SilverXna初体验：基本游戏框架——古老的三段式

今年上半年，微软Silverlight5 Beta发布，随之而来的是更多的惊喜与更加亮眼的新特性。

其中最令我在意的一点便是针对Xna 3D API的支持，虽然目前Silverlight5 Beta版中的Xna还只是完整Xna框架中的一个轻量子集，但自此之后web3D已再不是遥不可及的抽象概念~

本节我们就以一个古老的三段式框架为例，看Silverlight如何帮我们将Xna实实在在的嵌入到网页中 ^ ^

Silverlight中Xna 3D API的调用，以硬件加速为起始，以DrawingSurface为基础容器，因此我们首先要做的便是对这两者的显示支持。

1.在宿主网页中添加硬件加速支持。只需在Silverlight插件标签内嵌入如下代码即可 ^ ^

<param name="EnableGPUAcceleration" value="true" />

2.Silverlight主页面MainPage.xaml中添加一个DrawingSurface元素。

    <Grid x:Name="LayoutRoot" Background="White">
        <DrawingSurface Name ="_GameSurface"/>
    </Grid>

之后，只需为我们的_GameSurface注册一个Draw事件，便可在其函数体中获取3D设备并进行绘制了，相应方法的调用几乎跟Xna环境下一模一样。就好像下面这样：

void _GameSurface_Draw(object sender, DrawEventArgs e)
{
    // 清空渲染表面
    e.GraphicsDevice.Clear(ClearOptions.Target | ClearOptions.DepthBuffer, 
         Color.Transparent, 1.0f, 0);
   
    // 绘制图形
    e.GraphicsDevice.DrawPrimitives(PrimitiveType.TriangleList, 0, 1);

    // 强制重绘
    e.InvalidateSurface();   
}

用过Xna的朋友，看上面的代码是不是感觉挺眼熟？呵呵~

这里，为提高代码的重用性，我们仿Xna下的Game类，创建一个专属于Silverlight环境的SilverGame~

/*-------------------------------------

代码清单：SilverGame.cs
来自：http://www.cnblogs.com/kenkao

-------------------------------------*/

using System;
using System.Net;
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;
using System.Windows.Documents;
using System.Windows.Ink;
using System.Windows.Input;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Media.Animation;
using System.Windows.Shapes;
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
using Microsoft.Xna.Framework.Silverlight;

namespace Microsoft.Xna.Framework
{
    public class SilverGame
    {
        /// <summary>
        /// 初始GraphicsDeviceManager
        /// </summary>
        public GraphicsDeviceManager Graphics
        {
            get
            {
                return GraphicsDeviceManager.Current;
            }
        }

        /// <summary>
        /// Xna3D图形设备GraphicsDevice
        /// </summary>
        GraphicsDevice _GraphicsDevice;
        public GraphicsDevice GraphicsDevice
        {
            get
            {
                if (_GraphicsDevice == null)
                    return GraphicsDeviceManager.Current.GraphicsDevice;
                else
                    return _GraphicsDevice;
            }
            set
            {
                _GraphicsDevice = value;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 渲染表面尺寸
        /// </summary>
        Vector2 _ActualSize;
        public Vector2 ActualSize
        {
            get
            {
                return _ActualSize;
            }
            set
            {
                _ActualSize = value;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 渲染表面DrawingSurface
        /// </summary>
        DrawingSurface _GameSurface;
        public DrawingSurface GameSurface
        { get { return _GameSurface; } }

        /// <summary>
        /// 重置GraphicsDevice
        /// </summary>
        /// <param name="graphicsDevice"></param>
        void ResetDevice(GraphicsDevice graphicsDevice)
        { _GraphicsDevice = graphicsDevice; }

        /// <summary>
        /// 重置渲染表面尺寸
        /// </summary>
        /// <param name="actualSize"></param>
        void ResetActualSize(Vector2 actualSize)
        { _ActualSize = actualSize; }

        /// <summary>
        /// 构造方法
        /// </summary>
        /// <param name="GameSurface">所关联的渲染表面</param>
        public SilverGame(DrawingSurface GameSurface)
        {
            _GameSurface = GameSurface;

