OpenScene Graph程序设计 www.osgChina .org 第二章：OSG基础 第二章0SG基础 2.1 Hel loWorld 现在我们开始来学习使用OSG来编程了，在这里需要明确一个概念，就是OSG的语法是标准C++的。所以 会使用C+的初学者肯定就能够很好的使用OSG了。剩下的就是OSG中的各种库的使用了，严格来说并不 是十分的难以理解，现在我们来逐一破解这些库。 在学习各种语言的时候当中，都会有程序名为Hello World,在OsG中也不例外，在OsG中也会有了了几行 的程序来说明OSG中的一些功能和机制。 这里需要配置VS才能正确的编译与运行OSG程序，如果对配置库与头文件还不清楚，可以直接查阅第一章 的3.3节。 示例一：Hel loWor Id 在这里建立和以后的示例当中建立程序的步骤都是一致的，如果不特殊指明都按照这个方法。打开VS2005, 点击菜单：文件>新建->项目->Visual C+>WIN32控制台应用程序，项目名称设置为：Hello OSG's World, 在源文件中添加mai.cpp,现在需要添加OsG相关的库，在这里我们把所有的链接库都添加进去，以免出 什么乱子。菜单：项目->属性->配置属性->链接器->输入->在附加依赖项中输入：OpenThreadsd..lib osgd.ib osgDBd.lib osgFXd.lib osgGAd.lib osgIntrospectiond.lib osgManipulatord.lib osgParticled.lib osgShadowd.lib osgSimd.lib osgTerraind...lib osgTextd..lib osgUtild..lib osgViewerd..ib,或者到项目->属性->配置属性->链接器->命 令行下输入这些。这时需要在R版中也配置R版的库。如图2.1所示。 配置(G: Release 平台P: 活动Win32) 配置管理器(Q), 田通用属性 所有选顶L): 白配置属性 /OUT:"E:\code\osg\1.Hello OSG's World\Release\1.Hello OSG's World.exe" 常规 /INCREMENTAL:NO /NOLOGO/MANIFEST/MANIFESTFILE:"Release\1.Hello OSG's 调试 World.exe.intermediate.manifest"/DEBUG /PDB:"e:\code\osg\1.Hello OSG's 田C/C++ World\release\1.Hello OSG's World.pdb"/SUBSYSTEM:CONSOLE/OPT:REF 日链接器 /OPT:ICF/LTCG /MACHINE:X86/ERRORREPORT:PROMPT kernel32.lib user32.lib gdi32.lib winspool.lib comdlg32.lib advapi32.lib shell32.ib ole32.lib oleaut32.lib 一常规 uuid.lib odbc32.lib odbccp32.lib 输入 清单文件 调试 一系统 优化 嵌入的IDL 高级 命令行 附加选顶(D): ⊕清单工具 OpenThreads.lib osg.lib osgDB.lib osgFX.lib osgGA.lib osgIntrospection.lib 由XML文档生成器 osgManipulator.lib osgParticle.lib osgShadow.lib osgSim.lib osgTerrain.lib 中削监信自 osgText.lib osgUtil.lib osgViewer.lib 23
OpenSceneGraph 程序设计 www.osgChina.org 第二章：OSG 基础 23 第二章 OSG 基础 2.1 HelloWorld 现在我们开始来学习使用 OSG 来编程了，在这里需要明确一个概念，就是 OSG 的语法是标准 C++的。所以 会使用 C++的初学者肯定就能够很好的使用 OSG 了。剩下的就是 OSG 中的各种库的使用了，严格来说并不 是十分的难以理解，现在我们来逐一破解这些库。 在学习各种语言的时候当中，都会有程序名为 Hello World，在 OSG 中也不例外，在 OSG 中也会有了了几行 的程序来说明 OSG 中的一些功能和机制。 这里需要配置 VS 才能正确的编译与运行 OSG 程序，如果对配置库与头文件还不清楚，可以直接查阅第一章 的 3.3 节。 示例一：HelloWorld 在这里建立和以后的示例当中建立程序的步骤都是一致的，如果不特殊指明都按照这个方法。打开 VS2005， 点击菜单：文件->新建->项目->Visual C++ ->WIN32 控制台应用程序，项目名称设置为：Hello OSG’s World， 在源文件中添加 main.cpp，现在需要添加 OSG 相关的库，在这里我们把所有的链接库都添加进去，以免出 什么乱子。菜单：项目->属性->配置属性->链接器->输入->在附加依赖项中输入：OpenThreadsd.lib osgd.lib osgDBd.lib osgFXd.lib osgGAd.lib osgIntrospectiond.lib osgManipulatord.lib osgParticled.lib osgShadowd.lib osgSimd.lib osgTerraind.lib osgTextd.lib osgUtild.lib osgViewerd.lib，或者到项目->属性->配置属性->链接器->命 令行下输入这些。这时需要在 R 版中也配置 R 版的库。如图 2.1 所示
