Irrlicht 游戏引擎开发 cooliris 界面（三）

（三）着重于介绍如何让场景动起来，以及如何获取和处理消息。

源码：example_3.zip

 

1. Irrlicht 的运动机制

 

所谓运动，实际上计算机在不停得绘制场景，每绘制一次称之为一帧。 当各帧中物体的位置或外观有所变化，那么它就动起来了。 在irrlicht中，绘制一帧是在run循环中完成的：

 

Cpp代码  

1. while (device->run())   
2. {   
3.     if (device->isWindowActive())   
4.     {   
5.         driver->beginScene(true, true, video::SColor(0, 0, 0, 0));   
6.         scene_mgr->drawAll();  // 绘制一帧   
7.         driver->endScene();   
8.     }   
9. }   
10. device->drop();  

    while (device->run())    {        if (device->isWindowActive())        {            driver->beginScene(true, true, video::SColor(0, 0, 0, 0));            scene_mgr->drawAll();  // 绘制一帧            driver->endScene();        }    }    device->drop();

 

我们所要做的，就是在 drawAll() 函数中，更新物体的位置，那么场景就动起来了。

 

所有的一切，都与 scene::ISecenNodeAnimator 这个接口相关。凡是实现这个接口的类实例，都可以通过 addAnimator() 函数加入到 ISceneNode 的 animators 列表中。

 

SceneManager 的drawAll() 函数在绘制(render)场景前，会调用 OnAnimate() 函数。这个函数是递归的，以保证加入场景中的每个 SceneNode 都被调用。 在OnAnimate() 函数中， SceneNode 的每一个 ISecenNodeAnimator 的 animateNode() 函数都会被调用，以更新 SceneNode 的位置、大小或纹理。

 

整理其调用顺序如下：

 

1. SceneManager           --> drawAll()                                   绘制一帧

2. ISceneNode               --> OnAnimate()                             SceneNode运动  

3. ISceneNodeAnimator --> animateNode(ISceneNode)       实现运动的具体函数

4. SceneManager           --> render()                                    绘制

 

可见，只要实现 ISecenNodeAnimator 接口，并加入到 SceneNode 中，就能够让其动起来。

 

2. Irrlicht 的消息传递

 

Irrlicht消息的传递是从device->run()开始的，在windows中首先调用 WndProc() 收集消息，打包成其内部的SEvent结构，再由 postEventFromUser() 将消息依次传递给 UserReceiver, GUI 和 3D Scene。

 

Irrlicht 中所有处理消息的类都必须实现 IEventReciever 接口。UserReceiver 就是在CreateDevice函数中指定的一个 IEventReceiver。 也就是说，消息处理的优先级为 UserReceiver > GUI > 3D Scene。

 

在我们的程序中，并没有指定UserReceiver，暂时也没有GUI，所以消息直接交给了 SceneManager。

SceneManager 的消息，也由 ISceneManager 的 postEventFromUser() 传递。 这个函数的实现如下：

 

Cpp代码  

1. bool CSceneManager::postEventFromUser(const SEvent& event)   
2. {   
3.     bool ret = false;   
4.     ICameraSceneNode* cam = getActiveCamera();   
5.     if (cam)   
6.         ret = cam->OnEvent(event);   
7.   
8.     _IRR_IMPLEMENT_MANAGED_MARSHALLING_BUGFIX;   
9.     return ret;   
10. }  

bool CSceneManager::postEventFromUser(const SEvent& event){bool ret = false;ICameraSceneNode* cam = getActiveCamera();if (cam)ret = cam->OnEvent(event);_IRR_IMPLEMENT_MANAGED_MARSHALLING_BUGFIX;return ret;}

 

也就是说，只有当前Active(有效)的 ICameraSceneNode 才会接收到消息。ICameraSceneNode 会检测ISceneNodeAnimator 的isEventReceiverEnabled(), 如果为真则调用其 OnEvent 函数。

 

整理消息传递的机制如下：

 

1. IrrlichtDevice              --> run()                                       搜集消息并打包

2. IrrlichtDevice              --> postEventFromUser()             传递消息到userReceiver GUI 和 Scene

3. ISceneManager          --> postEventFromUser()             传递消息到CameraNode

4. ICameraSceneNode   --> onEvent()                                调用 Animator 的onEvent

5. ISceneNodeAnimator --> onEvent()  // if enabled           响应消息。

 

可见，实现 ISceneNodeAnimator 虽然可以 SceneNode 动起来，但只有在 CameraSceneNode 上，才能够接收和处理消息。

 

3. 实现CameraAnimator

 

如果我们实现一个 CameraAnimator，在其中处理消息，更新 CameraNode 和 CubeNode 的位置，就可以实现交互和动画。该类关键的几个函数如下：

 

Cpp代码  

1. class CameraAnimator : public ISceneNodeAnimator   
2. {   
3. public:   
4.     //! Constructor   
5.     CameraAnimator(...   
6.   
7.     //! Destructor   
8.     virtual ~CameraAnimator(){};   
9.   
10.     //! 更新 SceneNode 位置   
11.     virtual void animateNode(ISceneNode* node, u32 timeMs);   
12.   
13.     //! 处理消息   
14.     virtual bool OnEvent(const SEvent& event);   
15.   
16.     //! This animator will receive events when attached to the active camera  
17.     virtual bool isEventReceiverEnabled() const  
18.     {   
19.         return true;  // 必须为true才能接收消息  
20.     }   
21.   
22.         .... // other member functions.   
23. private:   
24.      ... // fields   
25. };  

class CameraAnimator : public ISceneNodeAnimator{public://! ConstructorCameraAnimator(...//! Destructorvirtual ~CameraAnimator(){};//! 更新 SceneNode 位置    virtual void animateNode(ISceneNode* node, u32 timeMs);//! 处理消息    virtual bool OnEvent(const SEvent& event);//! This animator will receive events when attached to the active cameravirtual bool isEventReceiverEnabled() const{return true;  // 必须为true才能接收消息}        .... // other member functions.private:     ... // fields};

