OSG学习：几何体的操作（二）——交互事件、Delaunay三角网绘制

比眉伴天荒 2022-05-22 07:09 275阅读 0赞

> 以下内容来自： 
> 
> 1、《OpenSceneGraph三维渲染引擎编程指南》肖鹏 刘更代 徐明亮 清华大学出版社 
> 
> 2、《OpenSceneGraph三维渲染引擎设计与实践》王锐 钱学雷 清华大学出版社
> 
> 3、自己的总结

> [下载完整工程OSG\_7\_OperatingDelaunay][OSG_7_OperatingDelaunay]
> 
> 创建C++项目后，首先需要配置OSG环境，具体步骤看[OSG学习：WIN10系统下OSG+VS2017编译及运行][OSG_WIN10_OSG_VS2017]第六步：新建OSG项目测试。

首先重新来看一下场景的构成：基本的绘图基元——场景：

基本的绘图基元——简单的几何体——复杂的几何体——复杂的场景。

对几何体进行适当地修改，可以提高渲染效率。这些操作都由osgUtil库提供，主要有[简化osgUtil::Simplifier][osgUtil_Simplifier]、生成法线osgUtil::SmoothingVisitor（[OSG学习：几何对象的绘制（二）——简易房屋：创建人字顶部分][OSG]）、[生成Delaunay三角网osgUtil::DelaunayTriangulator][Delaunay_osgUtil_DelaunayTriangulator]、条带化osgUtil::TriStripVisitor等。

本篇文章解析生成Delaunay三角网的方法：

[不规则三角网TIN][TIN]是数字地形建模中表达地形表面的重要手段，它通过不规则离散分布的数据点生成的连续三角面来逼近地形表面，它能以不同层次的分辨率来描述地形表面，地形平坦的地方点稀疏三角网较大且稀疏，地形陡峭的地方三角网小且密集。

狄洛尼Delaunay三角网是所有可能的三角网中在地形拟合方面最出色的方法。生成Delaunay三角网的传统算法主要为Lawson算法和Bowyer-Watson算法。

步骤：

1）创建顶点数组；

2）创建osgUtil::DelaunayTriangulator类对象并初始化顶点数组，同时生成三角网；

3）创建一个几何体对象，把osgUtil::DelaunayTriangulator类对象生成的绘制图元加入到几何体中，在生成三角网时还可以添加限制条件：点、线、多边形。

根据代码来了解使用方法：

// stdafx.h 
    
    #include <osg/Node> //节点类
    #include <osg/Geode> //是个几何节点，可以说是一个几何Group节点，一般的可绘制几何体都是通过它来传向root进行渲染，是OSG几何绘制的最高管理节点
    #include <osg/Group> //对节点起到组织作用，一般作为父节点或者根节点出现
    #include <osg/Geometry> //基本绘制几何体类，用户绘制基本的几何体
    
    #include <osgDB/ReadFile>
    #include <osgDB/WriteFile> 
    
    #include <osgViewer/Viewer>
    #include <osgViewer/ViewerEventHandlers> //事件监听
    
    #include <osgGA/StateSetManipulator> //事件响应类，对渲染状态进行控制
    
    #include <osgUtil/Optimizer> //优化器
    #include <osgUtil/DelaunayTriangulator> //Delaunay三角网

//.cpp
    
    /*
    创建顶点数组并添加数据
    设置其他相关属性（可选）
    创建osgUtil::DelaunayTriangulator类对象并生成三角网
    创建几何体对象，把三角网类对象生成的绘制图元添加到几何体中
    按w键显示网格化模型，可以看出网格密度不同
    由于光照条件默认开启，旋转模型可以看出不同部位亮度显示不同
    按l键显示关闭光照，旋转模型，可以看出亮度不变
    */
    
