Flash 和 3D空间

第一件事情我想你知道的是，在Flash里，并不存在真正的3D。我们所做的是运用Flash里的2D绘制方法去模拟3D绘制。或者我应该说，Flash 并不支持3D绘制，Flash并不知道3D是什么也不知道如何去处理3D对象。但是好消息是所有的3D处理和3D计算都是建立在数学计算的基础上的，加上 Flash知道如何的处理数学计算。太好了，我们有了这些工具便可以创造出我们自己的动画了。这并不是说Flash里的3D编程要简单，如果你打算深入去探索的话你会发现恰恰相反。不管怎样，在这篇文章中我会用最大的努力把数学部分变得简单。

 

在Flash里，有两种3D处理方式，一种是提前处理好3D模型，另外一种是在程序运行时通过数学计算处理3D图形。运用第一种方法，我们可以提前处理好一系列的图形，然后通过对祯或者是时间进行动画播放，以达到3D效果。相对来说，第一种方法对美工的要求比较高。后一种方法我们通过大量的数学计算对物体进行操作，这也是在这篇文章里所关心的。

3D程序

如今你在互联网上搜索3D Flash你会找到很多的工具和程序，利用这些程序你可以绘制一些3D图形并导出你需要的格式，甚至完全使用在你的项目里。基本上你可以不必操心如何绘制 3D图形。但是这些程序都是提前做好的模版，不能够作太多的编辑。于是我们发现我们自己也有大脑，我们自己也可以制作简单的缩放动画，还可以制作复杂的 3D绘制引擎。

 

毕竟我们是从最基础的 2D绘制开始制作3D对象。这并不像我们在使用显卡语言或者OpenGL时的绘制，一切3D的物体我们都要自己动脑动手加上数学运算进行绘制，这就增加了一些数学上的挑战。不过我认为，这对你来说应该不是问题，用Flash作3D图形一样会给你带来你意想不到的乐趣。那么开始吧！

3D空间坐标系
 

从技术角度而言，Flash中并不存在3D，也就是说z轴并不存在，所以所谓的z轴是由你来制造的，也就是远景物体的大小。那么也就是说，对于一个3D虚拟空间，z轴存在于当你看进显示器，x轴和y轴分别为横向和纵向。可是我们用什么方法来表达3D空间呢？我们需要两种手法来处理3D显示，缩放和层叠。

对于z轴的解释

在现实中，当一个物体离你远去，那么对你的眼睛来说，你所看到的是物体越来越小。当然并不只有物体的大小在改变，物体离你的距离也在增大。那么我们可以假定，在3D空间里，离得人眼越远的物体，它的大小就越小，那么它在x和y轴上的移动就越缓慢。很简单对吧？很好。

注意：

如果你用过OpenGL，那么你知道y轴的正方向是指向上方，z轴正方向是指向屏幕外的反向，然而我们文章中的Flash 3D空间的y轴和z轴是相反的。
 

原点

Flash 中3D空间是围绕坐标系原点的，原点的坐标我们用Point(x, y, z), (0, 0, 0) 来表示。在Flash 2D中，原点存在于程序的左上角Point(0, 0)，那么对于3D来说，原点也自然存在于程序的左上角，也许你会发现，如果原点在左上角的话，那么你所在的位置肯定是成一定角度来看程序中3D空间中的物体的。当然我们可以把3D空间的原点向右再向下移动，那么我们在围绕原点绘制物体的时候会发现方便很多。

缩放物体

离人眼越近，那么物体就越大，反之物体就越小。物体缩放的比率以及移动速率与物体z的大小成反比。现在我用一个实例给你说明如何制造3D动画效果，在这个例子中，我手工绘制了几个小球，作为我们关心的物体，让它们沿着z轴在舞台上来回移动，以制造3D效果。虽然很基本，不过别担心，把这些简单的东西掌握好是深入探索的基础。

小球与3D空间（无层次）

动画制作步骤

1. 第一步，用Flash画出一个你喜欢的物体，任何物体都可以。在这个例子中我画了一个蓝色的小球。当然你可以导入你喜欢的图片，只不过不要忘记在 Library你创建的物体上点击右键，选择Linkage，然后在Export For Actionscript上打勾。

 

2. 下一步，详细解说一下代码。当然一开始我们要设置一些变量，原点和焦距（摄像机）。Focal length（焦距）确定了摄像机（在本例子中为人眼的）的凸透镜的焦距，值越大，那么物体的扭曲就会越小。我们把它设为400，这是一个在本例子中适中的数值。