OpenScene Graph程序设计 www.osgChina.org 第二章：OsG基础 2.1添加库示意图 这里要注意，调度版的库后面都是带个d的，比如osgd.lib,然而R版的就不带这个D。发布版的可执行文 件会比较小，因为里面不含调试信息。 在main.cpp中输入以下代码： //By FreeSouth ieysx@163.com www.osgChina.org 2008 6 11 1.#indude <osgDB/ReadFile> 2.#indude <osgViewer/Viewer> 3.void main() 4.{ 5. osgViewer::Vie wer viewer; 6. vie wer.setSceneDa ta(os gDB::read NodeFile("glider.os g")); 1 vie wer.realize(); 8. viewer.run(); 9.} CTRL十F5编译执行后可以得到如图2.2所示结果： 图2.2 Hello World运行结果 老实来讲，说个私事，我非常喜欢这个小飞机。可能由于Don Burns和Robert Osfield都是滑翔机的爱好者， 所以这个小飞机做的特别漂亮。这让我想起Visual C+内幕的作者，也是滑翔机爱好者，最终死于飞机失事， 英年早逝。 下面首先来逐行来解释整个程序： 第1~2行：这里是包含头文件，可以打开OSG的安装目录，发现应该存在osgViewer和osgDB的文件夹， 而ReadFile和Viewer都是其中的头文件。这里要说一下，一般需要头文件与对应库和动态链接DLL就 可以编译了，不需要CPP文件，头文件是说明库文件和DL的。 第3行：主函数，这里主函数还没有任何的参数。 第45行：这里申请了一个viewer,这里要解释一下，为什么要osgViewer:Viewer,osgViewer是名字空间， 与std:的地位是一样的，关于名字间是C+防止重名的很重要的一个机制，从而使程序看起来井井有条。 这里你可以理解为申请一个观察器，该观察可以查看模型就可以了，在现实中我们也是叫Viewer的。 比如，你的Viewer写的有问题，用Viewer等等打招乎语。注意这里申请的并非一个指针，而实是一个 对象实体。 24
OpenSceneGraph 程序设计 www.osgChina.org 第二章：OSG 基础 24 2.1 添加库示意图 这里要注意，调度版的库后面都是带个 d 的，比如 osgd.lib，然而 R 版的就不带这个 D。发布版的可执行文 件会比较小，因为里面不含调试信息。 在 main.cpp 中输入以下代码： //By FreeSouth ieysx@163.com www.osgChina.org 2008 6 11 1.#include <osgDB/ReadFile> 2.#include <osgViewer/Viewer> 3.void main() 4.{ 5. osgViewer::Viewer viewer; 6. viewer.setSceneData(osgDB::readNodeFile("glider.osg")); 7. viewer.realize(); 8. viewer.run(); 9.} CTRL＋F5 编译执行后可以得到如图 2.2 所示结果： 图 2.2 Hello World 运行结果 老实来讲，说个私事，我非常喜欢这个小飞机。可能由于 Don Burns 和 Robert Osfield 都是滑翔机的爱好者， 所以这个小飞机做的特别漂亮。这让我想起 Visual C++内幕的作者，也是滑翔机爱好者，最终死于飞机失事， 英年早逝。 下面首先来逐行来解释整个程序： 第 1~2 行：这里是包含头文件，可以打开 OSG 的安装目录，发现应该存在 osgViewer 和 osgDB 的文件夹， 而 ReadFile 和 Viewer 都是其中的头文件。这里要说一下，一般需要头文件与对应库和动态链接 DLL 就 可以编译了，不需要 CPP 文件，头文件是说明库文件和 DLL 的。 第 3 行：主函数，这里主函数还没有任何的参数。 第 4~5 行：这里申请了一个 viewer，这里要解释一下，为什么要 osgViewer::Viewer，osgViewer 是名字空间， 与 std::的地位是一样的，关于名字间是 C++防止重名的很重要的一个机制，从而使程序看起来井井有条。 这里你可以理解为申请一个观察器，该观察可以查看模型就可以了，在现实中我们也是叫 Viewer 的。 比如，你的 Viewer 写的有问题，用 Viewer 等等打招乎语。注意这里申请的并非一个指针，而实是一个 对象实体