 

需要实现的关键有三点：

(1) 拖拽时， 场景跟着移动

(2) 单击某个图片时，场景移动到该位置，图片突出显示

(3) 滚轮实现缩放

 

在编程时有以下几个关键点：

(1) 三维场景中Node的选取，还好 irrlicht 替我们实现了这点，只需如下代码，就可以将鼠标点击处的node选取出来：

 

Cpp代码  

1. core::position2d<s32> mouse_position(event.MouseInput.X, event.MouseInput.Y);   
2. ISceneNode* node = scene_manager_->getSceneCollisionManager()   
3.         ->getSceneNodeFromScreenCoordinatesBB(mouse_position, -1);  

core::position2d<s32> mouse_position(event.MouseInput.X, event.MouseInput.Y);ISceneNode* node = scene_manager_->getSceneCollisionManager()        ->getSceneNodeFromScreenCoordinatesBB(mouse_position, -1);

 

(2) 运动的实现

 

    包括三个运动： CameraNode 的位置， CameraNode 的拍摄点，选取的图片的位置

    CameraNode的位置决定了场景的移动；

    CameraNode 的拍摄点决定了拍摄的角度，可以实现场景的倾斜；

    被选取的图片的位置可以使其比其它图片更接近Camera，实现突出的效果。

 

    （二）中描述的图片位置是排布在 z = 0 这个平面上的，Camera 的位置在 z = -700 平面上，初始拍摄点为原点。

 

    camera拍摄点（target）在 X 轴移动的处理如下：

Cpp代码  

1. if (is_drag_ && current_node_ == NULL) // 拖拽  
2. {   
3.     core::position2di mouse_position = device_->getCursorControl()->getPosition();   
4.     s32 xdiff = drag_start_point_.X - mouse_position.X;   
5.     drag_start_point_ = mouse_position;   
6.   
7.     x_target += 0.01*xdiff / core::max_(dt, 0.0000001f);   
8. }   
9.   
10. if (current_node_!=NULL) // 选取了某幅图片  
11. {   
12.     x_target = current_node_->getPosition().X;   
13. }   
14.   
15. sign = (x_target < x_current) ? -1 : 1;   
16. x_speed = sign*sqrt(abs(x_target - x_current)) * 50;  // 运动速度  
17. target_position.X += x_speed * dt;  // 移动位置  

if (is_drag_ && current_node_ == NULL) // 拖拽{core::position2di mouse_position = device_->getCursorControl()->getPosition();s32 xdiff = drag_start_point_.X - mouse_position.X;drag_start_point_ = mouse_position;x_target += 0.01*xdiff / core::max_(dt, 0.0000001f);}if (current_node_!=NULL) // 选取了某幅图片{x_target = current_node_->getPosition().X;}sign = (x_target < x_current) ? -1 : 1;x_speed = sign*sqrt(abs(x_target - x_current)) * 50;  // 运动速度target_position.X += x_speed * dt;  // 移动位置

 

    在 Y 轴和 Z 轴方向的移动，包括图片的移动， 均用类似的方式处理。参见（animateNode）函数。

 

(3) 鼠标滚轮实现缩放

    只需要改变 Camera 在Z轴的位置，作简单的限幅即可：

Cpp代码  

1. z_target += 100*event.MouseInput.Wheel;    
2.   
3. if (z_target > -200)   
4. {   
5.     z_target = -200;   
6. }   
7. if (z_target < -3000)   
8. {   
9.     z_target = -3000;   
10. }  

z_target += 100*event.MouseInput.Wheel; if (z_target > -200){z_target = -200;}if (z_target < -3000){z_target = -3000;}

 

4.最后

 

最后我们还需要将实现的 animator 附加到 Camera 上：

 

Cpp代码  

1. scene::ICameraSceneNode* camera = scene_mgr->addCameraSceneNode(0,    
2.     core::vector3df(0,0,-700),    
3.     core::vector3df(0,0,0), 0);   
4. scene::CameraAnimator* animator = new scene::CameraAnimator(wall_mgr->GetWallItemList(),    
5.     device, scene_mgr,    
6.     device->getTimer()->getTime());   
7. camera->addAnimator(animator);   
8. animator->drop();  

scene::ICameraSceneNode* camera = scene_mgr->addCameraSceneNode(0,     core::vector3df(0,0,-700),     core::vector3df(0,0,0), 0);scene::CameraAnimator* animator = new scene::CameraAnimator(wall_mgr->GetWallItemList(),     device, scene_mgr,     device->getTimer()->getTime());camera->addAnimator(animator);animator->drop();

 

编译运行后，您应该能够用鼠标实现类似 cooliris 的交互。更进一步的完善，还需要支持键盘等……

 

p.s.

 

3d 界面就介绍到这里了，也算告一段落。

还有两个部分：

(1) GUI： 介绍GUI编写，并加入Truetype中文字体支持；

(2) AnimatedGUI：介绍目录浏览控件的编写，实现一个皮肤系统。

 

由于临近毕业，导师催着要论文，过段时间再继续吧。

鉴于本人的学习经历，劝各位千万不要盲目读研，不要盲目崇拜名校，别被糟蹋了。

我是学机械方向的，盲目接受了当年所谓的推研资格。sigh~~学术气氛糟糕啊……

 

From: http://arec.iteye.com/blog/338135