OpenSceneGraph实现的NeHe OpenGL教程 - 第二课

    xiaoxiao2026-03-30  8

    这节课主要工作是在场景中添加一个三角形和一个四边形。本节新增加一个函数buildScene,这个函数将在场景中创建一个三角形和一个四边形。

    osg场景介绍

    在添加场景之前,先对osg的场景结果有一个了解,osg采用场景树的方式来组织场景,如下图所示:

    场景已节点(Node)的方式来组织,包括组节点Group(用来管理节点),空间变换节点(MatrixTransform),细节层次节点(LOD),选择开关节点(Switch)等等。

    最底层的节点一般是Geode节点类型(称为叶节点),Geode节点类型中包含需要绘制的各种Drawable(包括各种几何体、文字等都称为可绘制对象),叶节点用来管理和查询可绘制对象:常用的接口有:

    [cpp]  view plain  copy   bool addDrawable( Drawable *drawable );   bool removeDrawable( Drawable *drawable );   bool removeDrawables(unsigned int i,unsigned int numDrawablesToRemove=1);   bool replaceDrawable( Drawable *origDraw, Drawable *newDraw );   bool setDrawable( unsigned int i, Drawable* drawable );   unsigned int getNumDrawables() const    Drawable* getDrawable( unsigned int i )   const Drawable* getDrawable( unsigned int i ) const   在本课中,我们需要引入MatrixTransform节点来完成对三角形和四边形的变换操作。

    绘制几何体

    首先看一下可绘制对象Drawable的继承关系图

    在本例中我们需要绘制一个几何体,即osg::Geometry对象,为此我们需要定义Geometry的顶点坐标,纹理,法线等

    [cpp]  view plain  copy   //设置三角形的平移(glTranslate)   osg::MatrixTransform *triangleMT = new osg::MatrixTransform;   triangleMT->setMatrix(osg::Matrix::translate(-1.5, 0.0, -6.0));      osg::Geometry *triangleGeometry = new osg::Geometry;      //设置三角形顶点   osg::Vec3Array *triangleVertexArray = new osg::Vec3Array;   triangleVertexArray->push_back(osg::Vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f));   triangleVertexArray->push_back(osg::Vec3(-1.0f,-1.0f, 0.0f));   triangleVertexArray->push_back(osg::Vec3(1.0f,-1.0f, 0.0f));   triangleGeometry->setVertexArray(triangleVertexArray);      //设置三角形颜色   osg::Vec4Array *triangleColorArray = new osg::Vec4Array;   triangleColorArray->push_back(osg::Vec4(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f));   triangleGeometry->setColorArray(triangleColorArray);   triangleGeometry->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);      triangleGeometry->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::TRIANGLES, 0, 3));   osg::Geode *triangleGeode = new osg::Geode;   //关闭光照   triangleGeode->getOrCreateStateSet()->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);   triangleGeode->addDrawable(triangleGeometry);   triangleMT->addChild(triangleGeode);   可以看到代码中用MatrixTransform来完成平移操作,用Geode节点管理需要绘制的可绘制对象(Geometry) 。 由于 在NeHe OpenGL中没有开启光照,因此在此处的代码也关闭了场景中的关照。在绘制三角形时采用了DrawArrays的方式,类似于OpenGL中的glDrawArrays的方法(Vertex Array)。

    下面的代码是绘制四边形的代码,与上面三角形的代码类似,只是采用了DrawElement的方式绘制,类似于OpenGL中的glDrawElements

    [cpp]  view plain  copy   osg::MatrixTransform *quadMT = new osg::MatrixTransform;   quadMT->setMatrix(osg::Matrix::translate(1.5, 0.0, -6.0));   osg::Geometry *quadGeometry = new osg::Geometry;   osg::Vec3Array *quadVertexArray = new osg::Vec3Array;   quadVertexArray->push_back(osg::Vec3(-1.0f, 1.0f, 0.0f));   quadVertexArray->push_back(osg::Vec3(1.0f, 1.0f, 0.0f));   quadVertexArray->push_back(osg::Vec3(1.0f,-1.0f, 0.0f));   quadVertexArray->push_back(osg::Vec3(-1.0f,-1.0f, 0.0f));   quadGeometry->setVertexArray(quadVertexArray);      osg::Vec4Array *quadColorArray = new osg::Vec4Array;   quadColorArray->push_back(osg::Vec4(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f));   quadGeometry->setColorArray(quadColorArray);   quadGeometry->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);      osg::DrawElementsUByte *vertexIndices = new osg::DrawElementsUByte(osg::PrimitiveSet::QUADS, 4);   vertexIndices->push_back(0);   vertexIndices->push_back(1);   vertexIndices->push_back(2);   vertexIndices->push_back(3);   quadGeometry->addPrimitiveSet(vertexIndices);   osg::Geode *quadGeode = new osg::Geode;   quadGeode->addDrawable(quadGeometry);   quadMT->addChild(quadGeode);   最后将场景加载到Group根节点 [cpp]  view plain  copy   osg::Group *root = new osg::Group;   root->addChild(triangleMT);   root->addChild(quadMT);  

    另外一个需要注意的地方:在程序中我没有用到osg中的操作器,为了让我们的视点在OpenGL的默认位置,在创建相机的时候需要设置一下相机的位置,如下:

    [cpp]  view plain  copy   //修正:OpenGL默认的视点位置和世界坐标原点重合,因此第一个参数的eye位置是(0,0,0),在本系列教程中之前错误设置为(0,0,1),在此指出。由于代码太多,请读者自行修改后面代码   camera->setViewMatrixAsLookAt(osg::Vec3(0, 0, 0), osg::Vec3(0, 0, -1), osg::Vec3(0, 1, 0));   编译运行程序,熟悉的图形出现了:

