OpenSceneGraph几个重要功能节点练习

来源：互联网发布：百度云和阿里云服务器编辑：程序博客网时间：2024/06/05 03:58

一. 空间变换节点

空间变换中最重要的是坐标系和矩阵运算了。OSG坐标系中使用右手系，Z轴垂直向上，X轴水平向右，Y轴垂直屏幕向里，与OpenGL和DirectX都不同。
相关缩放、旋转和平移主要由osg::Matrix, osg::Vec3, osg::Quat几个类来完成。
局部坐标系向世界坐标系转换规则是：设在局部坐标系下顶点 V 转换成世界坐标系坐标 V'：
　　　　V' = V * M_n* M_n-1*……* M₃* M₂* M₁* M₀

其中M0到Mn一次为各个矩阵变换。从世界坐标系坐标下顶点 V' 转换成局部坐标系 V：
　　　　V = V' * M₀^-1 * M₁^-1*M₂^-1* M₃^-1*……* M_n-1^-1 * M_n^-1

对于空间变换而言，无论是OpenGL，DirectX还是OSG，一般都会遵守SRT(Scale/Rotate/Translate)的运算顺序来完成符合矩阵的构建：
其公式为：

　　　　M ＝M_s * M_r * M_t

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osg::Matrix mt = osg::Matrix::scale( osg::Vex3(sx, sy, sz) ) *
                       osg::Matrix::rotate( osg::Quat(angle, axis) ) *
                       osg::Matrix::translate( osg::Vec3(tx, ty, tz) ) ;

osg::MatrixTransform, osg::PositionAttitudeTransform, osg::AutoTransform 示例：

#include <osg/Node>
#include <osg/AutoTransform>
#include <osg/MatrixTransform>
#include <osg/PositionAttitudeTransform>
#include <osgDB/ReadFile>
#include <osgViewer/Viewer>

 //library for OSG
 #pragma comment(lib, "osgd.lib")
 #pragma comment(lib, "osgDBd.lib")
 #pragma comment(lib, "osgViewerd.lib")

osg::Transform*  createAutoTransform(double posX, osg::Node* node)
{
   osg::ref_ptr<osg::AutoTransform> at = new osg::AutoTransform();
   at->setAutoRotateMode( osg::AutoTransform::ROTATE_TO_SCREEN );
   at->setPosition( osg::Vec3(posX, 0, 0) );
   at->addChild( node );

   return at.release();
}

osg::Transform*  createMatrixTransform(double posX, double rotateZ, osg::Node* node)
{
   osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> mt = new osg::MatrixTransform();
   mt->setMatrix( osg::Matrix::rotate( rotateZ, osg::Z_AXIS) *
                        osg::Matrix::translate( posX, 0, 0) );
   mt->addChild( node );

   return mt.release();
}

osg::Transform* createPositionAttitudeTransform(double posX, double rotateZ, osg::Node* node)
{
   osg::ref_ptr<osg::PositionAttitudeTransform> pat = new osg::PositionAttitudeTransform();
   pat->setAttitude( osg::Quat(rotateZ, osg::Z_AXIS) );
   pat->setPosition( osg::Vec3(posX, 0, 0) );
   pat->addChild(node);

   return pat.release();
}

int main(int argc, char** argv)
{
   osg::ArgumentParser argument(&argc, argv);
   osg::ref_ptr<osg::Node> node = osgDB::readNodeFiles(argument);
   if( !node.get() ) node = osgDB::readNodeFile( "cow.osg" );

   osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group();
   root->addChild( createAutoTransform(0.0, node) );
   root->addChild( createMatrixTransform(-15.0, osg::PI_4, node) );
   root->addChild( createPositionAttitudeTransform(15.0, -osg::PI_4, node) );

   osgViewer::Viewer  viewer;
   viewer.setSceneData( root.get() );
   return viewer.run();
}

二. 开关节点（osg::Switch）
开关节点Switch的作用是，在场景中某时刻，它的某些子节点被隐藏和忽略，而列外一些节点正常显示并完成相应功能。示例中利用开关节点的更新回调实现子节点的切换：

