场景编辑器系列1——将XNA绘制到WinForm中
当游戏变得越来越复杂时，编写一个编辑器简化制作过程就变得越来越重要。比方说在我的引擎StunEngine中，在场景中放置一个模型，需要使用一个Vector3设置它的位置属性，但因为没有直观的参考，位置往往不尽如人意，这时就需要在源代码中重新调整这个位置，再次生成项目，看看是否合适，这个工作往往要进行多次。如果有一个场景编辑器，那么只需像3DS MAX一样，通过光标就可以对模型进行平移、选择、缩放等操作了。然后可以将场景中的信息保存为xml文件，引擎只需调用这个xml文件就可以将编辑器中放置好的对象重现出来。
编辑器界面参考
首先看一下大名鼎鼎的星际争霸2的场景编辑的界面：
可见一个编辑器通常包含菜单栏，工具栏，左侧分栏中通常显示的是各个对象的列表和它们的属性，右侧分栏是编辑器主界面。但我认为因为大多数人是右撇子，所以应该将常用的功能放置在右侧而不是左侧，这一点上Visual Studio的界面更符合用户使用习惯。
接下来是用C++写成的开源引擎Delta3D(http://www.delta3d.org/)所附的关卡编辑器：
这个编辑器类似于3DS Max实现了前、顶、右和透视四个视口，这个效果应该可以实现，即将XNA图像绘制到四个控件中，每个控件相机的朝向不同，我没有尝试过。下面要提到的一个WPF程序就实现了类似效果。
然后是用于XNA开发的商业引擎Torque X(http://www.torquepowered.com/products/torque-x)：
右侧分栏中包含场景浏览器、素材浏览器、对象属性三个面板。
最后是一个我认为做得最好的一个XNA编辑器Rough Edges Editor(http://www.visionsofafar.com/dablog/category/XNA.aspx?page=2)的界面，源代码RoughEdges.zip下载：
将XNA嵌入WinForm的方法
如果上网搜索，可以找到很多XNA编辑器的实现，总结下来大致有两种方法：
第一种是xna官网上的例子WinForms Graphics Device示例，简单地说就是自己编写一个从System.Windows.Forms.Control继承的控件，然后自己编写绘制代码，网上的Jemgine(http://jemgine.codeplex.com/)就是这种思路，不过目前源代码还想缺个文件，我无法调试成功，截图如下。
此外还有生成树木的开源软件XNA Procedural Ltrees(http://ltrees.codeplex.com/)也使用了同样方法实现了WinForm界面，源代码LTrees-source-2.0a.zip下载，截图如下：
但使用这种方法的缺点就是你无法再使用Microsoft.Xna.Framework.Game类，导致也无法使用GameComponent等位于此命名空间下的类。我曾经翻译过的InnovationEngine引擎(http://www.innovativegames.net/blog/)就没有使用Game类，而且它的GameComponent组件也是自己编写的，因此它很容易使用第一种方法创建一个场景编辑器，不过它的编辑器教程只开了头就没了下文。网上有Northwind Engine(http://www.northwind-dev.net/)就是基于这个引擎制作的，不过它的编辑器并没有使用WinForm窗体。
但是我的引擎是从Game类继承的，因此要使用第一种方法，可能就需要对引擎进行伤筋动骨地修改，所以只能退而求其次使用第二种方法。
第二种方法的核心思路就是将XNA绘制的输出重新定向到一个WinForm控件中，这种方法要简洁的多。但是因为使用了Game类，所以XNA会自动生成一个Form，但是我们并不想显示这个Form，需要将它隐藏，因此这个实现方法肯定没有第一种方法效率来得高。
我以前也翻译过一篇文章：XNA和WinForm，文中的实现原理就是第二种方法，但是我觉得它比较难用，用我的话说：它使用的方法是以Game类为核心，但我擅长的方法是以Form类为核心，所以具体实现并没有参照上文。不过本网站上的StunEngine的Sample05用的是这个方法，这是因为Sample05比较简单，如果复杂如编辑器的话，代码会难以阅读。
具体实现
具体的实现过程参考了网上的这篇文章http://www.codeproject.com/KB/game/XNA_And_Beyond.aspx，下文简称XNABeyond（源代码下载：XnaAndBeyond_src.zip）。
而且这篇文章不仅介绍了如何将XNA嵌入到WinForm，而且还介绍了如何将XNA嵌入到WPF中，应该说WPF是未来的潮流，而且在Net4.0中还能实现漂亮的Ribbon界面，所以如果时间允许，以后我会将场景编辑器移植到WPF中。这篇文章的第三个部分还通过SilverLight将XNA嵌入到了网页中，但我没有调试成功，以后再研究吧。
同样在codeproject网站上还有个将XNA嵌入WPF的例子http://www.codeproject.com/KB/WPF/XnaInWPF.aspx，可见WPF的界面要比WinForm漂亮，这个例子还实现了类似于3DS MAX的分屏效果，如下图所示（源代码下载：7026_XnaInWpf.zip）。
好了，下面言归正传，虽然原理参照了上述文章，但根据我的引擎做了一些修改。
首先创建一个Windows Game项目，我把它命名为SceneEditor，然后在解决方案中添加引擎项目StunEngine的引用，如下图所示。
接着在SceneEditor项目中添加一个Windows窗体（IDE会自动添加System.Windows.Forms的引用），我命名为MainForm，然后设计以下界面：
