OSG学习：几何对象的绘制（四）——几何体的更新回调：旋转的线

忘是亡心i 2022-05-23 10:54 428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\_5\_GeometryRotatingLine][OSG_5_GeometryRotatingLine]
> 
> 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。

直接来看例子：

首先看书中的例子代码：

// stdafx.h
 
 #include <osg/LineWidth>
 
 #include <osg/Geometry>
 #include <osg/Geode>
 #include <osgViewer/Viewer>
 
 
 
 //.cpp
 #include "stdafx.h"
 
 class DynamicLineCallback :public osg::Drawable::UpdateCallback
 {
 public:
 	//error:"_angle"不是类"DynamicLineCallback"的非静态数据成员或基类
 	DynamicLineCallback():_angle(0.0) {}
 
 	virtual void update(osg::NodeVisitor *nv, osg::Drawable *drawable)
 	{
 		osg::Geometry *geom = dynamic_cast<osg::Geometry *>(drawable);
 		if (!geom)
 			return;
 
 		osg::Vec3Array *vertices = dynamic_cast<osg::Vec3Array *>(geom->getVertexArray());
 		if (vertices)
 		{
 			for (osg::Vec3Array::iterator itr = vertices->begin(); itr != vertices->end() - 1; ++itr)
 				itr->set((*(itr + 1)));
 			_angle += 1.0 / 10.0;
 			osg::Vec3 &pt = vertices->back();
 			pt.set(10.0*cos(_angle), 0.0, 10.0*sin(_angle));
 			vertices->dirty();
 		}
 	}
 
 protected:
 	//error:此声明没有存储类或类型说明符
 	float_angle;
 };
 
 int main()
 {
 	osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> vertices = new osg::Vec3Array(10);
 	for (unsigned int i = 0; i < 10; ++i)
 		(*vertices)[i].set(float(i), 0.0, 0.0);
 
 	osg::ref_ptr<osg::Geometry> lineGeom = new osg::Geometry;
 	lineGeom->setVertexArray(vertices.get());
 	lineGeom->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::DrawArrays::LINE_STRIP, 0, 10));
 
 	lineGeom->setInitialBound(osg::BoundingBox(osg::Vec3(-10.0, -10.0, -10.0), osg::Vec3(10.0, 10.0, 10.0)));
 	lineGeom->setUpdateCallback(new DynamicLineCallback);
 	lineGeom->setUseDisplayList(false);
 	lineGeom->setUseVertexBufferObjects(true);
 
 	osg::ref_ptr<osg::Geode> geode = new osg::Geode;
 	geode->getOrCreateStateSet()->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);
 	geode->getOrCreateStateSet()->setAttribute(new osg::LineWidth(2.0));
 	geode->addDrawable(lineGeom.get());
 
 	osgViewer::Viewer viewer;
 	viewer.setSceneData(geode.get());
 
 return viewer.run();
 }

上面的代码有两个问题：

1、在第18行和第40行使用了构造函数的定义方式，但OSG中并没有对应的定义，因此需要进行修改，对应后文代码中的第14行；

2、直接在main函数中定义几何体，结构不明确。在下文中将几何体的定义单独写成一个类，然后在main函数中调用该类。

修改后的代码：

// stdafx.h
 
 #include <osg/LineWidth>
 
 #include <osg/Geometry>
 #include <osg/Geode> 
 #include <osgViewer/Viewer>

//.cpp
 
 #include "stdafx.h"
 
 
 /*从几何体的更新回调类UpdateCallback派生用户类，并重构执行函数update()，实现自定义的更新回调功能
 设置可绘制体的更新回调DynamicLineCallback
 执行函数获取几何体顶点数组的地址
 修改各个顶点的值，并使用dirty()函数将修改结果通知给VBO对象
 使用Drawable::setUpdateCallback(new 自定义类)将自定义类设置给几何体后回调函数将在系统运行的每一帧被调用
 */
 class DynamicLineCallback :public osg::Drawable::UpdateCallback
 {
 	float _angle = 0.0;
 