OpenScene Graph程序设计 www.osgChina .org 第二章：OSG基础 第6行：这里是设置观察器Viewer中的数据，换句话说，有了观察器，得可以年模型呀，模型中要以含有 路径，比如viewer..setSceneData(osgDB:readNodeFile("C:/glider..osg";表示打开C盘根目录下的该模型。 其中∥为转义字符，编译器会识别为/，从某种意义上讲，我个人从来不把文件夹设置为中文名，OSG 对中文支持的可不是很好。所以最好不用要中文路径名，还有就是有空格的路径名，最好也不用，不 要让这些无所谓的东西干扰你。 第7行：这个语句表达的意思非常多，事实上可以定位到Viewer..cpp的第377行，会发现里面的操作非常 多，可以理解为这是在渲染前的最后一步，会检查和设置图形上下文，屏幕啊什么的，会让你以前的 设置，对Viewer的设置都生效。 第8行：这一句的意思就是渲染了，如果要解释它的意思的话，可以用下面的几个语句来替代： while(!viewer.done())(viewer..frame();以.意思也就是说，只要viewer没有结束，那么就绘制它的每一个帧 [frame]。 这个程序有一些问题，经如怎么不像我们知道那样，键下小S键会显示帧速，再点一下下会显示每一帧各 部分所占用的时间，怎么不像我们以前看的那样点下W键显示网格，再点一下会显示点集，最让人无法容 忍的是点F键竞然也没有一点点的反应。现在我们来一点点的完善这个程序，让我们来让它看起来“正常”。 2.1.1改进Hel loWorId 现在明确一下功能需求，首先点击S键会显示帧速，那个S是小写的。点击W键会显示网格，点击L键灯 光会开启等等以前都具有的功能。等等这些功能。 示例二：添加状态 把main的代码改至如下： //By FreeSouth ieysx@163.com www.osgChina.org 2008 6 11 #indude <os gDB/ReadFile> #indude <os gViewer/Viewer> #indude <osgViewer/ViewerEventHandlers> #indude <os gGA/State SetManipula tor> void main() osgViewer::Viewer viewer; viewer.setScene Data(os gDB:readNodeFile("glider.osg")); /添加状态事件 y viewer.add EventHa ndler(new osgGA::Sta teSetManipulator(viewer.ge tCa mera()->getOrCrea teStateSet())); /窗口大小变化事件 vieweradd EventHandler(new osgVie wer::WindowSize Handler); /添加一些常用状态设置 vieweraddEventHandler(new os gViewer:Sta tsHandler); vie wer.realize(); viewer.run(); 25
OpenSceneGraph 程序设计 www.osgChina.org 第二章：OSG 基础 25 第 6 行：这里是设置观察器 Viewer 中的数据，换句话说，有了观察器， 得可以年模型呀，模型中要以含有 路径，比如 viewer.setSceneData(osgDB::readNodeFile("C://glider.osg"));表示打开 C 盘根目录下的该模型。 其中//为转义字符，编译器会识别为/，从某种意义上讲，我个人从来不把文件夹设置为中文名，OSG 对中文支持的可不是很好。所以最好不用要中文路径名，还有就是有空格的路径名，最好也不用，不 要让这些无所谓的东西干扰你。 第 7 行：这个语句表达的意思非常多，事实上可以定位到 Viewer.cpp 的第 377 行，会发现里面的操作非常 多，可以理解为这是在渲染前的最后一步，会检查和设置图形上下文，屏幕啊什么的，会让你以前的 设置，对 Viewer 的设置都生效。 第 8 行：这一句的意思就是渲染了，如果要解释它的意思的话，可以用下面的几个语句来替代： while(!viewer.done()){viewer.frame();}.意思也就是说，只要 viewer 没有结束，那么就绘制它的每一个帧 ［frame］。 这个程序有一些问题，经如怎么不像我们知道那样，键下小 S 键会显示帧速，再点一下下会显示每一帧各 部分所占用的时间，怎么不像我们以前看的那样点下 W 键显示网格，再点一下会显示点集，最让人无法容 忍的是点 F 键竟然也没有一点点的反应。现在我们来一点点的完善这个程序，让我们来让它看起来“正常”。 2.1.1 改进 HelloWorld 现在明确一下功能需求，首先点击 S 键会显示帧速，那个 S 是小写的。点击 W 键会显示网格，点击 L 键灯 光会开启等等以前都具有的功能。等等这些功能。 