其中包括顶部的菜单栏，工具栏，底部的状态栏，中间是一个splitContainer控件，左侧添加一个Panel控件，XNA的输出图像就是绘制在这个控件上的，右侧再添加一个水平拆分的splitContainer控件，此控件上方添加一个TreeView控件，主要用于显示场景中所有对象的信息，下方是一个propertyGrid控件，用于显示被选择的对象的属性。
然后添加一个类，我命名为ScenEditor，这个类就是游戏的主类，它从引擎类StunEngine继承，下面是关键代码，注意我的实现原理与XNABeyond相同，但做了一些修改，使用起来更灵活。
1．引擎类需要对WinForm窗体（本例中是MainForm）和绘制输出其上的Control的引用（本例中是左侧的panel1），为了使用灵活，需在引擎项目StunEngine中实现，所以首先在StunEngine项目中添加一个接口，表示引擎必须实现WinForm和Control，我命名为IWinForm，代码如下：
namespace StunEngine
{
///
/// 通过StunEngine引擎绘制的Windows Form接口
///
public interface IWinForm
{
///
/// 获取绘制XNA图像的winform控件，通常是一个panel
///
Control winControl { get; }
///
/// 获取Windows Form对象
///
Form Form { get; }
}
}
2．在引擎类StunEngine中，需要实现对WinForm和Control的引用；添加WinForm和Control的几个事件处理程序；隐藏XNA的游戏窗口；将XNA的图像输出重新定向到Control上，这需要修改引擎类的构造函数，为了代码清晰，我使用了部分类partial class。需要再添加一个类，我命名为StunEngineWinForm.cs，此类中的构造函数以IWinForm为参数，包含用于编辑器的其他代码。现在StunEngine.cs中的不带参数的构造函数创建用于XNA游戏，StunEngineWinForm.cs中以IWinForm接口为参数的构造函数用于编辑器：
namespace StunEngine
{
/***************************************************************************
* 这个部分类只包含用于编辑器的支持Windows.Forms的代码
******************************************************************************/
///
/// 引擎主类
///
public partial class StunXnaGE : Game
{
#if !XBOX
///
/// 用于绘制XNA图像的Windows.Forms.Control控件，通常是一个panel控件
///
protected Control winControl;
///
/// 用于绘制的Windows.Forms.Form窗体
///
protected Form winForm;
///
/// XNA框架的游戏窗口
///
private Form gameWindowForm;
#endif
#if !XBOX
//==========================================================================
///
/// 使用IWinForm接口为参数创建一个新引擎对象。
/// 不要创建这个类的示例，而是应该从这个类继承。
/// StunXnaGE派生自Microsoft.Xna.Framework.Game，使用方法与Game对象相同。
/// IWinForm接口使用GraphicsDevice.Present(handle)将绘制重定向到windows窗体的某个控件。
///
/// IWinForm接口，实现了对winForm和winControl的引用
public StunXnaGE(IWinForm form)
: this()
{
if (form != null)
{
this.winForm = form.Form;
this.winControl = form.winControl;
// 添加一些处理事件
this.winForm.FormClosing += new FormClosingEventHandler(winForm_FormClosing);
this.winControl.Resize += new EventHandler(winControl_Resize);
}
}
///
/// 如果使用Winform窗体，则将显示重新定向到一个窗体控件中
///
///
protected override void Draw(GameTime gameTime)
{
base.Draw(gameTime);
// 绘制光标
spriteBatch.Begin(SpriteBlendMode.AlphaBlend, SpriteSortMode.Immediate, SaveStateMode.SaveState);
if (scm.isShowMouseCursor)
spriteBatch.Draw(cursor, new Rectangle(Input.MousePos.X, Input.MousePos.Y, 32, 32), Color.White);
spriteBatch.End();
if (winControl != null)
GraphicsDevice.Present(winControl.Handle);
}
///
/// 处理主窗体的Closing事件
///