 	//void update(NodeVisitor *, Drawable *)虚函数，重构后可以实时获取和操作几何体
 	//参数：系统内置的访问器对象，用于遍历节点树并找到回调对象的位置；回调所在几何体的对象指针，以便对其进行操作
 	virtual void update(osg::NodeVisitor *nv, osg::Drawable *drawable)
 	{
 		//dynamic_cast <type-id> (expression):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*, expression要与Type-id相同
 		//dynamic_cast运算符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, 它可以在执行期决定真正的类型
 		//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::Geometry *geom = dynamic_cast<osg::Geometry*>(drawable);
 		if (!geom)
 			return;
 
 		/*手动更新：获取数组
 		然后在循环中使迭代器依次指向容器中的下一个元素（可以将迭代器看成一个指针，但实际上C++中指针是一种迭代器，迭代器不仅仅是指针），将下一个元素值赋给上一个元素
 		*/
 
 		//获取顶点数组，vertices是一个数组指针，即是一个指向顶点数组的指针
 		osg::Vec3Array *vertices = dynamic_cast<osg::Vec3Array *>(geom->getVertexArray());
 		if (vertices)
 		{
 			//定义一个名为itr的迭代器类型变量
 			//c.begin() 返回一个当前容器中起始元素的迭代器，即使迭代器itr指向容器的第一个元素
 			//c.end() 返回一个当前容器中末尾元素的下一个位置的迭代器，称为超出末端迭代器，即-1后使迭代器itr指向容器的最后一个元素
 			for (osg::Vec3Array::iterator itr = vertices->begin(); itr != vertices->end() - 1; ++itr)
 				//*itr 对itr进行解引用，返回迭代器itr指向的元素的引用，可以理解为读取该元素的值，我认为可以理解为快捷方式
 				//iter->set(a) osg自定义函数，设置itr指向的元素的引用值为a，改变引用则改变原来的值（快捷方式的性质），因此即改变顶点数组中对应的值
 				itr->set(*(itr + 1));
 
 			//循环结束后，顶点数组中第1个元素到倒数第2个元素的值都变成了它们下一位的元素值，则数组中最后两个元素值相同，因此下面要进行的操作是为最后一个元素赋值
 			//最后一个元素的值是一个新值，线段向前移动的那个值
 
 			_angle += 1.0 / 10.0;
 
 			//c.front()和c.back() 返回容器的首尾元素的引用
 			//c.push_back(v) 向量专用，将元素v加入到c容器的最后一位，使其长度增加一位，可以理解为压栈（但实际上有区别）
 			osg::Vec3 &pt = vertices->back();
 			pt.set(10.0*cos(_angle), 0.0, 10.0*sin(_angle));
 
 			//使用dirty()将修改结果通知给VBO对象
 			vertices->dirty();
 		}
 	}
 };
 
 //创建一个简单的线对象
 osg::Drawable *createLine()
 {
 	//创建顶点数组
 	osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> vertices = new osg::Vec3Array(10);
 	//添加数据
 	for (unsigned int i = 0; i < 10; ++i)
 		(*vertices)[i].set(float(i), 0.0, 0.0);
 
 	//创建一个几何体对象 
 	osg::ref_ptr<osg::Geometry> lineGeom = new osg::Geometry;
 	//设置顶点数据
 	lineGeom->setVertexArray(vertices.get());
 	//添加图元，多段直线条带：第一段由数组中的前两个点决定，其余段的起点位置为上一段的终点坐标，而终点位置由数组中随后的点决定
 	lineGeom->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::DrawArrays::LINE_STRIP, 0, 10));
 
 	//使用setInitialBound()设置其初始包围盒，以免在运动中包围体的不断变化导致场景包围体层次不明确
 	lineGeom->setInitialBound(osg::BoundingBox(osg::Vec3(-10.0, -10.0, -10.0), osg::Vec3(10.0, 10.0, 10.0)));
 
 	//使用setUpdateCallback()将自定义类设置给几何体后回调函数将在系统运行的每一帧被调用
 	lineGeom->setUpdateCallback(new DynamicLineCallback);
 
 	//设置setUseDisplayList()或者setUseVert exBufferObjects()渲染几何体
 	//设置setUseDisplayList()开启顶点数组来渲染几何体，但需要实时调用dirtyDisplayList()来强制刷新与其关联的显示列表（显示列表默认开启，且只在构建时被执行一次）
 	//为了避免这种每帧都执行一次显示列表的重建工作，则选择慢速通道（低配系统使用）或者VBO的数据渲染方式setUseVertexBufferObjects()
 	lineGeom->setUseDisplayList(false);
 	lineGeom->setUseVertexBufferObjects(true);
 
 	return lineGeom.release();
 }
 
 int main()
 {
 	//创建一个叶节点对象
 	osg::ref_ptr<osg::Geode> geode = new osg::Geode;
 
