OSG学习：空间变换节点和开关节点示例

古城微笑少年丶 2022-05-24 01:15 323阅读 0赞

> 以下内容来自： 
> 
> 1、《OpenSceneGraph三维渲染引擎设计与实践》王锐 钱学雷 清华大学出版社
> 
> 2、自己的总结

> [下载完整工程OSG\_1\_NodeTransform、OSG\_2\_NodeSwitch][OSG_1_NodeTransform_OSG_2_NodeSwitch]
> 
> 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**。**

## 1.空间变换节点 ##

根据用户视点自动进行变换的AutoTransform节点；

直接使用矩阵进行变换的MatrixTransform节点；

使用位移、旋转和缩放值进行变换的PositionAttitudeTransform节点。

// stdafx.h
    
    #include <osg/AutoTransform> //自动变换节点类，使节点自动对齐于摄像机或屏幕。
    #include <osg/MatrixTransform> //移动节点的矩阵类，最常用的移动节点的类。可随动、旋转控制节点。
    #include <osg/PositionAttitudeTransform> //位置变换节点类，提供模型的位置变换、大小缩放、原点位置的设置、坐标系的变换
    #include <osgViewer/Viewer> //视窗管理库，显示场景。为单独的场景保存一个单独的view，每个单独场景的程序都有一个Viewer
    #include <osgDB/ReadFile> //数据读写库

//.cpp
    
    #include "stdafx.h"
    
    /*创建自动变换节点对象AutoTransform，使其始终面对屏幕，即用户视点*/
    osg::Transform *createAutoTransform(double posX, osg::Node *model)
    {
    	//在osg智能指针中进行定义
    	osg::ref_ptr<osg::AutoTransform> at = new osg::AutoTransform;
    	at->setAutoRotateMode(osg::AutoTransform::ROTATE_TO_SCREEN); //设置自动变换模式，始终面对屏幕
    	at->setPosition(osg::Vec3(posX, 0.0, 0.0)); //设置模型的位置
    	at->addChild(model);
    	//新建对象作为函数结果返回时，应该返回release()，并尽快引入到别的场景中，否则发生内存泄露
    	return at.release();
    }
    
    /*创建空间变换矩阵节点对象MatrixTransform，并使其沿Z轴逆时针旋转45度*/
    osg::Transform *createMatrixTransform(double posX, double rotateZ, osg::Node *model)
    {
    	//在osg智能指针中进行定义
    	osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> mt = new osg::MatrixTransform;
    	//设置空间变换矩阵的内容，格式都为setMatrix(osg::Matrix::translate(x, y, z))，其中osg::Matrix::Scale和osg::Matrix::rotate也可以被用在其中，并且可以相乘叠加
    	//设置mat矩阵后把node加入到mat中，再把mat加入到Group中，在这个例子中model在main函数中就已加入到Group中了
    	mt->setMatrix(osg::Matrix::rotate(rotateZ, osg::Z_AXIS) *osg::Matrix::translate(posX, 0.0, 0.0));
    	mt->addChild(model);
    	//新建对象作为函数结果返回时，应该返回release()，并尽快引入到别的场景中，否则发生内存泄露
    	return mt.release();
    }
    
    /*创建位置姿态节点对象PositionAttitudeTransform，使其沿Z轴顺时针旋转45度*/
    osg::Transform *createPositionAttitudeTransform(double posX, double rotateZ, osg::Node *model)
    {
    	//在osg智能指针中进行定义
    	osg::ref_ptr<osg::PositionAttitudeTransform> pat = new osg::PositionAttitudeTransform;
    	pat->setPosition(osg::Vec3(posX, 0.0, 0.0));
    	pat->setAttitude(osg::Quat(rotateZ, osg::Z_AXIS));
    	pat->addChild(model);
    	//新建对象作为函数结果返回时，应该返回release()，并尽快引入到别的场景中，否则发生内存泄露
    	return pat.release();
    }
    
    int main(int argc, char **argv)
    {
    	//读取main函数参数以及外部参数的类，会自动识别外部参数正确与否
    	//它是一个单独的类
    	//ArgumentParser(int *argc, char **argv)构造函数，传入参数为main的两个参数，前者代表命令行参数个数，后者代表参数的具体值
    	osg::ArgumentParser arguments(&argc, argv);
    	//如果外部参数正确，则使用osgDB::readNodeFile读取该模型，否则读取本地坐标系模型文件axes.osgt
    	osg::Node *model = osgDB::readNodeFiles(arguments);
    	if (!model)
    		model = osgDB::readNodeFile("axes.osgt");
    
