osg初级教程

几何体的绘制

概述

本章将介绍一些创建几何体元素的方法。通常我们有这样几种处理几何体的手段：底层手段是使用松散封装的OpenGL基元；中级手段是使用 OpenSceneGraph的基本几何体；高级手段是从文件读入模型。本章教程将主要介绍底层手段的实现方法。这种实现具有很强的灵活性，相应的工作量也比较大。应用于场景图形级别的几何体通常是从文件读入的，因而顶点的跟踪和处理工作将由文件读取插件完成。

背景

下面将对几个常用的类作简要的介绍：

∙Geode类

Geode类派生自Node节点类。节点类（包括Geode）可以作为场景图形的叶节点添加。Geode 类的实例可以与任意多个可绘制对象Drawable类相关联。

∙Drawable类

作为可绘制对象基类的Drawable类是一个纯虚类，它有六个派生类。其中Geometry类中可以直接指定顶点数据，或者指定任意数目的几何基元PrimitiveSet类与其关联。

顶点和顶点属性数据（颜色，法线，纹理坐标）是保存在数组中的。多个顶点可以共享同一种颜色，法线和纹理坐标，同时我们还可以使用索引将顶点数组映射给颜色，法线或纹理坐标的数组。

∙PrimitiveSet类

这个类松散地封装了OpenGL的绘图基元，包括点（POINTS），线（LINES），多段线（LINE_STRIP），封闭线（LINE_LOOP），四边形（QUADS），多边形（POLYGON）等。

代码

下面的代码将设置一个用于显示场景的视窗，一个作为场景图形根节点的Group类实例，一个用于记录可绘制对象（Drawable）的几何体节点（Geode），以及一个记录顶点和顶点相关数据的Geometry类实例。本例中我们将渲染一个金字塔的形状。

...

int main()

{

...

osg::Group* root = new osg::Group();

osg::Geode* pyramidGeode = new osg::Geode();

osg::Geometry* pyramidGeometry = new osg::Geometry();

现在我们将金字塔几何体与Geode关联，并将Geode叶节点添加到场景图形的根节点。

pyramidGeode->addDrawable(pyramidGeometry);

root->addChild(pyramidGeode);

声明一个顶点数组。每个顶点有三个坐标值，也就是一个Vec3类的实例。osg::Vec3Array 类的实例可以用来保存顶点数组。它派生自 STL库的vector模板，因此我们可以使用push_back方法向其中追加数组元素。该方法的作用是在向量数组的末尾添加一个元素，因此数组中第一个元素的索引值为0，紧随其后的第二个元素为1，以此类推。

我们使用Z轴向上的右手坐标系作为参照，数组元素0-4用于表达金字塔形体的五个顶点。

osg::Vec3Array* pyramidVertices = new osg::Vec3Array;

pyramidVertices->push_back( osg::Vec3( 0, 0, 0) ); // 左前

pyramidVertices->push_back( osg::Vec3(10, 0, 0) ); // 右前

pyramidVertices->push_back( osg::Vec3(10,10, 0) ); // 右后

pyramidVertices->push_back( osg::Vec3( 0,10, 0) ); // 左后

pyramidVertices->push_back( osg::Vec3( 5, 5,10) ); // 塔尖

将这一顶点集合关联到Geometry实例上，后者已经与场景的Geode叶节点相关联。

pyramidGeometry->setVertexArray( pyramidVertices );

现在我们创建几何基元类PrimitiveSet的实例并添加到金字塔几何体上。金字塔底部的四个点组成一个基面，可以使用 DrawElementsUint类来实现。这个类同样继承自STL库的vector模板，我们可以使用push_back顺序向其中添加元素。为了保证背面剔除（backface cullling）的正确，我们需要按照逆时针的顺序添加顶点数据。类的构造函数使用几何基元枚举类型（与OpenGL的几何基元枚举类型相同）作为输入参数，另一个输入参数是作为起始点的顶点索引值。

osg::DrawElementsUInt* pyramidBase =

new osg::DrawElementsUInt(osg::PrimitiveSet::QUADS, 0);

pyramidBase->push_back(3);

pyramidBase->push_back(2);

pyramidBase->push_back(1);

pyramidBase->push_back(0);

pyramidGeometry->addPrimitiveSet(pyramidBase);

重复这一过程，添加金字塔的每个面。再次注意，顶点是以逆时针为顺序添加的。

osg::DrawElementsUInt* pyramidFaceOne =

new osg::DrawElementsUInt(osg::PrimitiveSet::TRIANGLES, 0);

pyramidFaceOne->push_back(0);

pyramidFaceOne->push_back(1);

pyramidFaceOne->push_back(4);