3. 创建一个舞台，并且把它的x和y设置为原点，这样我们在参照物体的时候就会非常简单易读了。

4. 然后我们要在舞台上添加一些我们绘制好的小球。在这个例子中我们绘制3个，分别在左中右。把它们的x_3d, y_3d, z_3d，也就是它们的3D空间的x，y，z的值设为相应的数值，我把它们排为一排。给它们添加一个direction属性，1代表向屏幕方向移动，-1 代表向我们的方向移动。然后设置它们的移动速度，并且添加到舞台上。这时你如果编译的话，你会看到有3个球在舞台上，那么下一步我们让它们运动起来。

5. 下面这个函数，在每一次执行，都会把小球移动到相应的位置，并且对小球进行缩放。当小球的z大于600时，我们让它向相反的方向移动。当小球的z_3d值变化后，我们计算小球当前的大小和位置，把小球移动到相应的位置然后对其进行缩放，这样在一连串的函数执行后，我们就会得到动画效果。代码里scale代表物体应该缩放的比率，因为当物体沿z轴移动的时候，物体的大小以及x和y值都会改变。所以我们要计算出这个比率，那么我们才能把物体缩放到合适的大小并且把物体移动到相应的Flash 2D空间位置。

6. 最后，在舞台上添加一个函数循环响应时间。让第5步我们写的函数循环执行。发布看一下，现在小球在3D舞台上移动了。

Hooray！你的第一个Flash3D程序完成了。总结一下，其实我们并没有使用任何高深的技巧，只不过是利用了变化物体的x和y以及小球的缩放来制造3D效果。对你来说太简单？好，那我们继续。

层叠
 

在Flash中表现3D空间，仅有缩放是不够的，我们还需要层叠。基本概念是，离人眼较近的物体会在离人眼较远的物体之上显示。

 

在上一节的例子里面，我们缩放小球，以达到3D效果。可是你会发现，3个小球之间的x距离都很大。你也许会想如果3个小球离得很近的话，会出现什么现象呢？

尝试把上面例子中小球之间的x距离变小，看看有什么变化？

这时你会发现，不管小球离我们多远，右边的小球始终在最上面。即使中间的小球应该盖过右边小球的时候，右边的小球还会在上面。这是因为在把小球添加到舞台上的时候，我们已经给了小球层次，也就是说最后添加的小球（右边的小球）就在最上面。

小球3D空间（无层次）位置不对了！
 

我们应该设计一种方法实现小球的层次感，当小球离我们远的时候，那么它的层次就比较靠后，以此类推。换句话说，我们利用小球的z值给小球们分开层次，这也是我们即将要做的。在这个例子中，我们用7个小球的运动来说明是如何实现层次的。

小球3D空间（有层次）好多了！
 

动画制作步骤

1. 和上次的例子一样，重复6个步骤。不同的是我们初始化7个小球，并且把它们的x距离缩短。

2. 利用Bubble Sort算法，在每一次对小球x，y和大小设置后，对所有的小球在舞台上的层次进行操作。这里使用的理论是最小的z值的小球，它所在层次就应该在最上面。不要小看我写的这短短几行代码哦！它可以把所有的小球分配到相应的层次！只要你的CPU够块，不管多少小球都可以。

3. 然后在循环函数里的最后加上

本文章旨在讨论如何在Flash中实现3D动画，对于一些算法，比如这一节中使用到的冒泡排序算法，我就不再多说了。当然你可以选择使用插入排序（运算起来比较快40%？！）。你可以完全拷贝我写的代码去使用，但是请务必注明出处。如果是排序的话，google或者百度一下，我相信你会找到更详细的说明文字来解释冒泡排序。


 

一个简单Particle System例子

这是一个使用缩放的基本概念的例子，你可以使用键盘上下左右键移动你的观看位置，按下W键加速前进，按下S键减速。由于涉及到摄像机，在这篇文章中就不再讲解。源文件在文章的下载页可以找到，你可以尝试改变星星的数量，星星很多的话，移动你的摄像机，你应该会看到一个很长的星带（题外话：我在我的电脑里运行2000个星星就有些慢了，Dual Core 2.0GHZ，如果你有更强大的CPU的话，那你看到星空要比我的漂亮的多）。

3D星空，简单的Particle System，WASD移动观看位置，K键加速，L键减速

OK，你已经学会了如果使用缩放和一些简单的设置产生3D效果的动画。在后面的几篇中，我们会逐渐深入探讨更有趣的内容。加油！ 
 作者：Yang Zhou
出处：http://yangzhou1030.cnblogs.com
感谢：Yunqing
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