OSG学习：新建C++/CLI工程并读取模型（C++/CLI）——根据OSG官方示例代码初步理解其方法

「爱情、让人受尽委屈。」 2022-05-24 21:14 273阅读 0赞

C++/CLI-OSG示例代码：两部分要同时下载，然后一起解压。  
part1：[C++/CLI-OSGDemo（1）][C_CLI-OSGDemo_1]  
part2：[C++/CLI-OSGDemo（2）][C_CLI-OSGDemo_2]

对上面的例子进行分步解析：

## 一、创建工程并设置界面 ##

### 1、创建C++/CLI工程 ###

打开Visual Studio（以2017为例），文件——新建——项目——Visual C++——CLR  
![这里写图片描述][70]  
  如果没有CLR，则需要打开Visual Studio Installer，然后选择更新，安装CLR。

### 2、配置OSG内容 ###

在项目名称上右键——属性——进行以下设置（具体图文可以看[OSG学习：WIN10系统下OSG+VS2017编译及运行][OSG_WIN10_OSG_VS2017]的第六步）：  
  1）配置：活动（Debug），平台（64）；  
  2）VC++目录：包含目录设为OSG的include文件路径，库目录设为OSG的lib文件路径；  
  3）C/C++——与处理器：预处理器定义的内容在最前面加”WIN32;“；  
  4）链接器——输入：在附加依赖项上添加：

OpenThreadsd.lib 
    　　　　osgd.lib 
    　　　　osgDBd.lib 
    　　　　osgUtild.lib 
    　　　　osgGAd.lib 
    　　　　osgViewerd.lib 
    　　　　osgTextd.lib

5）完成上面4步的属性配置后，将工具栏里的86也改为64。

### 3、创建UI界面 ###

在项目名称上右键——添加——新建项——UI——Windows窗体  
![这里写图片描述][70 1]  
![这里写图片描述][70 2]  
  可以看到如下界面：  
![这里写图片描述][70 3]  
  上图中，可以看到右侧红框中头文件和源文件分别多出了.h和.cpp文件，如果.cpp文件在头文件中，需要拖动到源文件下以保持结构清晰。左侧的图形界面报错是VS本身的错误，不用管，把它关掉，如果此时MyForm.h的图标是图中的图标（方框中有个h字母），则关掉整个工程，重新打开，即可看到其图标变为了上图添加的Windows窗体的图标。

### 4、界面布局 ###

双击MyForm.h（此时其左侧图标为窗体图标）——点击左侧的工具箱（如果没有则选择视图——工具箱，然后使其停靠在左侧）  
  1）设置Form到合适大小；  
  2）添加一个MenuStrip（将其拖动到界面上），添加两个选项——File和Help，File下再添加两个选项——Open和Exit，可以写中文；  
  3）添加一个SplitContainer，它会填充除了MenuStrip的所有地方并将其分为了两部分，我们将左侧放模型，右侧放按钮等，按一下Esc，修改Panel1和Panel2的大小到合适的位置；  
  4）在SplitContainer左侧的Panel1里拖入一个Label，并修改属性：  
　　　　　　　　　　　　![这里写图片描述][70 4]  
  5）在SplitContainer右侧的Panel2里拖入一个StatusStrip，将其属性里的名字修改为osgStatus，点击UI界面上的图标，在上面增加一个StatusLabel，将其属性里的名称修改为frameRateToolStripStatusLabel，Text置为空；  
　　![这里写图片描述][70 5]  
  6）在SplitContainer右侧的Panel2里拖入四个button，并修改属性（以button1为例）分别为Up、Down、Left、Right：  
    （1）外观——Text：修改为Up；  
    （2）设计——（Name）：修改为btnUp

## 二、代码实现 ##

以下示例中项目名称和上面不同，是OSG-CppCli，系统自动识别为OSGCppCli。  
　　　　　　　　　　![这里写图片描述][70 6]

