场景图形管理 - （2）

      1. 裁剪平面示例(二)

裁剪平面(osg::Scissor)示例(二)的代码如程序清单8-2所示

// 裁剪平面测试（2）

void scissor_8_2(const string strDataFolder)

{

    osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer();

    osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext::Traits> traits = new osg::GraphicsContext::Traits;

    traits->x = 50;

    traits->y = 50;

    traits->width = 1000;

    traits->height = 800;

    traits->windowDecoration = true;

    traits->doubleBuffer = true;

    traits->sharedContext = 0;

    osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext> gc = osg::GraphicsContext::createGraphicsContext(traits.get());

    osg::ref_ptr<osg::Camera> camera = new osg::Camera;

    camera->setGraphicsContext(gc.get());

    camera->setViewport(new osg::Viewport(0, 0, traits->width, traits->height));

    GLenum buffer = traits->doubleBuffer ? GL_BACK : GL_FRONT;

    camera->setDrawBuffer(buffer);

    camera->setReadBuffer(buffer);

    viewer->addSlave(camera.get());

    // 创建一个裁剪面

    osg::ref_ptr<osg::Scissor> scissor = new osg::Scissor;

    // 设置裁剪面矩形（左下角坐标，长和宽）

    scissor->setScissor(150, 150, 800, 600);

    osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group();

    string strDataPath = strDataFolder + "cow.osg";

    osg::ref_ptr<osg::Node> node = osgDB::readNodeFile(strDataPath);

    if (node == nullptr)

    {

        cout << "读取cow.osg失败！" << endl;

        return;

    }

    root->addChild(node.get());

    osgUtil::Optimizer optimizer;

    optimizer.optimize(root.get());

    viewer->setSceneData(root.get());

    viewer->realize();

    viewer->run();

}

运行程序，截图如图 8-9 所示。

图8-9裁剪平面示例(二)截图

      1. 单视图与相机

在OSG中，单视图的管理是通过osgViewer.:Viewer来实现的。osgViewer.:Viewer 继承自多个类，负责OSG中单视图的管理，继承关系图如图8-10所示

图8-10 osgViewer::Viewer 的继承关系图

从继承关系图中可以看出osgViewer:Viewer继承自osgVicwer:View类和osg:Viewer:ViewerBase，同样它也间接继承自osg::Referenced 类。因此，可以使用智能指针来管理

  • osg::View:主要用来管理所有相机视图。它包含一个主相机(Master Camera)和N个从属相机(Slave)。如果 View 仅有一个主相机，则该主相机用来负责控制和染视图场景。如果包含从属相机，则主相机用来负责控制管理视图，从属相机用于渲染场景。
  • osgViewer.:View:可以挂节事件、处理事件，并负责创建相机和创建图形环境窗口。
  • osgViewer.:ViewerBase:具有管理染的线程、负责设置线程模式、启动相关线程等功能。
  • osgGA::GUIActionAdapter类:GUI动作适配器用来向系统发送一些请求，以实现一些特定的操作。这也是后面说到的 GUI时间处理器的主要组成部分之一。

在osgViewer:Viewer中，只允许单视图，单视图可以同时包含多个相机渲染，也可以在多窗口中渲染。为了能够进行正常的渲染，还需要创建一个图形环境(默认的情况下已经创建了一个)。有时为了方便控制场景渲染，需要设置一个合适的图形环境窗口。

创建图形环境的主要步骤如下:

  1. 通过 WindowingSystemInterface 类得到系统窗口接口，该系统接口主要是为了关联窗口系统与图形环境。
  2. 下面是OSG中图形环境的主要特性，但在实际应用的过程中，没有必要设置每一个参数，只需根据实际需要来设置合理的参数即可。

x;y,width,height;// 窗口的坐标、高度及宽度，默认值都为0；windowDecration(false); // 是否支持窗口扩展的功能，Wi32中style