    	//将3个节点加入到场景根节点中，同时它们的子节点均为一个预设的模型节点model，因此实现了场景中叶节点的共享
    	osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group;
    	//把新创建的节点加入到Group中
    	root->addChild(createMatrixTransform(-5.0, osg::PI / 4, model));
    	root->addChild(createAutoTransform(0.0, model));
    	root->addChild(createPositionAttitudeTransform(5.0, -osg::PI / 4, model));
    
    	//实例化显示图像的类osgViewer::Viewer
    	osgViewer::Viewer viewer;
    	//设置viewer显示的场景
    	viewer.setSceneData(root.get());
    	//开始执行渲染操作，返回值一般为1，程序退出或出错返回0
    	return viewer.run();
    }

## 2、开关节点 ##

// stdafx.h
    
    #include <osg/Switch> //控制子类的显示与隐藏，这种隐藏不消耗内存
    #include <osgViewer/Viewer> //视窗管理库，显示场景。为单独的场景保存一个单独的view，每个单独场景的程序都有一个Viewer
    #include <osgDB/ReadFile> //数据读写库

//.cpp
    
    #include "stdafx.h"
    
    /*从NodeCallback类派生，并重构执行函数operator(),实现自定义的节点回调功能
    定义名为CessnaCallback的节点更新回调，它使用getFrameNumber()随时取得当前的运行帧数
    当帧数大于预先设定的切换值120时，使用setValue()执行子节点的切换*/
    class CessnaCallback :public osg::NodeCallback
    {
    public:
    	static const int _fireStartFrame = 120; //起火开始时间，即切换模型时的运行帧数，秒
    
    	//虚函数。当回调动作发生时，将会执行这一操作符的内容，并将节点和访问器对象作为参数传入
    	//重载第一个(),而(osg::Node *node, osg::NodeVisitor *nv)是该重载函数的参数表，前者为场景节点，后者为访问器对象，即访问器当前访问的节点
    	virtual void operator()(osg::Node *node, osg::NodeVisitor *nv)
    	{
    		//dynamic_cast将一个基类对象指针(或引用)cast到继承类指针，dynamic_cast会根据基类指针是否真正指向继承类指针来做相应处理
    		//dynamic_cast <type-id> (expression) 该运算符把expression转换成type-id类型的对象，Type-id 必须是类的指针、类的引用或者void*，它可以在执行期决定真正的类型
    		//如果type-id是类指针类型，那么expression也必须是一个指针，如果 type-id 是一个引用，那么 expression 也必须是一个引用
    		//dynamic_cast主要用于类层次间的上行转换(和static_cast效果一样)和下行转换(具有类型检查的功能，比static_cast更安全)，还可以用于类之间的交叉转换
    		osg::Switch *cessnaSwitch = dynamic_cast<osg::Switch *>(node); 
    		if (cessnaSwitch &&nv)
    		{
    			//实例化类osg::FrameStamp
    			//getFrameStamp()获取节点的帧数信息
    			const osg::FrameStamp *frameStamp = nv->getFrameStamp();
    			if (frameStamp)
    			{
    				//比较起火时的帧数和当前帧数，120帧以后关闭飞机模型cessna.osg开启起火后飞机模型cessnafire.osg
    				if (_fireStartFrame < frameStamp->getFrameNumber()) //获取上一帧的帧号，即时间，秒
    				{
    					//setValue()执行子节点的切换
    					cessnaSwitch->setValue(0, false);
    					cessnaSwitch->setValue(1, true);
    				}
    			}
    		}
    		traverse(node, nv); //向下一个需要访问的节点推进
    	}
    };
    
    int main(int argc, char **argv)
    {
    	//在osg智能指针中定义开关节点
    	osg::ref_ptr<osg::Switch> root = new osg::Switch;
    	//读取模型并将之添加到开关节点中
    	//默认开启子节点飞机模型cessna.osg，默认关闭（切换后开启）子节点起火后的飞机模型cessnafire.osg
    	root->addChild(osgDB::readNodeFile("cessna.osg"), true);
    	root->addChild(osgDB::readNodeFile("cessnafire.osg"), false);
    	//setUpdateCallback自定义回调类CessnaCallback作为更新回调传递给节点，设置人机交互回调为node->setEventCallback(new CessnaCallback)
    	root->setUpdateCallback(new CessnaCallback);
    
    	//实例化显示图像的类osgViewer::Viewer
    	osgViewer::Viewer viewer;
    	//设置viewer显示的场景
    	viewer.setSceneData(root.get());
    	//开始执行渲染操作，返回值一般为1，程序退出或出错返回0
    	return viewer.run();
    }

![20180518150011263][]

[OSG_1_NodeTransform_OSG_2_NodeSwitch]: https://github.com/Epulari/osg-exercise
[OSG_WIN10_OSG_VS2017]: https://blog.csdn.net/u013719339/article/details/78415685
[20180518150011263]: /images/20220524/921ec2056fd846be904eea8026f0a904.png