### 1、创建入口文件main.cpp ###

在工程中，程序运行必须由入口处，即main函数。在源文件上右键——添加新建项——C++文件，命名为main.cpp（自定义文件名），在文件中写：

//引入头文件
     #include "OSGForm.h"
    
    using namespace System;
    using namespace System::Windows::Forms;
    //form.h自动生成的命名空间，在Form.h上右键——查看代码即可看见，命名空间的名称是项目的名称
    using namespace OSGCppCli;
    
    int main(array<System::String ^> ^args)
    { 
    	//Run program in console mode
    	//Some OSG info will print in console.
    	OSGForm^ form = gcnew OSGForm();
    	Application::Run(form);
    }

启动生成可以发现工程可以生成。

### 2、创建标准系统包含的包含文件和源文件 ###

由于C++/CLI是用来代替C++托管扩展（Managed C++，下文使用MC++指代）的语言，因此，它使用了C++的文件结构。  
  在头文件和源文件下分别添加新项stdafx.h和stdafx.cpp。前者的内容为标准系统包含文件的包含文件，或者经常使用但不常更改的特定于项目的包含文件；后者内容为包括标准包含文件的源文件。  
  由于工程用于读取模型，因此必然会用到读取模型的类osgDB和显示模型的类osgViewer，而场景的组织为场景树，场景树由结点构成，因此需要有结点类，模型由点线面组成，因此需要由几何结构类……，则文件内容如下：

// stdafx.h : 标准系统包含文件的包含文件，或是经常使用但不常更改的特定于项目的包含文件
    
     #pragma once
     
     // TODO: 在此处引用程序需要的其他头文件
     #include <osg/Geode>
     #include <osg/Node>
     #include <osg/Geometry>
     #include <osg/MatrixTransform>
     #include <osg/PolygonMode> 
    
     #include <osgViewer/Viewer>
     #include <osgGA/TrackballManipulator>
    
     #include <osgViewer/ViewerEventHandlers>
     #include <osgGA/StateSetManipulator>
    
     #include <osgDB/ReadFile>
     #include <osgDB/WriteFile>
    
     #include <Windows.h>
     #include <osgViewer\api\Win32\GraphicsWindowWin32>

// stdafx.cpp : 只包括标准包含文件的源文件
     #include "stdafx.h"

### 3、声明全局变量和函数、定义函数 ###

.cpp文件和.h文件成对出现，在.h文件中声明函数（declaration），在对应.cpp文件中定义函数（definitions）。  
  函数内调用函数时，被调用的函数必须在外部函数之前声明并定义。  
  首先，在OSGForm.h进行声明。在文件中，除添加的命名空间外，内容需要写在OSGForm类中。因此，在文件末尾进行声明（两个\}之前）：

//以下内容写在namespace OSGCppCli内
    
    	//Monitor
    	using namespace System::Threading;
    	//Marshal
    	using namespace System::Runtime::InteropServices;
    
    //以下内容写在public ref class OSGForm : public System::Windows::Forms::Form内
    
    //扩展和收缩的代码区域的开头和结尾,一个#pragma region必须以#pragma endregion结束。
     #pragma region osgStuff
    		//由于C++/CLI的限制，此处不能使用智能指针。
    		//如果不手动释放资源可能会发生内存泄漏。
    		osg::Group* osgRoot;
    		osg::StateSet* polygonStateSet;
    		osgViewer::Viewer* osgViewer;
    
    		Object^ dummyViewerObject; //管理dummy viewer object. 用于防止通过一个线程修改查看其。
    		System::Threading::Thread^ OSGthread; //OSG渲染线程一直运行。
    
    		//初始化OSG模型
    		void InitOSG();
    		//运行OSG
    		void RunOSG();
    		//OSG线程，渲染OSG
    		void OSGThread();
    
    		private:Void ViewRotate(double angleDeg, osg::Vec3 axis)
    		{ 
    			Monitor::Enter(dummyViewerObject); //防止渲染场景时修改场景。
    			{ 
    				osgGA::TrackballManipulator* trackball = (osgGA::TrackballManipulator*)osgViewer->getCameraManipulator();
    				osg::Quat q = trackball->getRotation();
    				osg::Vec3 v;
    				osg::Quat qq(angleDeg / 180.0*osg::PI, axis);
    				q = qq * q;
    				trackball->setRotation(q);
    			}
    			Monitor::Exit(dummyViewerObject);
    		}
     #pragma endregion osgStuff