    附:本课源码(源码中可能存在错误和不足,仅供参考)

    [cpp]  view plain  copy   #include "../osgNeHe.h"      #include <QtCore/QTimer>   #include <QtGui/QApplication>   #include <QtGui/QVBoxLayout>      #include <osgViewer/Viewer>   #include <osgDB/ReadFile>   #include <osgQt/GraphicsWindowQt>      #include <osg/MatrixTransform>         class ViewerWidget : public QWidget, public osgViewer::Viewer   {   public:       ViewerWidget(osg::Node *scene = NULL)       {           QWidget* renderWidget = getRenderWidget( createGraphicsWindow(0,0,100,100), scene);              QVBoxLayout* layout = new QVBoxLayout;           layout->addWidget(renderWidget);           layout->setContentsMargins(0, 0, 0, 1);           setLayout( layout );              connect( &_timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(update()) );           _timer.start( 10 );       }          QWidget* getRenderWidget( osgQt::GraphicsWindowQt* gw, osg::Node* scene )       {           osg::Camera* camera = this->getCamera();           camera->setGraphicsContext( gw );              const osg::GraphicsContext::Traits* traits = gw->getTraits();              camera->setClearColor( osg::Vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0) );           camera->setViewport( new osg::Viewport(0, 0, traits->width, traits->height) );           camera->setProjectionMatrixAsPerspective(45.0f, static_cast<double>(traits->width)/static_cast<double>(traits->height), 0.1f, 100.0f );           camera->setViewMatrixAsLookAt(osg::Vec3d(0, 0, 1), osg::Vec3d(0, 0, 0), osg::Vec3d(0, 1, 0));              this->setSceneData( scene );              return gw->getGLWidget();       }          osgQt::GraphicsWindowQt* createGraphicsWindow( int x, int y, int w, int h, const std::string& name=""bool windowDecoration=false )       {           osg::DisplaySettings* ds = osg::DisplaySettings::instance().get();           osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext::Traits> traits = new osg::GraphicsContext::Traits;           traits->windowName = name;           traits->windowDecoration = windowDecoration;           traits->x = x;           traits->y = y;           traits->width = w;           traits->height = h;           traits->doubleBuffer = true;           traits->alpha = ds->getMinimumNumAlphaBits();           traits->stencil = ds->getMinimumNumStencilBits();           traits->sampleBuffers = ds->getMultiSamples();           traits->samples = ds->getNumMultiSamples();              return new osgQt::GraphicsWindowQt(traits.get());       }          virtual void paintEvent( QPaintEvent* event )       {            frame();        }      protected:          QTimer _timer;   };            osg::Node*  buildScene()   {       osg::Group *root = new osg::Group;          //设置三角形的平移(glTranslate)       osg::MatrixTransform *triangleMT = new osg::MatrixTransform;       triangleMT->setMatrix(osg::Matrix::translate(-1.5, 0.0, -6.0));              osg::Geometry *triangleGeometry = new osg::Geometry;              //设置三角形顶点       osg::Vec3Array *triangleVertexArray = new osg::Vec3Array;       triangleVertexArray->push_back(osg::Vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f));       triangleVertexArray->push_back(osg::Vec3(-1.0f,-1.0f, 0.0f));       triangleVertexArray->push_back(osg::Vec3(1.0f,-1.0f, 0.0f));       triangleGeometry->setVertexArray(triangleVertexArray);          //设置三角形颜色       osg::Vec4Array *triangleColorArray = new osg::Vec4Array;       triangleColorArray->push_back(osg::Vec4(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f));       triangleGeometry->setColorArray(triangleColorArray);       triangleGeometry->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);          triangleGeometry->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::TRIANGLES, 0, 3));       osg::Geode *triangleGeode = new osg::Geode;       //关闭光照       triangleGeode->getOrCreateStateSet()->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);       triangleGeode->addDrawable(triangleGeometry);       triangleMT->addChild(triangleGeode);          //四边形部分       osg::MatrixTransform *quadMT = new osg::MatrixTransform;       quadMT->setMatrix(osg::Matrix::translate(1.5, 0.0, -6.0));       osg::Geometry *quadGeometry = new osg::Geometry;       osg::Vec3Array *quadVertexArray = new osg::Vec3Array;       quadVertexArray->push_back(osg::Vec3(-1.0f, 1.0f, 0.0f));       quadVertexArray->push_back(osg::Vec3(1.0f, 1.0f, 0.0f));       quadVertexArray->push_back(osg::Vec3(1.0f,-1.0f, 0.0f));       quadVertexArray->push_back(osg::Vec3(-1.0f,-1.0f, 0.0f));       quadGeometry->setVertexArray(quadVertexArray);          osg::Vec4Array *quadColorArray = new osg::Vec4Array;       quadColorArray->push_back(osg::Vec4(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f));       quadGeometry->setColorArray(quadColorArray);       quadGeometry->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);          osg::DrawElementsUByte *vertexIndices = new osg::DrawElementsUByte(osg::PrimitiveSet::QUADS, 4);       vertexIndices->push_back(0);       vertexIndices->push_back(1);       vertexIndices->push_back(2);       vertexIndices->push_back(3);       quadGeometry->addPrimitiveSet(vertexIndices);       osg::Geode *quadGeode = new osg::Geode;       quadGeode->addDrawable(quadGeometry);       quadMT->addChild(quadGeode);          root->addChild(triangleMT);       root->addChild(quadMT);          return root;   }            int main( int argc, char** argv )   {       QApplication app(argc, argv);       ViewerWidget* viewWidget = new ViewerWidget(buildScene());       viewWidget->setGeometry( 100, 100, 640, 480 );       viewWidget->show();       return app.exec();   }  
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