            _ActualSize = new Vector2((float)_GameSurface.ActualWidth, (float)_GameSurface.ActualHeight);
            // 自动为渲染表面关联必要的事件
            _GameSurface.Loaded += new RoutedEventHandler(_GameSurface_Loaded);
            _GameSurface.Unloaded += new RoutedEventHandler(_GameSurface_Unloaded);
            _GameSurface.Draw += new EventHandler<DrawEventArgs>(_GameSurface_Draw);
            _GameSurface.SizeChanged += new SizeChangedEventHandler(_GameSurface_SizeChanged);
            // 虚函数调用——初始化
            this.Initialize();
        }

        void _GameSurface_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            // 虚函数调用——加载资源
            this.LoadContent();
        }

        void _GameSurface_Unloaded(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            // 虚函数调用——释放资源
            this.UnloadContent();
        }

        void _GameSurface_SizeChanged(object sender, SizeChangedEventArgs e)
        {
            // 渲染表面大小改变时自动重置其尺寸
            Size s = e.NewSize;
            this.ResetActualSize(new Vector2((float)s.Width, (float)s.Height));
        }

        void _GameSurface_Draw(object sender, DrawEventArgs args)
        {
            // 重置图形设备
            this.ResetDevice(args.GraphicsDevice);
            // 虚函数调用——更新
            this.Update(args.DeltaTime, args.TotalTime);
            // 虚函数调用——渲染
            this.Draw(args.DeltaTime, args.TotalTime);
            // 强制重绘
            args.InvalidateSurface();
        }

        //----一系列虚函数，供子类重写----//

        public virtual void Initialize()
        { }

        public virtual void LoadContent()
        { }

        public virtual void UnloadContent()
        { }

        public virtual void Update(TimeSpan DeltaTime, TimeSpan TotalTime)
        { }

        public virtual void Draw(TimeSpan DeltaTime, TimeSpan TotalTime)
        { }
    }
}

功能上还相当简单，不过没关系，后续我们会以它为基础，为整个工程添枝加叶 ^ ^

值得一提的是，SilverGame中对于已持有的Xna3D设备GraphicsDevice的处理方式。

工程构建之初，Silverlight体系会自动提供一个静态的图形设备，用于加载或生成诸如特效、纹理等资源，我们可以通过GraphicsDeviceManager.Current.GraphicsDevice获得。

而绘制过程中，处于DrawingSurface内部安全机制考虑，我们必须使用从事件体DrawEventArgs中获取的GraphicsDevice引用进行图形绘，如果此时再使用原来的静态设备进行绘制，将被视作非法操作~

SilverGame的处理方式使得这一过程对外透明化，用户通过GraphicsDevice属性获取到的图形设备将永远是合法的图形设备 ^ ^

SilverGame构建完毕之后，是工程范例的第三步：

3.引入SilverGame类，在此基础上派生其子类Game，作为游戏的主逻辑框架。

/*-------------------------------------

代码清单：Game.cs
来自：http://www.cnblogs.com/kenkao

-------------------------------------*/

using System;
using System.Net;
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;
using System.Windows.Documents;
using System.Windows.Ink;
using System.Windows.Input;
using System.Windows.Media.Imaging;
using System.Windows.Media.Animation;
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
using Microsoft.Xna.Framework.Silverlight;

namespace SilverXna
{
    public class Game : SilverGame
    {

        public Game(DrawingSurface GameSurface)
            : base(GameSurface)
        { }

        public override void Initialize()
        {
            base.Initialize();
        }

        public override void LoadContent()
        {
            base.LoadContent();
        }

        public override void UnloadContent()
        {
            base.UnloadContent();
        }

        public override void Update(TimeSpan DeltaTime, TimeSpan TotalTime)
        {
            base.Update(DeltaTime, TotalTime);
        }

        public override void Draw(TimeSpan DeltaTime, TimeSpan TotalTime)
        {
            GraphicsDevice.Clear(ClearOptions.Target | ClearOptions.DepthBuffer, new Color(100, 149, 237, 255), 1.0f, 0);

            base.Draw(DeltaTime, TotalTime);
        }
    }
}

与标准的Xna工程同样的处理手法，呵呵~ 之后是最后一步：

 4.派生子类与主页面中的DrawingSurface进行关联~

/*-------------------------------------

代码清单：MainPage.xaml.cs
来自：http://www.cnblogs.com/kenkao

-------------------------------------*/

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;
using System.Windows.Documents;
using System.Windows.Input;
using System.Windows.Media.Animation;
using System.Windows.Media.Imaging;
using System.Windows.Shapes;
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
using Microsoft.Xna.Framework.Silverlight;

namespace SilverXna
{
    public partial class MainPage : UserControl
    {
        Game _Game;
        public MainPage()
        {
            InitializeComponent();
            _Game = new Game(_GameSurface);
        }
    }
}

这样，一个无限复用的SilverXna框架就诞生了。结构仿Xna工程框架，古老而经典的三段式 ^ ^

来看效果：

 

久违了的那片蓝色，只不过宿主窗口已不再WinForm，而是实实在在的WebPage ^ ^

(注：如果看不到效果，请执行 右击--->Silverlight配置--->权限--->允许站点权限 即可)