示例二：添加状态 把 main 的代码改至如下： //By FreeSouth ieysx@163.com www.osgChina.org 2008 6 11 #include <osgDB/ReadFile> #include <osgViewer/Viewer> #include <osgViewer/ViewerEventHandlers> #include <osgGA/StateSetManipulator> void main() { osgViewer::Viewer viewer; viewer.setSceneData(osgDB::readNodeFile("glider.osg")); //添加状态事件 1. viewer.addEventHandler( new osgGA::StateSetManipulator(viewer.getCamera()->getOrCreateStateSet()) ); //窗口大小变化事件 2. viewer.addEventHandler(new osgViewer::WindowSizeHandler); //添加一些常用状态设置 3. viewer.addEventHandler(new osgViewer::StatsHandler); viewer.realize(); viewer.run();
OpenScene Graph程序设计 www.osgChina .org 第二章：OsG基础 现在运行一下，点击S时会显示帧速，而且点击W时会显示网格，点F时会从大化与最小化之间来回的变 化，点击L键时会显灯光。解释一下这几行。注意，添加了一些头文件。代码中添加的部分添另的有行号： 第1行：从函数的意思上来看是添加一个事件句柄，可以理解为添加一个响应，鼠标或是键盘的，这个响 应可以看做响应键盘或是鼠标事件，故函数名字叫：addEventHandler[添加事件句柄]。这个事件是库 中自己写好的，叫做状态设置(new osgGA:StateSetManipulator(viewer..getCamera()->getOrCreateStateSet(),其中我们点击L键时有操作器 的味道，所以叫状态设置操作器。众所周知，灯光是状态控制的，所以这句话可以控制L键开启与关 闭灯光，至于为什么定位在L键上，怎么搞的，可以查看StateSetManipulator源码，我们以后也会写自 己的操作器。发现默认的灯光比加强的L灯光好看一些，这是这个模型，大多数情况下都不是这样的。 第2行：添加的是窗口大小改变的句柄，这里响应的是F键，与上面的原理是差不多。在早期版本中，他 们是在一起的，至1.20以后就把他们分开了。 第3行：添加常用的状态操作，这里会响应S键，W键等等，原理与上述两个是一样的。 上面讲述了如何在一个viewer当中添加状态，但是显然这个操作器还是不那么如人意，我们需要多一些操 作器，而且在早期的版本当中，会有点击Z记录路径再播放什么的，而且点击H键会显示出来帮助文档， 这里我们再把代码修改一下： 示例三：设置操作器 //ByFreeSouth ieysx@163.com wwwosgChina.ong 2008 611 #indude <os gDB/ReadFile> #indude <osgViewer/Viewer> #indude <os gViewer/ViewerEventHandlers> #indude <os gGA/Tra cballManipulator> #indude <os gGA/FlightManipulator> #indude <os gGA/Drive Manipula tor> #indude <os gGA/KeySwitch Ma trixManipulator> #indude <os gGA/State SetManipula tor> #indude <os gGA/Animation Pa th Manipulator> #indude <osgGA/TerrainManipulator> void main() osgViewer::Viewer viewer; viewer.setScene Data(osgDB::readNodeFile("glider.osg")); /添加状态事件 viewer.addEventHandler new osgGA::StateSetManipulator(viewer.getCa mera()->getOrCreateStateSet())); /窗口大小变化事件 26