 	//使用渲染属性和模式适当地调整显示效果
 	geode->getOrCreateStateSet()->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);
 	geode->getOrCreateStateSet()->setAttribute(new osg::LineWidth(2.0));
 
 	//将线添加到叶节点
 	geode->addDrawable(createLine());
 
 	osgViewer::Viewer viewer;
 	viewer.setSceneData(geode.get());
 
 	return viewer.run();
 }

程序运行结果为：图一为直接运行，图二为断点运行，断点在回调函数的for循环之后。

![20180607202116513][]    ![20180607202124377][]

在[**OSG学习：OSG组成（二）——场景树**][OSG_OSG]的4.5提到了osg::NodeCallback类，它的默认构造函数为NodeCallback()，是场景节点的更新回调，在开关节点：着火的飞机（[OSG学习：空间变换节点和开关节点示例][OSG]）的例子中分析了场景节点的更新回调的使用方法。

从上面的例子可以看到，几何体的更新回调与场景节点的更新回调类似，同样是从基类中派生自定义类，然后重构执行函数，从而实现自定义的更新回调功能，回调函数都是在系统运行的每一帧被调用。执行函数传入的也都是一个对象指针和一个系统内置的访问器对象。

同样，几何体也可以设置事件回调，当一个新的人机交互事件发生时，都会触发事件回调并执行用户自定义的回调函数内容。

<table style="width:200px;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>&nbsp;</td> 
 <td>节点的更新回调</td> 
 <td>几何体的更新回调</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>类</td> 
 <td>osg::NodeCallback</td> 
 <td> osg::Drawable::UpdateCallback osg::Drawable::EventCallback </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>自定义类</td> 
 <td>class UserCallback :pulic osg::NodeCallback</td> 
 <td> class UserUpdateCallback :public osg::Drawable::UpdateCallback class UserEventCallback :public osg::EventCallback </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>执行函数（虚函数）</td> 
 <td>void operator(Node *node, NodeVisitor *nv)</td> 
 <td> void update(NodeVisitor *nv, Drawable *drawable) void event(NodeVisitor *nv, Drawable *drawable) </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 函数体结构 (几何体的人机交互回调类似，已省略) </td> 
 <td> class UserCallback :public osg::NodeCallback { &nbsp; &nbsp; &nbsp; virtural void operator()(osg::Node *node, osg::NodeVisitor *nv) &nbsp; &nbsp; &nbsp; { &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; //获取对应的节点，使用条件语句进行判断是否存在，并根据需求进行更新 &nbsp; &nbsp; &nbsp; } }; </td> 
 <td> class UserUpdateCallback :public osg::Drawable::UpdateCallback { &nbsp; &nbsp; &nbsp; virtual void update(osg::NodeVisitor *nv, osg::Drawable *drawable) &nbsp; &nbsp; &nbsp; { &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; //获取几何体和顶点数组指针，使用条件语句进行判断是否存在，并根据需求进行更新 &nbsp; &nbsp; &nbsp; } }; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 将自定义回调类作为更新回调传递给节点node/ 为已知几何体drawable设置更新回调 </td> 
 <td>node-&gt;setUpdateCallback(new UserCallback);</td> 
 <td>drawable-&gt;setUpdateCallback(new UserUpdateCallback);</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 设置人机交互回调 </td> 
 <td>node-&gt;setEventCallback(new UserCallback);</td> 
 <td>drawable-&gt;setEventCallback(new UserEventCallback);</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

[OSG_5_GeometryRotatingLine]: https://github.com/Epulari/osg-exercise
[OSG_WIN10_OSG_VS2017]: https://blog.csdn.net/u013719339/article/details/78415685
[20180607202116513]: https://img-blog.csdn.net/20180607202116513
[20180607202124377]: /images/20220523/0c71ad5d21b4422d910c951e45476b69.png
[OSG_OSG]: https://blog.csdn.net/u013719339/article/details/80340849
[OSG]: https://blog.csdn.net/u013719339/article/details/80354021