最后再提醒大家一点，SilverXna工程中用到的一系列3D数据类型，需要微软官方提供的数学库最为基本支撑，后续的范例默认情况下都需要首先对其引入~

>> 以下点击下载：

https://files.cnblogs.com/kenkao/Microsoft.Xna.Framework.Math.rar

>> Silverlight5 Beta环境搭建资源及微软官方范例下载：

http://space.cnblogs.com/group/topic/47416/

以上，谢谢 ^ ^

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后记：

Silverlight5 RC版于同一天发布，惊喜来的太快，令人措手不及 ^ ^

以下是本节SilverGame对象的更新版本：

/*-------------------------------------

代码清单：SilverGame.cs
来自：http://www.cnblogs.com/kenkao

-------------------------------------*/

using System;
using System.Net;
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;
using System.Windows.Documents;
using System.Windows.Graphics;
using System.Windows.Ink;
using System.Windows.Input;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Media.Animation;
using System.Windows.Shapes;
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Content;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;

namespace Microsoft.Xna.Framework
{
    public class SilverGame
    {
        /// <summary>
        /// 初始GraphicsDeviceManager
        /// </summary>
        public GraphicsDeviceManager Graphics
        {
            get
            {
                return GraphicsDeviceManager.Current;
            }
        }

        /// <summary>
        /// Xna3D图形设备GraphicsDevice
        /// </summary>
        GraphicsDevice _GraphicsDevice;
        public GraphicsDevice GraphicsDevice
        {
            get
            {
                return GraphicsDeviceManager.Current.GraphicsDevice;
            }
            set
            {
                _GraphicsDevice = value;
            }
        }

        ContentManager _Content;
        public ContentManager Content
        { get { return _Content; } }

        /// <summary>
        /// 渲染表面尺寸
        /// </summary>
        Vector2 _ActualSize;
        public Vector2 ActualSize
        {
            get
            {
                return _ActualSize;
            }
            set
            {
                _ActualSize = value;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 渲染表面DrawingSurface
        /// </summary>
        DrawingSurface _GameSurface;
        public DrawingSurface GameSurface
        { get { return _GameSurface; } }

        /// <summary>
        /// 重置渲染表面尺寸
        /// </summary>
        /// <param name="actualSize"></param>
        void ResetActualSize(Vector2 actualSize)
        { _ActualSize = actualSize; }

        /// <summary>
        /// 构造方法
        /// </summary>
        /// <param name="GameSurface">所关联的渲染表面</param>
        public SilverGame(DrawingSurface GameSurface)
        {
            _GameSurface = GameSurface;
            _Content = new ContentManager(this);
            _ActualSize = new Vector2((float)_GameSurface.ActualWidth, (float)_GameSurface.ActualHeight);
            // 自动为渲染表面关联必要的事件
            _GameSurface.Loaded += new RoutedEventHandler(_GameSurface_Loaded);
            _GameSurface.Unloaded += new RoutedEventHandler(_GameSurface_Unloaded);
            _GameSurface.Draw += new EventHandler<DrawEventArgs>(_GameSurface_Draw);
            _GameSurface.SizeChanged += new SizeChangedEventHandler(_GameSurface_SizeChanged);
            // 虚函数调用——初始化
            this.Initialize();
        }

        void _GameSurface_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            // 虚函数调用——加载资源
            this.LoadContent();
        }

        void _GameSurface_Unloaded(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            // 虚函数调用——释放资源
            this.UnloadContent();
        }

        void _GameSurface_SizeChanged(object sender, SizeChangedEventArgs e)
        {
            // 渲染表面大小改变时自动重置其尺寸
            Size s = e.NewSize;
            this.ResetActualSize(new Vector2((float)s.Width, (float)s.Height));
        }

        void _GameSurface_Draw(object sender, DrawEventArgs args)
        {
            // 虚函数调用——更新
            this.Update(args.DeltaTime, args.TotalTime);
            // 虚函数调用——渲染
            this.Draw(args.DeltaTime, args.TotalTime);
            // 强制重绘
            args.InvalidateSurface();
        }

        //----一系列虚函数，供子类重写----//

        public virtual void Initialize()
        { }

        public virtual void LoadContent()
        { }

        public virtual void UnloadContent()
        { }

        public virtual void Update(TimeSpan DeltaTime, TimeSpan TotalTime)
        { }

        public virtual void Draw(TimeSpan DeltaTime, TimeSpan TotalTime)
        { }
    }
}

更新说明：

1.原有的基于DrawingSurface的GraphicsDevice安全机制消除，统一由GraphicsDeviceManager.Current.GraphicsDevice获取即可。

2.片尾列出的dll库无需再从外部引用，直接由Silverlight系统环境即可找到该程序集。

3.命名空间有变动，取消了Microsoft.Xna.Framework.Silverlight明明空间，添加了System.Windows.Xna程序集。

4.其他变动请参见Silverlight RC官方的最新说明文档~