osgFX - 开发者简明手册

osgFX - 开发者简明手册

Marco Jez

2003年9月

osgFX是一个OpenSceneGraph的附加库，是一个用于实现一致、完备、可重用的特殊效果的构架工具，其效果可以添加到OSG的节点中。它同时还包含了一系列预定义好的特殊效果。

osgFX概述

所谓“特效”指的是装载于单个对象中的一系列可视的属性和行为。要实现一个真正可用的特效，相应的特效类应当具备一个公有的接口，以修改各种配置和微调量。

特效也可以被理解成是提出问题（对象应当是什么样子）与解决问题（应当设置哪些属性和其它调节量）之间的“桥梁”。从C++代码来看，特效具现了osgFX::Effect类的实例。或者说，是这个类的派生类的实例，因为osgFX::Effect直接派生自osg::Node，因此它是抽象类。

对于OSG而言，特效就是一个Node节点。它与其它节点类的特性完全相同，因此可以关联到场景图形中的任意位置。

特效功能图如图1所示。

Effect类是一个多子节点的组节点。它使用addChild()方法和其它节点关联。

在特效类中设置的可视属性将被关联到它的子节点上，与此相类似，Transform节点也会将坐标变换的信息应用到其子节点上。Effect中的各种属性不会在其子节点以外生效。

如果用户想要将某一种特效应用到自己的图形子树上，那么需要遵循下面的步骤：

1、创建所需特效的实例，例如，osgFX::Scribe；

2、必要的话，使用特效类的方法设置特效属性；

3、调用Effect::addChild()方法，将图形子树与特效节点相关联；

4、将特效节点与场景图形关联。

下面的例子中使用了刻线（scribe）特效：

osg::ref_ptr my_node = osgDB::readNodeFi le(“cow.osg”);

osg::ref_ptr scribe_fx = new osgFX::Scribe;

scribe_fx->addChild(my_node.get());

scribe_fx->setEnabled(true);

root->addChild(scribe_fx.get());

代码执行的结果如图2所示。

深入学习：技法和通道

技法就是实现特效的某一种可能方法。

由于图形硬件设备种类繁多，OpenGL也在不断扩展，因此不太可能用一种通用的方法来实现复杂的效果：针对不同的硬件和OpenGL环境，用户需要采用不同的实现手段来实现某个特效。

一种特效的产生往往可以采用一种或几种技法，每一种技法都采用不同的方式来尝试实现相同的效果。

缺省情况下，Effect类使用私有的StateAttribute对象来实时演算和验证各种技法，并选择最好的一种。特效的开发者可以自行定义各种技法的优先级，从而要求OSG首先验证用户所选的技法。

Effect类会选择在实时的所有活动渲染设备中，可通过验证的优先级最高的技法，以为己用。

如果需要的话，用户可以在任何时刻重载这一缺省特性。

Effect类的技法功能图表如图3所示。

多通道渲染的意思是，每次都使用不同的可视属性，多次绘制同一对象后，合并所有通道获得的最终图像。某些技法可能需要不止一个通道来实现所需的输出结果。

技法类为每个渲染通道都创建一个StateSet对象，然后交由osgFX管理多通道的渲染工作。

Effect类的通道功能图表如图4所示。

扩展osgFX

创建一个新的特效的基本步骤如下。

1、特效都是从osgFX::Effect派生而来的，因此用户可以自由创建自己的派生类，例如命名它为TestFx。

2、具现抽象方法，例如effectName()，effectDescription()等，可能需要用到META_Effect宏。

3、向系统注册新的特效类，即创建一个Registry::Proxy的静态实例：

osgFX::Registry::Proxy proxy(new TestFx);

4、具现保护成员中的抽象方法define_techniques()，以便创建所需的特效技法。

为了实现某个技法，用户需要编写一个继承自osgFX::Technique的类；且这个类应当是私有的。

在用户特效类的define_techniques()方法中，创建上述用户技法类的实例，并使用

Effect::addTechnique()按照优先级降序的顺序将其添加到特效类中。

为新建的技法提供一个验证手段。最简单（但不是最灵活的）的方法是重载

Technique::getRequiredExtensions()方法，并指定这个技法所需的OpenGL扩展函数。

具现Technique::define_passes()方法，以便创建渲染通道。

渲染通道的内部实现，是将其作为一个Group对象与一个StateSet相关联。特效类的子节点在运行时将自动被添加到通道节点上。

技法类的define_passes()方法为每个渲染通道创建了一个StateSet对象，并调用

Technique::addPass()将其添加到技法类中。通道节点将自动生成并连接到渲染状态之上。

以下为创建一个特效类所需的基本代码：

Class TestFX (public)

{

……

META_Effect(……);

bool define_techniques()

{

addTechnique(new FirstTechnique);

// 也可以继续添加别的技法实例。

}

……

}

Class FirstTechnique (private)

{

……

void getRequiredExtensions(……) const

{

// 指定所需的GL扩展功能。

}

void define_passes()