_camera_angles.y); DXVec4Transform(camera,camera,rotation); //--- set camera to position m_canvas.ViewPositionSet(DXVector3(camera)); }
源代码位于下面的 “Step8 Mouse Control.mq5” 文件之中。
利用鼠标控制相机位置。
纹理是应用于多边形表面，呈现图案或材质的位图图像。 利用纹理可在表面上复现小物体，若是我们用多边形来创建它们，则会需要更多资源。 例如，这可以是对石头、木材、土壤和其他材质的模仿。
CDXMesh 及其子类允许指定纹理。 在标准像素着色器中，纹理会与 DiffuseColor 一起使用。 删除对象动画，并应用石头纹理。 它应该位于终端工作目录的 MQL5\Files 文件夹当中：
virtual bool Create(const int width,const int height) { ... //--- set the white color for the non-directional lighting m_box.DiffuseColorSet(DXColor(1.0,1.0,1.0,1.0)); //--- add texture to draw the cube faces m_box.TextureSet(m_canvas.DXDispatcher(),"stone.bmp"); //--- add the cube to the scene m_canvas.ObjectAdd(&m_box); //--- redraw the scene Redraw(); //--- succeed return(true); }
石头材质的立方体。
标准库拥有 DXVertex 顶点类型，其中包含其坐标、计算光照的法线、纹理坐标和颜色。 标准顶点着色器配合顶点类型一同操作。
struct DXVertex
{
DXVector4 position; // vertex coordinates
DXVector4 normal; // normal vector
DXVector2 tcoord; // face coordinate to apply the texture
DXColor vcolor; // color
};
MQL5\Include\Canvas\DXDXUtils.mqh 辅助类型包含一套生成基本几何（顶点和索引）图元的方法，以及从 .OBJ 文件里加载 3D 几何图元的方法。
加入创建一个球面和一个圆环，应用相同的石头纹理：
virtual bool Create(const int width,const int height) { ... // --- vertices and indexes for manually created objects DXVertex vertices[]; uint indices[]; //--- prepare vertices and indices for the sphere if(!DXComputeSphere(0.3f,50,vertices,indices)) return(false); //--- set white color for the vertices DXColor white=DXColor(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f); for(int i=0; i<ArraySize(vertices); i++) vertices[i].vcolor=white; //--- create the sphere object if(!m_sphere.Create(m_canvas.DXDispatcher(),m_canvas.InputScene(),vertices,indices)) { m_canvas.Destroy(); return(false); } //--- set diffuse color for the sphere m_sphere.DiffuseColorSet(DXColor(0.0,1.0,0.0,1.0)); //--- set white specular color m_sphere.SpecularColorSet(white); m_sphere.TextureSet(m_canvas.DXDispatcher(),"stone.bmp"); //--- add the sphere to a scene m_canvas.ObjectAdd(&m_sphere); //--- prepare vertices and indices for the torus if(!DXComputeTorus(0.3f,0.1f,50,vertices,indices)) return(false); //--- set white color for the vertices for(int i=0; i<ArraySize(vertices); i++) vertices[i].vcolor=white; //--- create the torus object if(!m_torus.Create(m_canvas.DXDispatcher(),m_canvas.InputScene(),vertices,indices)) { m_canvas.Destroy(); return(false); } //--- set diffuse color for the torus m_torus.DiffuseColorSet(DXColor(0.0,0.0,1.0,1.0)); m_torus.SpecularColorSet(white); m_torus.TextureSet(m_canvas.DXDispatcher(),"stone.bmp"); //--- add the torus to a scene m_canvas.ObjectAdd(&m_torus); //--- redraw the scene Redraw(); //--- succeed return(true); }
为新物体添加动画：
