オノデラの研究日記 in わんくま

　３Ｄゲームなどでキャラクターの頭上に名前を表示したい場合など、キャラクターの３次元空間位置から文字を表示すべきスクリーン座標を算出する必要があります。

　一件難しい計算しなければいけないように思えますが、実はポリゴンの頂点データが３次元座標からスクリーン座標に変換される計算式と同じ方法で求められるので、特に新しい知識が必要になることはありません。

　さらに簡単に計算できるメソッドも用意されているので、特に計算しなければいけないようなコードは書かなくても大丈夫です。

フィールド

　サンプルでは３つのモデルを表示させているので、Model と ３つの位置情報である Vector[3] を定義しています。また、動きがわかりやすいようにカメラ用の自動回転角度を定義しています。

/// <summary>
/// モデル
/// </summary>
private Model model = null;

/// <summary>
/// 位置の配列
/// </summary>
private Vector3[] positions = new Vector3[3];

/// <summary>
/// カメラの水平回転角度
/// </summary>
private float theta = 0.0f;

更新処理

　カメラを自動回転させるための回転角度をゲーム経過時間から求めています。

// カメラの水平角度を自動更新
this.theta = (float)gameTime.TotalGameTime.TotalSeconds / 2.0f;

描画前処理

　スプライトを描画後は深度バッファが無効になっている場合があるので、DepthBufferEnable プロパティを true に設定しておきます。

　すでに作成済みのビューマトリックスに対して Y軸回転マトリックスを掛け合わせると、カメラの位置を注視点を軸に回転させることができます。マトリックスの掛け合わせる順番には注意してください。

// Zバッファを有効にする
this.GraphicsDevice.RenderState.DepthBufferEnable = true;

// ビューマトリックスに回転を合成算出
Matrix rotatedView = Matrix.CreateRotationY(this.theta) * this.view;

ビューポートの取得

　Viewport は３次元空間座標からスクリーン座標に変換するメソッドが用意されているので、GraphicsDevice から取得しておきます。

// ビューポート取得
Viewport viewport = this.GraphicsDevice.Viewport;

３次元座標からスクリーンの座標算出

　３次元空間座標からスクリーン座標を求めるには Viewport.Project メソッドを使うだけで簡単に求められます。

　第１引数に変換元の３次元空間位置を指定し、第２引数にプロジェクションマトリックス、第３引数にビューマトリックスを指定します。すると、戻り値としてスクリーン上の座標が取得できます。

　あとは、Vector3 から X, Y の値を取り出せば、テキストの表示位置をして使用することができます。(Z は深度位置になります)

// ３次元座標からスクリーンの座標算出
Vector3 v3 = viewport.Project(this.positions[i],
                                this.projection,
                                rotatedView,
                                Matrix.Identity);
Vector2 screenPosition = new Vector2(v3.X, v3.Y);

// テキスト描画
this.spriteBatch.DrawString(this.font, "Model " + (i + 1).ToString(),
    screenPosition, Color.White);

サンプルプロジェクト

• 2008-07-26_transformtoscreen_2_0_project.zip

静的サイト

• http://sorceryforce.com/xna/tips_transformtoscreen.html