supportsResize(truc),// 是否支持窗口编放

red(8). //红色位数，默认8位

blue(8)//蓝色位数，默认8位

green(8)//绿色位数，默认8位

alpha(0)//alpha值位数，透明度，默认没有alpha通道，为RGB格式

depth(24)//颜色的深度(16,24,32)，默认使用24位

stencil(0)//模板默认无

sampleBuffers(0)//采样缓存，默认无

samples(0).//采样倍数(抗锯齿的倍数)，默认无

pbuffer(false)//pbuffer，默认不支持

quadBufferStereo(false)//立体四缓存，主要在高端显卡上有，如QUDRO显卡上

doubleBuffer(false) //是否支持双缓存，默认不支持

target(0)，//目标

format(0)//格式

level(0)//嵌套的层数，默认无

face(0)./

mipMapGeneration(false)，//是否支持生成Mipmap，默认不支持

vsync(true)//是否支持同步，默认同步模式

useMultiThreadedOpenGLEngine(false)/是否采用多线程，默认不支持

useCursor(true)//是否使用鼠标的指针，默认使用

sharedContext(0),//共享上下文

setInheritedWindowPixelFormat(false)//是否继承Window 中的位格式

  1. 通过图形环境特性创建图形环境。通过调用一个静态成员函数创建图形环境的代码如下:

osg::GraphicsContext:createGraphics(trait.get());

<4> 通过图形环境建窗口(hwnd)

有时仅用上面的方法创建一个图形环境是远远不够的，在OSG2.x系列以后，窗口的控制方式发生了变换，主要由宽度来控制场景的缩放。当窗口的宽度和高度不是 4:3 时，会出现一系列的问题，如变形等。这时调整宽度和高度肯定是可以的，还有一种方法就是设置投影矩阵。可以通过得到默认的对称透视投影，然后根据当前窗口的比例来确定一个合适的投影矩阵，代码可参看第 8.1.5节的示例。

      1. 宽屏变形示例

宽屏变形示例的代码如程序清单8-3所示

// 单视图+单相机 宽屏变形示例（3）

void wideScreen_8_3(const string strDataFolder)

{

    // 创建Viewer对象，场景浏览器

    osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer();

    // 创建场景组节点

    osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group();

    // 读取模型

    string strDataPath = strDataFolder + "cow.osg";

    osg::ref_ptr<osg::Node> node = osgDB::readNodeFile(strDataPath);

    root->addChild(node.get());

    // 设置图像环境特性

    osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext::Traits> traits = new osg::GraphicsContext::Traits();

    traits->x = 0;

    traits->y = 0;

    traits->width = 1000;

    traits->height = 800;

    traits->windowDecoration = true;

    traits->doubleBuffer = true;

    traits->sharedContext = 0;

    // 创建图像环境特性

    osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext> gc = osg::GraphicsContext::createGraphicsContext(traits.get());

    if (gc.valid())

    {

        osg::notify(osg::INFO) << " GraphicsWindow has been created successfully." << endl;

        // 清除窗口颜色及清除颜色和深度缓冲

        gc->setClearColor(osg::Vec4f(0.2f, 0.2f, 0.6f, 1.0f));

        gc->setClearMask(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    }

    else

    {

        osg::notify(osg::NOTICE) << " GraphicsWindow has not been created successfully" << endl;

    }

    // 根据分辨率确定合适的投影来保证显示的图形不变形

    double fovy, aspectRatio, zNear, zFar;

    viewer->getCamera()->getProjectionMatrixAsPerspective(fovy, aspectRatio, zNear, zFar);

    double newAspectRatio = double(traits->width) / double(traits->height);

    double aspectRatioChange = newAspectRatio / aspectRatio;

    if (aspectRatioChange != 1.0)

    {

        // 设置投影矩阵

        viewer->getCamera()->getProjectionMatrix() *= osg::Matrix::scale(1.0 / aspectRatioChange, 1.0, 1.0);

    }

    // 设置视口

    viewer->getCamera()->setViewport(new osg::Viewport(0, 0, traits->width, traits->height));

    // 设置图形环境

    viewer->getCamera()->setGraphicsContext(gc.get());

    // 优化场景数据

    osgUtil::Optimizer optimizer;

    optimizer.optimize(root.get());

    viewer->setSceneData(root.get());

    viewer->realize();

    viewer->run();