void winForm_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
{
// 如果主窗体关闭则退出程序
this.Exit();
}
///
/// 根据WinForm绘制控件的大小重新设置图形设备的大小。
///
///
///
void winControl_Resize(object sender, EventArgs e)
{
Control c = (Control)sender;
if (c != null)
{
Graphics.PreferredBackBufferHeight = c.ClientSize.Height > 0 ? c.ClientSize.Height : 2;
Graphics.PreferredBackBufferWidth = c.ClientSize.Width > 0 ? c.ClientSize.Width : 2;
Graphics.ApplyChanges();
}
}
///
/// 在Windows.Forms环境中不需要XNA游戏窗口，所以将它隐藏
///
///
///
private void gameWindowForm_Shown(object sender, EventArgs e)
{
this.gameWindowForm.Hide();
winControl_Resize(winControl, null);
}
#endif
}
}
还需要在引擎类的Initialize方法中添加以下代码（注意Initialize方法仍位于StunEngine.cs文件中而不是在StunEngineWinForm.cs文件中）：
#if !XBOX
//-----------------------------------------
// 用于Windows.Forms支持的代码，添加gameWindowForm调用Shown方法时的处理事件
//-----------------------------------------
if (winForm != null)
{
gameWindowForm = System.Windows.Forms.Form)System.Windows.Forms.Form.FromHandle(this.Window.Handle);
gameWindowForm.Shown += new EventHandler(gameWindowForm_Shown);
}
//-----------------------------------------
// 用于Windows.Forms支持的代码：显示主窗体
//-----------------------------------------
if (winForm != null)
winForm.Show();
#endif
3．在引擎类中做好了准备工作之后，就可以回到SceneEditor项目了。由于在引擎中我们并不知道SceneEditor项目中的引擎类究竟叫什么名称，而在编辑器项目中需要有对这个引擎类的引用，所以还需要创建一个接口实现这个类的引用，我命名为IEditorHost，代码如下：
namespace SceneEditor
{
public interface IEditorHost : StunEngine.IWinForm
{
///
/// 指向编辑器主类的引用
///
SceneEditor Editor { set; }
}
}
这个接口非常简单，它派生自引擎的IwinForm接口，在它的基础上添加了对SceneEditor类的引用，因为此时我已经知道我的编辑器的引擎类叫做SceneEditor。
4．然后编写SceneEditor类的代码：
namespace SceneEditor
{
///
/// Game对象
///
public class SceneEditor : StunXnaGE
{
#region 构造函数和私用成员
// 编辑器使用的Scene类
public Scene viewScene;
///
/// 以一个IEditorHost接口为参数的构造函数。
///
///
public SceneEditor(IEditorHost winForm) : base(winForm)
{
winForm.Editor = this;
}
#endregion
#region 重写的方法
///
/// 初始化
///
protected override void Initialize()
{
base.Initialize();
// 将fps设置为30帧每秒，在WinForm中设置更高的fps没什么意义
TargetElapsedTime = new TimeSpan(0, 0, 0, 0, 33);
}
///
/// 设置状态栏的文字
///
///
protected override void Draw(GameTime gameTime)
{
base.Draw(gameTime);
StatusStrip sst = ((MainForm)winForm).statusStrip1;
sst.Items[0].Text = "相机位置：" + viewScene.Camera.Pose.Position.ToString();
sst.Items[1].Text = "场景中的节点数量：" + viewScene.NodesCount.ToString();
}
#endregion
///
/// 创建一个默认场景，因为引擎需要至少有一个场景。
///
public void CreateScene()
{
// 创建默认场景
viewScene = new Scene(this, "DemoScene");
// 将场景添加到场景管理器
SceneManager.AddScene(viewScene);