#include <osg/Switch>
#include <osg/NodeCallback>
#include <osgDB/ReadFile>
#include <osgDB/WriteFile>
#include <osgViewer/Viewer>

#pragma comment(lib, "osgd.lib")
#pragma comment(lib, "osgDBd.lib")
#pragma comment(lib, "osgViewerd.lib")

class CessnaCallback: public osg::NodeCallback
{
public:
   virtual void operator()(osg::Node* node, osg::NodeVisitor* nv)
   {
       osg::Switch* sw = dynamic_cast<osg::Switch*>(node);
       if(sw && nv)
       {
           const osg::FrameStamp* fs = nv->getFrameStamp();
           if( fs )
           {
               if( _fireStartFrame < fs->getFrameNumber() )
               {
                   sw->setValue(0, false);
                   sw->setValue(1, true);
               }
           }
       }
       traverse(node, nv);
   }

private:
   static const int _fireStartFrame = 900;
};

int main(int argc, char** argv)
{    
   osg::ref_ptr<osg::Switch> root = new osg::Switch();
   root->addChild( osgDB::readNodeFile("cessna.osg"), true );
   root->addChild( osgDB::readNodeFile("cessnafire.osg"), false );
   root->addUpdateCallback(new CessnaCallback() );

   osgDB::writeNodeFile( *(root.get()), "Switch.osg" );
   osgViewer::Viewer viewer;
   viewer.setSceneData( root.get() );
   return viewer.run();
}

三. 细节层次节点(osg::LOD)

LOD节点，其基本实现功能是在不影响渲染效果的条件下，根据场景对象与观察者的距离，从多个预置方案中选择一种合适的来表达要渲染的物体，从而减轻系统的负担，模型越靠近观察者越精细，而远处只需要较少的多边形类表达。示例如下：

#include <osg/LOD>
#include <osgDB/ReadFile>
#include <osgViewer/Viewer>
#include <osg/Notify>

#pragma comment(lib, "osgd.lib")
#pragma comment(lib, "osgDBd.lib")
#pragma comment(lib, "osgViewerd.lib")

int main(int argc, char** argv)
{
   osg::ref_ptr<osg::Node> node = osgDB::readNodeFile( "bunny-high.ive" );

   if(!node)
   {
       osg::notify(osg::NotifySeverity::ALWAYS) << "Cannot open the model bunny!\n" ;
       return 0;
   }

   float r = node->getBound().radius();

   osg::ref_ptr<osg::LOD> lod = new osg::LOD();
   lod->addChild(node.get(), 0.0f, r*3 );
   lod->addChild( osgDB::readNodeFile("bunny-mid.ive"), r*3, r*7 );
   lod->addChild( osgDB::readNodeFile("bunny-low.ive"), r*7, FLT_MAX );

   osgViewer::Viewer viewer;
   viewer.setSceneData( lod.get() );
   viewer.run();
}

四. 代理节点（ProxyNode）
ProxyNode代理节点是一种用于动态加载其他模型节点的节点类型。这些节点不会立即被解析和加入场景，而是在场景运行过程中逐步载入。示例：

#include <osg/ProxyNode>
#include <osgDB/ReadFile>
#include <osg/ArgumentParser>
#include <osgViewer/Viewer>
#include <osg/Notify>
#include <iostream>

#pragma comment(lib, "osgd.lib")
#pragma comment(lib, "osgDBd.lib")
#pragma comment(lib, "osgViewerd.lib")


int main(int argc, char** argv)
{
   osg::ArgumentParser argument(&argc, argv);
   osg::ref_ptr<osg::ProxyNode> pn = new osg::ProxyNode();
   unsigned int num = 0;

   for(int i = 1; i < argument.argc(); i++)
   {
       if( argument.isString(i) )
       {
           std::cout << num << ":  " << argument[i] << "\n" ;
           pn->setFileName( num++, argument[i] );
       }
   }
   if( !pn->getNumFileNames() )
       pn->setFileName(0, "cow.osg" );

   osgViewer::Viewer viewer;
   viewer.setSceneData( pn.get() );
   return viewer.run();
}

0 0