    osg::Drawable *createTriangulate()
    {
    	//创建顶点数组
    	osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> coords = new osg::Vec3Array();
    	//不同于前面例子中添加数组数据的方法，先获取顶点的值并设置为数组，然后将数组值添加到顶点数组
    	//设置顶点的值
    	float vertex[][3] = { -5.0f,-5.0f, 0.4f,
    		1.0f, -5.6f, 0.0f,
    		5.0f, -4.0f, -0.5f,
    		-6.2f, 0.0f, 4.2f,
    		-1.0f,-0.5f, 4.8f,
    		4.3f, 1.0f, 3.0f,
    		-4.8f, 5.4f, 0.3f,
    		0.6f, 5.1f,-0.8f,
    		5.2f, 4.5f, 0.1f };
    	//计算顶点数组的大小
    	unsigned int n = sizeof(vertex) / sizeof(float[3]);
    	//添加顶点数据
    	for (unsigned int i = 0; i < n; i++)
    	{
    		coords->push_back(osg::Vec3(vertex[i][0], vertex[i][1], vertex[i][2]));
    	}
    
    	//创建颜色数组
    	osg::ref_ptr<osg::Vec4Array> color = new osg::Vec4Array();
    	//添加颜色数据  
    	color->push_back(osg::Vec4(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f));
    	color->push_back(osg::Vec4(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f));
    	color->push_back(osg::Vec4(0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f));
    	color->push_back(osg::Vec4(1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f));
    	color->push_back(osg::Vec4(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f));
    	color->push_back(osg::Vec4(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f));
    	color->push_back(osg::Vec4(0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f));
    	color->push_back(osg::Vec4(1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f));
    	color->push_back(osg::Vec4(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f));
    
    	//创建Delaunay三角网对象
    	osg::ref_ptr<osgUtil::DelaunayTriangulator> dt = new osgUtil::DelaunayTriangulator(coords.get());
    	//生成三角网
    	dt->triangulate();
    
    	//创建几何体
    	osg::ref_ptr<osg::Geometry> geometry = new osg::Geometry();
    	//设置顶点数组
    	geometry->setVertexArray(coords.get());
    	//设置颜色数组
    	geometry->setColorArray(color.get());
    	//设置颜色的绑定方式为单个顶点
    	geometry->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_PER_VERTEX);
    	//添加到绘图基元
    	geometry->addPrimitiveSet(dt->getTriangles());
    
    	return geometry.release();
    }
    
    int main()
    {
    	//添加到叶节点
    	osg::ref_ptr<osg::Geode> geode = new osg::Geode();
    	geode->addDrawable(createTriangulate());
    
    	//添加到根节点
    	osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group();
    	root->addChild(geode.get());
    
    	//优化场景数据
    	osgUtil::Optimizer optimizer;
    	optimizer.optimize(root.get());
    
    	osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer();
    	//方便查看在多边形之间切换，以查看三角网
    	viewer->addEventHandler(new osgGA::StateSetManipulator(viewer->getCamera()->getOrCreateStateSet()));
    	viewer->setSceneData(root.get());
    	viewer->realize();
    	return viewer->run();
    }

查看效果：

按w键显示网格模型，可以看出格网密度不同，由于点很少，因此当按两次w键后显示的点看不出来；

由于光照条件默认开启，旋转模型可以看出不同部位亮度显示不同，按l键显示关闭光照，旋转模型，可以看出亮度不变，仔细观察显示点时的情况，可以看到一两个点。

![70][]

[OSG_7_OperatingDelaunay]: https://github.com/Epulari/osg-exercise
[OSG_WIN10_OSG_VS2017]: https://blog.csdn.net/u013719339/article/details/78415685
[osgUtil_Simplifier]: https://blog.csdn.net/u013719339/article/details/80728882
[OSG]: https://blog.csdn.net/u013719339/article/details/80551530
[Delaunay_osgUtil_DelaunayTriangulator]: https://blog.csdn.net/u013719339/article/details/80729421
[TIN]: https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%8D%E8%A7%84%E5%88%99%E4%B8%89%E8%A7%92%E7%BD%91
[70]: /images/20220522/7cbab764f9354b6ab9cea7cead24b77c.png