OpenSceneGraph 程序设计 www.osgChina.org 第二章：OSG 基础 26 } 现在运行一下，点击 S 时会显示帧速，而且点击 W 时会显示网格，点 F 时会从大化与最小化之间来回的变 化，点击 L 键时会显灯光。解释一下这几行。注意，添加了一些头文件。代码中添加的部分添另的有行号： 第 1 行：从函数的意思上来看是添加一个事件句柄，可以理解为添加一个响应，鼠标或是键盘的，这个响 应可以看做响应键盘或是鼠标事件，故函数名字叫：addEventHandler［添加事件句柄］。这个事件是库 中自己写好的，叫做状态设置（new osgGA::StateSetManipulator(viewer.getCamera()->getOrCreateStateSet())），其中我们点击 L 键时有操作器 的味道，所以叫状态设置操作器。众所周知，灯光是状态控制的，所以这句话可以控制 L 键开启与关 闭灯光，至于为什么定位在 L 键上，怎么搞的，可以查看 StateSetManipulator 源码，我们以后也会写自 己的操作器。发现默认的灯光比加强的 L 灯光好看一些，这是这个模型，大多数情况下都不是这样的。 第 2 行：添加的是窗口大小改变的句柄，这里响应的是 F 键，与上面的原理是差不多。在早期版本中，他 们是在一起的，至 1.20 以后就把他们分开了。 第 3 行：添加常用的状态操作，这里会响应 S 键，W 键等等，原理与上述两个是一样的。 上面讲述了如何在一个 viewer 当中添加状态，但是显然这个操作器还是不那么如人意，我们需要多一些操 作器，而且在早期的版本当中，会有点击 Z 记录路径再播放什么的，而且点击 H 键会显示出来帮助文档， 这里我们再把代码修改一下： 示例三：设置操作器 //By FreeSouth ieysx@163.com www.osgChina.org 2008 6 11 #include <osgDB/ReadFile> #include <osgViewer/Viewer> #include <osgViewer/ViewerEventHandlers> #include <osgGA/TrackballManipulator> #include <os gGA/FlightManipulator> #include <osgGA/DriveManipulator> #include <osgGA/KeySwitchMatrixManipulator> #include <osgGA/StateSetManipulator> #include <osgGA/AnimationPathManipulator> #include <osgGA/TerrainManipulator> void main() { osgViewer::Viewer viewer; viewer.setSceneData(osgDB::readNodeFile("glider.osg")); //添加状态事件 viewer.addEventHandler( new osgGA::StateSetManipulator(viewer.getCamera()->getOrCreateStateSet()) ); //窗口大小变化事件
OpenSceneGraph程序设计 www.osgChina .org 第二章：OsG基础 vie wer.add EventHandler(new osgVie wer::WindowSize Handler); /添加一些常用状态设置 vie wer.addEventHandler(new osgVie wer::Sta tsHandler); /添加一些操作器 2 osg::ref_ptr<osgGA::Ke ySwitch MatrixMa nipulator>keys witch Manipulator=new osgGA::Ke ySwitch Matrix Ma nipula tor; keyswitch Ma nipulator->addMa trixMa nipula tor('1',"Tra ckball",new osgGA::TradballManipulator()); keyswitch Ma nipulator->addMa trixMa nipula tor('2',"Flight",new osgGA:FlightManipulator()); 5 keyswitch Ma nipula tor->addMatrixMa nipula tor('3',"Drive",new osgGA::Drive Manipula tor()); keyswitch Ma nipulator->addMa trixMa nipula tor('4',"Terrain",new osgGA::TerrainManipulator()) viewer.setCamera Ma nipulator(keys witchManipulator.get(); 8 /添加路径记录 vie wer.add EventHandler(new os gViewer::Record Came ra PathHandler); viewer.realize(); viewer.run(); 运行后，比之以前键下2或者3键可以发现可以换操作器了，先按Z再换过来按小写Z,发现可以记录路径 了，而且在文件夹里还为我们生成了一个路径文件：saved_animation.path真是非常非常的方便。注意我们 添加了一些头文件。下面我们来解释一下这些代码： 第12行：申请一个使用按键来换操作器的类，即：osgGA::KeySwitchMatrixManipulator,意思是这样的， 往这个类中添操作器，添的时候带个标识和快捷键，然后再把这个类添加到viewer当中，这样viewer 运行的时候就可以通过按键来换操作器了，真方便。 