然后，在OSGForm.cpp中进行定义：

#include "StdAfx.h"
     #include "OSGForm.h"
    
    //命名空间用于区分不同文件下的相同函数名
    using namespace System::Threading;
    
    //.cpp文件和.h文件成对出现，在.h文件中声明函数declaration，在对应.cpp文件中定义函数definitions。
    //函数内调用函数时，被调用的函数必须在外部函数之前声明并定义。
    
    void OSGCppCli::OSGForm::InitOSG()
    { 
    	//矩形函数
    	RECT rect;
    	//窗口句柄 通俗地说，如果把窗口当成一个人，则hwnd为该人的身份证号码。
    	HWND mHwnd = (HWND)osgRenderTarget->Handle.ToInt32();
    	//返回指定窗口的边框矩形的尺寸，该尺寸以相对于屏幕坐标左上角的屏幕坐标给出。
    	//参数：窗口句柄，指向一个RECT结构的指针，该结构接收窗口的左上角和右下角的屏幕坐标。
    	GetWindowRect(mHwnd, &rect);
    
    	//在osg智能指针中进行定义
    	osg::ref_ptr<osg::Referenced> windata = new osgViewer::GraphicsWindowWin32::WindowData(mHwnd);
    	osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext::Traits> traits = new osg::GraphicsContext::Traits;
    
    	//使用指针方法访问类中变量。
    	traits->x = 0;
    	traits->y = 0;
    	traits->width = rect.right - rect.left;
    	traits->height = rect.bottom - rect.top;
    	traits->windowDecoration = false;
    	traits->doubleBuffer = true;
    	traits->sharedContext = 0;
    	traits->inheritedWindowData = windata;
    
    	//必须先设置像素格式，然后才能创建OSG渲染曲面。
    	PIXELFORMATDESCRIPTOR pixelFormat =
    	{ 
    		sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR),
    		1,
    		PFD_DRAW_TO_WINDOW | PFD_SUPPORT_OPENGL | PFD_DOUBLEBUFFER,
    		PFD_TYPE_RGBA,
    		24,
    		0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    		0, 0, 0, 0, 0,
    		24,
    		0,
    		0,
    		PFD_MAIN_PLANE,
    		0,
    		0, 0, 0
    	};
    
    	HDC hdc = ::GetDC(mHwnd);
    	if (hdc == 0)
    	{ 
    		::DestroyWindow(mHwnd);
    		return;
    	}
    
    	int pixelFormatIndex = ::ChoosePixelFormat(hdc, &pixelFormat);
    	if (pixelFormatIndex == 0)
    	{ 
    		::ReleaseDC(mHwnd, hdc);
    		::DestroyWindow(mHwnd);
    		return;
    	}
    
    	if (!::SetPixelFormat(hdc, pixelFormatIndex, &pixelFormat))
    	{ 
    		::ReleaseDC(mHwnd, hdc);
    		::DestroyWindow(mHwnd);
    		return;
    	}
    
    	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));
    	camera->setDrawBuffer(GL_BACK);
    	camera->setReadBuffer(GL_BACK);
    
    	osgViewer = new osgViewer::Viewer;
    	osgViewer->setCameraManipulator(new osgGA::TrackballManipulator);
    	osgViewer->getCamera()->setClearColor(osg::Vec4(0.8, 0.8, 0.8, 1));
    	osgViewer->addSlave(camera.get());
    }
    
    void OSGCppCli::OSGForm::RunOSG()
    { 
    	OSGthread = gcnew System::Threading::Thread(gcnew System::Threading::ThreadStart(this, &OSGForm::OSGThread));
    	OSGthread->Priority = Threading::ThreadPriority::BelowNormal;
    	OSGthread->Start();
    }
    
    void OSGCppCli::OSGForm::OSGThread()
    { 
    	dummyViewerObject = gcnew Object;
    	osgViewer->setDone(false);
    	int frameCount = 0;
    	while (!osgViewer->done())
    	{ 
    		Monitor::Enter(dummyViewerObject); //必须使用监视器在查场景渲染时防止另一个线程更新场景。
    		osgViewer->frame();
    		frameRateToolStripStatusLabel->Text = "Frame rendered " + frameCount;
    		frameCount++;
    		Monitor::Exit(dummyViewerObject); //在退出后，可以进行任何想要进行的操作。
    	}
    }