// 创建场景中的相机
CameraSceneNode cam = new CameraSceneNode(this, viewScene, new Vector3(0, 15, 15), Vector3.Zero );
cam.Initialize();
//-----------------------------------
// 创建相机控制器
//-----------------------------------
DemoCameraController fpsCamCtrl = new DemoCameraController(this);
fpsCamCtrl.Elevation = 90;
viewScene.Camera.AttachController(fpsCamCtrl);
// 在场景中添加一个单向光源
Light sunLight = new Light(this, new Vector3(0.8f, 0.8f, 0.8f),new Vector3(0, -5, -10));
viewScene.AddLight(sunLight);
// 手动在场景中添加一个球，一个正方体，一个模型坦克，以后下面的代码会通过菜单实现
Vector3 position = new Vector3(5, 0, 0);
SphereSceneNode sphere = new SphereSceneNode(this, viewScene, "Grass");
viewScene.AddNode(sphere);
sphere.Name = "球";
sphere.pose.SetPosition(ref position);
CubeSceneNode cube = new CubeSceneNode(this, viewScene, "Grass");
viewScene.AddNode(cube);
position = new Vector3(-5, 0, 0);
cube.Pose.SetPosition(ref position);
cube.Name = "方块";
ModelSceneNode tank = new ModelSceneNode(this, viewScene, "SimpleTank");
viewScene.AddNode(tank);
tank.Name = "坦克";
Vector3 scale= new Vector3(0.05f, 0.05f, 0.05f);
tank.pose.SetScale(ref scale);
}
}
}
这个类非常简单，它从引擎类继承，在构造函数中添加了winform窗体中对本身的引用。要在StunEngien中显示对象首先必须要有一个Scene，然后在Scnen中手动添加一些模型，当然，添加模型的操作会在编辑器以后的版本中改进为通过WinFom界面添加。
5．最后在MainForm.cs类中添加一些代码就完成了全部工作：
namespace SceneEditor
{
public partial class MainForm : Form,IEditorHost
{
// 编辑器主类，从引擎类继承
private SceneEditor editor;
// 当前使用的场景
private Scene scene;
private bool isInitialized = false;
public MainForm()
{
InitializeComponent();
}
#region 实现IWinForm接口和IEditorHost接口的成员
public Form Form
{
get { return this; }
}
public Control winControl
{
get { return panel1; }
}
public SceneEditor Editor
{
set { editor = value; }
}
#endregion
private void MainForm_Activated(object sender, EventArgs e)
{
Application.DoEvents();
if (!isInitialized)
{
isInitialized = true;
editor.CreateScene();
this.scene = editor.viewScene;
panel1.Select();
}
}
}
}也非常简单，即在Form窗口激活后调用SceneEidtor类的createScene方法创建一个默认场景。 差点忘了，程序主入口Program.cs代码需要做以下修改：
namespace SceneEditor
{
static class Program
{
///
/// The main entry point for the application.
///
static void Main(string[] args)
{
Application.EnableVisualStyles();
Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false);
IEditorHost hostForm = new MainForm();
SceneEditor editor = new SceneEditor(hostForm);
editor.Run();
}
}
}
好了，现在运行程序截图如下：
至此，已经成功地将StunEngine引擎实现在WinForm窗体中了，下一步要实现拾取——即通过检测光标的位置获取点击了哪一个对象，并将此对象的属性显示在右下的属性窗口中。
XNA研究工作暂停，2011年1月重启。
文件下载（已下载 1740 次）发布时间：2010/9/6 上午11:57:25 阅读次数：15836