第3~6行：申请一些操作器，把这些操作器加入到“用按键来换操作器的类”中，这样相当于有了个总闸 来控制哪个小东西开始用。 第7行：把这个“用按键来换操作器的类”添加到viewer当中去，这样就可以用键来激活这些操作器。 第8g行：把路径记录的功能添加到viewer当中，和添加状态是一样样的。 这样我们运行开来，就会得到一个几乎正常的功能了。现在我们突然想写一个好的程序，这个程序比之上 面的功能更加强大，有哪些功能呢，比如：可以在程序运行之初来决定输入哪个模型而不是程序中定的那 样，可以用来读路径文件，那么我们就需要一个好的程序了。 2.1.2最好的Hel loWor Id 我们暂把此程序命令为最好的HelloWorld这样就可以我们控制输入哪些模型了。由于我们还没有设计菜单 什么的，所以我们只有通过命令行了，可能听说过main里面是有参数值的，这些参数值就可以传进程序当 中当做真的参数来使用。 首先我们必须来解释一下main里面的两个参数int main(int argc,char*arg吵：argc:为整数，表示传给main) 的命令行参数个数。argv:为符串数组。在DOS3.X版本中，argv[oj为程序运行的全路径名；对DOS3.0以下的 27
OpenSceneGraph 程序设计 www.osgChina.org 第二章：OSG 基础 27 viewer.addEventHandler(new osgViewer::WindowSizeHandler); //添加一些常用状态设置 viewer.addEventHandler(new osgViewer::StatsHandler); //添加一些操作器 1 { 2 osg::ref_ptr<osgGA::KeySwitchMatrixManipulator> keyswitchManipulator = new osgGA::KeySwitchMatrixManipulator; 3 keyswitchManipulator->addMatrixManipulator( '1', "Trackball", new osgGA::TrackballManipulator() ); 4 keyswitchManipulator->addMatrixManipulator( '2', "Flight", new osgGA::FlightManipulator() ); 5 keyswitchManipulator->addMatrixManipulator( '3', "Drive", new osgGA::DriveManipulator() ); 6 keyswitchManipulator->addMatrixManipulator( '4', "Terrain", new osgGA::TerrainManipulator() ); 7 viewer.setCameraManipulator( keyswitchManipulator.get() ); 8 } //添加路径记录 9 viewer.addEventHandler(new osgViewer::RecordCameraPathHandler); viewer.realize(); viewer.run(); } 运行后，比之以前键下 2 或者 3 键可以发现可以换操作器了，先按 Z 再换过来按小写 Z，发现可以记录路径 了，而且在文件夹里还为我们生成了一个路径文件：saved_animation.path 真是非常非常的方便。注意我们 添加了一些头文件。下面我们来解释一下这些代码： 第 1~2 行：申请一个使用按键来换操作器的类，即：osgGA::KeySwitchMatrixManipulator，意思是这样的， 往这个类中添操作器，添的时候带个标识和快捷键，然后再把这个类添加到 viewer 当中，这样 viewer 运行的时候就可以通过按键来换操作器了，真方便。 第 3~6 行：申请一些操作器，把这些操作器加入到“用按键来换操作器的类”中，这样相当于有了个总闸 来控制哪个小东西开始用。 第 7 行：把这个“用按键来换操作器的类”添加到 viewer 当中去，这样就可以用键来激活这些操作器。 第 8~9 行：把路径记录的功能添加到 viewer 当中，和添加状态是一样样的。 这样我们运行开来，就会得到一个几乎正常的功能了。现在我们突然想写一个好的程序，这个程序比之上 面的功能更加强大，有哪些功能呢，比如：可以在程序运行之初来决定输入哪个模型而不是程序中定的那 样，可以用来读路径文件，那么我们就需要一个好的程序了。 2.1.2 最好的 HelloWorld 我们暂把此程序命令为最好的 HelloWorld 这样就可以我们控制输入哪些模型了。由于我们还没有设计菜单 什么的，所以我们只有通过命令行了，可能听说过 main 里面是有参数值的，这些参数值就可以传进程序当 中当做真的参数来使用。 首先我们必须来解释一下 main 里面的两个参数 int main(int argc, char** argv): argc: 为整数,表示传给 main() 的命令行参数个数。argv: 为符串数组。在 DOS3.X 版本中, argv[0]为程序运行的全路径名;对 DOS3.0 以下的