void OnTimer(void) { ... m_canvas.LightDirectionSet(light_direction); //--- sphere orbit DXMatrix translation; DXMatrixTranslation(translation,1.1f,0,0); DXMatrixRotationY(rotation,time); DXMatrix transform; DXMatrixMultiply(transform,translation,rotation); m_sphere.TransformMatrixSet(transform); //--- torus orbit with rotation around its axis DXMatrixRotationX(rotation,time*1.3f); DXMatrixTranslation(translation,-2,0,0); DXMatrixMultiply(transform,rotation,translation); DXMatrixRotationY(rotation,time/1.3f); DXMatrixMultiply(transform,transform,rotation); m_torus.TransformMatrixSet(transform); //--- recalculate the 3D scene and draw it in the canvas Redraw(); }
将更改另存为 Three Objects.mq5，并运行它。
在立方体轨迹上旋转图形。
各种图形通常用于创建报告和分析数据，例如线性图、直方图、饼图等。 MQL5 提供了一套便利的图形库，但是该图形库只能构建 2D 图表。
CDXSurface 类能够依据存储在二维数组中的自定义数据做到表面可视化。 我们查看以下数学函数的示例
z=sin(2.0*pi*sqrt(x*x+y*y))
为绘制表面而创建一个物体，并创建一个数组来存储数据：
virtual bool Create(const int width,const int height) { ... //--- prepare an array to store data m_data_width=m_data_height=100; ArrayResize(m_data,m_data_width*m_data_height); for(int i=0;i<m_data_width*m_data_height;i++) m_data[i]=0.0; //--- create a surface object if(!m_surface.Create(m_canvas.DXDispatcher(),m_canvas.InputScene(),m_data,m_data_width,m_data_height,2.0f, DXVector3(-2.0,-0.5,-2.0),DXVector3(2.0,0.5,2.0),DXVector2(0.25,0.25), CDXSurface::SF_TWO_SIDED|CDXSurface::SF_USE_NORMALS,CDXSurface::CS_COLD_TO_HOT)) { m_canvas.Destroy(); return(false); } //--- create texture and reflection m_surface.SpecularColorSet(DXColor(1.0,1.0,1.0,1.0)); m_surface.TextureSet(m_canvas.DXDispatcher(),"checker.bmp"); //--- add the surface to the scene m_canvas.ObjectAdd(&m_surface); //--- succeed return(true); }
将在底面 4x4，高度为 1 的箱体中绘制表面。 纹理维度是 0.25x0.25。
若要制作表面动画，请在标记符号下方添加时间，并通过计时器对其进行刷新。
void OnTimer(void) { static ulong last_time=0; static float time=0; //--- get the current time ulong current_time=GetMicrosecondCount(); //--- calculate the delta float deltatime=(current_time-last_time)/1000000.0f; if(deltatime>0.1f) deltatime=0.1f; //--- increase the elapsed time value time+=deltatime; //--- remember the time last_time=current_time; //--- calculate surface values taking into account time changes for(int i=0; i<m_data_width; i++) { double x=2.0*i/m_data_width-1; int offset=m_data_height*i; for(int j=0; j<m_data_height; j++) { double y=2.0*j/m_data_height-1; m_data[offset+j]=MathSin(2.0*M_PI*sqrt(x*x+y*y)-2*time); } } //--- update data to draw the surface if(m_surface.Update(m_data,m_data_width,m_data_height,2.0f, DXVector3(-2.0,-0.5,-2.0),DXVector3(2.0,0.5,2.0),DXVector2(0.25,0.25), CDXSurface::SF_TWO_SIDED|CDXSurface::SF_USE_NORMALS,CDXSurface::CS_COLD_TO_HOT)) { //--- recalculate the 3D scene and draw it in the canvas Redraw(); } }源代码在 3D Surface.mq5 中提供，该程序的示例展示在视频当中。
在本文中，我们研究为了进行直观数据分析，利用 DirectX 函数创建简单几何图形和 3D 动画的功能。 可以在 MetaTrader 5 终端安装目录中找到更复杂的示例：智能交易系统 “Correlation Matrix 3D” 和 “Math 3D Morpher”，以及 “Remnant 3D” 脚本。
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