最后，双击要添加事件的每个控件，页面跳转到OSGForm.h，在控件函数里写对应的事件：

private: System::Void OSGForm_Load(System::Object^  sender, System::EventArgs^  e) { 
    	InitOSG();
    }
    private: System::Void openToolStripMenuItem_Click(System::Object^  sender, System::EventArgs^  e) { 
    	osgViewer->setDone(true);
    	OpenFileDialog^ openFileDialog = gcnew OpenFileDialog();
    	if (openFileDialog->ShowDialog(this) != System::Windows::Forms::DialogResult::OK)
    	{ 
    		MessageBox::Show("请选择文件！");
    		return;
    	}
    
    	String^ fileName = openFileDialog->FileName;
    
    	//Convert managed string to unmanaged.
    	//NOTE: For demo purpose, here only ANSI characters is supported.
    	char* stringPointer = (char*)Marshal::StringToHGlobalAnsi(fileName).ToPointer();
    	osgRoot = (osg::Group*)osgDB::readNodeFile(stringPointer);
    	Marshal::FreeHGlobal(IntPtr(stringPointer));
    
    	osgViewer->setSceneData(osgRoot);
    	RunOSG();
    }
    private: System::Void exitToolStripMenuItem_Click(System::Object^  sender, System::EventArgs^  e) { 
    	Application::Exit();
    }
    private: System::Void btnUp_Click(System::Object^  sender, System::EventArgs^  e) { 
    	ViewRotate(-5, osg::Vec3(1, 0, 0));
    }
    private: System::Void btnDown_Click(System::Object^  sender, System::EventArgs^  e) { 
    	ViewRotate(5, osg::Vec3(1, 0, 0));
    }
    private: System::Void btnLeft_Click(System::Object^  sender, System::EventArgs^  e) { 
    	ViewRotate(5, osg::Vec3(0, 1, 0));
    }
    private: System::Void btnRight_Click(System::Object^  sender, System::EventArgs^  e) { 
    	ViewRotate(-5, osg::Vec3(0, 1, 0));
    }

至此，工程结束，运行工程，选择导入文件，报错：  
　　![这里写图片描述][70 7]  
  [这是由于程序在访问关于剪贴板相关的OLE功能时，必须要在Main方法上添加STAThreadAttribute属性。][OLE_Main_STAThreadAttribute]因此在main.cpp中加入一句话，如图所示：  
　　　　　　　　![这里写图片描述][70 8]

### 4、运行程序 ###

![这里写图片描述][70 9]

[C_CLI-OSGDemo_1]: https://download.csdn.net/download/u013719339/10400963
[C_CLI-OSGDemo_2]: https://download.csdn.net/download/u013719339/10401149
[70]: /images/20220525/c2e66ea14dfb49d4bb0ecf06073046fd.png
[OSG_WIN10_OSG_VS2017]: https://blog.csdn.net/u013719339/article/details/78415685
[70 1]: /images/20220525/c03cc25dc4b34be68c784485676719c5.png
[70 2]: /images/20220525/3539534d49ac44a5b2920b85935abdf3.png
[70 3]: /images/20220525/f1dc2f9215184e1a9e829781e2e48c6c.png
[70 4]: /images/20220525/a1a2b797c26e468a9f10090c8ef68f66.png
[70 5]: /images/20220525/e43e263168024966984ad95ad9869f9c.png
[70 6]: /images/20220525/eaaaf73815de405b86067e65b9746d9a.png
[70 7]: /images/20220525/629c6c0d46e3457bb12d5f882f9404d7.png
[OLE_Main_STAThreadAttribute]: https://social.msdn.microsoft.com/Forums/windows/en-US/2411f889-8e30-4a6d-9e28-8a46e66c0fdb/current-thread-must-be-set-to-single-thread-apartment-sta-mode-before-ole?forum=clr
[70 8]: /images/20220525/e076df1e4ccb46a6b79f9e09fe8d0ded.png
[70 9]: /images/20220525/b3e0d87de2f34544a2ec0ebf174058a4.png