}

运行程序，截图如图8-11所示

图8-11宽屏变形示例截图

      1. 单视图多相机渲染示例

单视图多相机渲染示例的代码如程序清单8-4所示

// 单视图多相机示例（4）

void singleWindowMultipleCameras(osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer)

{

    // 创建窗口系统接口

    osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext::WindowingSystemInterface> wsi = osg::GraphicsContext::getWindowingSystemInterface();

    if (!wsi)

    {

        osg::notify(osg::NOTICE) << "Error, no WindowSystemInterface available cannot create windows." << endl;

        return;

    }

    // 得到窗口分辨率

    unsigned int width, height;

    wsi->getScreenResolution(osg::GraphicsContext::ScreenIdentifier(0), width, height);

    // 设置图形环境特性

    osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext::Traits> traits = new osg::GraphicsContext::Traits;

    traits->x = 0;

    traits->y = 0;

    traits->width = width;

    traits->height = height;

    traits->windowDecoration = true;

    traits->doubleBuffer = true;

    traits->sharedContext = 0;

    // 创建图形环境

    osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext> gc = osg::GraphicsContext::createGraphicsContext(traits.get());

    if (gc->valid())

    {

        osg::notify(osg::INFO) << " GraphicsWindow has been created successfully." << endl;

        // 确保窗口清除干净

        gc->setClearColor(osg::Vec4f(0.2f, 0.2f, 0.6f, 1.0f));

        gc->setClearMask(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    }

    else

    {

        osg::notify(osg::NOTICE) << " GraphicsWindow has not been created successfully." << endl;

    }

    // 得到cameraMaster（主相机）

    osg::ref_ptr<osg::Camera> cameraMaster = viewer->getCamera();

    // 设置图形环境

    cameraMaster->setGraphicsContext(gc.get());

    // 根据分辨率确定合适的投影来保证显示的图形不变形

    double fovy, aspectRatio, zNear, zFar;

    cameraMaster->getProjectionMatrixAsPerspective(fovy, aspectRatio, zNear, zFar);

    double newAspectRatio = double(traits->width) / double(traits->height);

    double aspectRatioChange = newAspectRatio / aspectRatio;

    if (aspectRatioChange != 1.0)

    {

        cameraMaster->getProjectionMatrix() *= osg::Matrix::scale(1.0 / aspectRatioChange, 1.0, 1.0);

    }

    // 设置视口

    cameraMaster->setViewport(new osg::Viewport(0, 0, width, height));

    GLenum bufferMaster = traits->doubleBuffer ? GL_BACK : GL_FRONT;

    // 设置缓冲区

    cameraMaster->setDrawBuffer(bufferMaster);

    cameraMaster->setReadBuffer(bufferMaster);

    // 创建从属相机

    osg::ref_ptr<osg::Camera> cameraClient = new osg::Camera();

    cameraClient->setGraphicsContext(gc.get());

    cameraClient->setViewport(new osg::Viewport(9, 0, 400, 400));

    GLenum bufferClient = traits->doubleBuffer ? GL_BACK : GL_FRONT;

    cameraClient->setDrawBuffer(bufferClient);

    cameraClient->setReadBuffer(bufferClient);

    // 添加从属相机

    viewer->addSlave(cameraClient, osg::Matrix::scale(aspectRatio, 1.0, 1.0), osg::Matrix());

}

void sinGraphMulCam_8_4(const string strDataFolder)

{

    osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer();

    // 读取牛的模型

    string strDataPath = strDataFolder + "cow.osg";

    osg::ref_ptr<osg::Node> node = osgDB::readNodeFile(strDataPath);

    // 启用单视图多相机渲染

    singleWindowMultipleCameras(viewer.get());

    // 优化场景数据

    osgUtil::Optimizer optimizer;

    optimizer.optimize(node.get());

    viewer->setSceneData(node.get());

    viewer->realize();

    viewer->run();

}

运行程序，截图如图8-12所示

图8-12单视图多相机染示例截图

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