• 场景交互与场景漫游-交运算与对象选取（8-1）

    交运算与对象选取

            在面对大规模的场景管理时，场景图形的交运算和图形对象的拾取变成了一项基本工作。OSG作为一个场景管理系统，自然也实现了场景图形的交运算，交运算主要封装在osgUtil 工具中在OSG中，osgUtil是一个非常强有力的工具，集合了场图形处理、几何体修改工具及高层次的遍历几个功能。

    交运算

            交运算(Intersection)本身是一个非常复杂的立体几何问题。当在阅读这一部分源代码时，读者会发现如果有非常丰富的立体几何思想见解，将能够很快理解源代码，如果没有的话，即使笔者在这里分析源代码也是没有用的。当然，作为一个应用者没有必要去过多关注底层是如何实现的。

            关于交运算，OSG本身的实现也是比较局限的，但是对于普通应用已经足够了，可以用一个继承关系图表示出来，如图8-21所示。

    图8-21 osgUtil::Intersector 的继承关系及派生图

    从继承关系图中可以看出，所有的交运算都共用一个父类osgUtil::Intersector类。下面对这个类的作用逐一说明。

    • osgUtil::Intersector:是一个纯虚类它定义了相交测试的接口osgUtil库从osgUtil::Intersection继承了多个类，适用于各种类型的几何体(如线段、多边形等)。执行相交测试时，应用程序将继承自osgUtil::Intersector的某个类实例化，再将其传递给 osgUtil::IntersectionVisitor 的实例，并请求该实例返回数据以获取交运算的结果。
    • osgUtil::LineSegmentIntersector继承自osgUtil::Intersector 类，用于检测指定线段和场景图形之间的相交情况，并向程序提供查询相交测试结果的函数。该类提供了一种定义射线的方法。它包括两个osg::Vec3实例，一个用于定义线段的起点，另一个用于定义终点。当交集测试被触发时，它将检测射线的相交情况并执行相应的操作。这个在示例显示位置及拾取示例中会用到，可以根据鼠标的位置初始化一个osgUtil::LineSegmentIntersector类的对象可以指定一个特定的线段来执行相交检测，在构造函数中即可初始化。
    1. // 创建一个线段交集检测对象
    2. osgUtil::LineSegmentIntersector::Intersections intersections:
    3. viewer->computelntersections(x,y,intersections)

            通过相交运算，更多的是希望得到相交的点，可以通过申请一个迭代器来实现，代码如下:

    1. // 得到相交交集的交点
    2.  
    3. for(osgUtil::LineSegmentIntersector::Intersections::iterator hitr = intersections.begin();hitr!=intersections.end();++hitr)
    4. {
    5.     // 输入流
    6.     cout<<”Mouse in world X:”<getWorldIntersectPoint().x()<<” Y:”<getWorldIntersectPoint().y()<<” Z:”<getWorldIntersectPoint().z()<
    7. }
    • osgUtil::PolytopeIntersector与osgUtil::LineSegmentIntersector类似，不过，该类用于检测由一系列平面构成的多面体的相交运算。当鼠标单击场景图形中某一区域，希望拾取到鼠标位置附近的一个封闭多面体区域时，osgUtil::PolytopeIntersector类最实用。
    • osgUtil::PlaneIntersector，与osgUtil::LineSegmentIntersector类似，用于检测出一系列平面构成的平面的相交运算。

            osgUtil::IntersectionVisitor是一个比较特殊的类，它不直接继承自osgUtil::Intersector，继承关系图如图8-22所示。

    图8-22 osgUtil::IntersectionVisitor 的继承关系图

            从继承关系图可以看出，它继承自osg::NodeVisitor，创建和触发机制与osg::NodeVisitor 实例大致相似。访问器需要维护一个进行交集测试的线段列表，而对于其中的每一条线段，访问器都会创建一个交点列表(osgUtil::IntersectVisitor::HitList 实例)，它主要用于搜索场景图形中与指定几何体相交的节点。而最后相交测试的工作将在osgUtil::Intersector 的继承类中完成。在前面的自定义漫游操作器中，碰掩检测就是采用该类，最后的检测工作在osgUtil::LineSegmentIntersector 中完成，创建的过程如下:

    1. // 创建一个交集访问器
    2. osgUtil::IntersectVisitor ivXY;
    3. // 根据新的位置得到两条线段检测
    4. osg::ref_ptr lineXY = new osg::LineSegment(newPos, m_vPosition);
    5. osg::ref_ptr lineZ = new osg::LineSegment(newPos1 + osg::Vec3(0.0,0.0,10.0), newPos1 - osg::Vec3(0.0,0.0,-10.0));
    6. // 添加两条线段
    7. ivXY.addLineSegment(lineZ.get());
    8. ivXY.addLineSegment(lineXY.get());
    9.  
    10. // 开启交集检测
    11. m_pHowViewer->getSceneData()->accept(ivXY);

            交点列表(osgUtil::IntersectVisitor:HitList)的作用为:一条单一的线段可能与场景中的多个几何体实例(或者多次与同一个几何体)产生交集。对于每一条参与交集测试的线段，系统均会产生一个列表，这个列表包含了所有交集测试产生的 Hit 实例。如果没有监测到任何交集，该列表保持为空。

    显示位置及拾取示例

            显示位置及拾取示例的代码如程序清单 8-10所示

    1. /******************************************* 显示位置及拾取示例 *************************************/
    2. // pick 事件处理器
    3. class CPickHandler:public osgGA::GUIEventHandler
    4. {
    5. public:
    6. 	// 构造函数
    7. 	CPickHandler(osg::ref_ptr updateText) :_updateText(updateText)
    8. 	{
    9.  
    10. 	}
    11.  
    12. 	// 析构函数
    13. 	~CPickHandler()
    14. 	{
    15.  
    16. 	}
    17.  
    18. 	// 事件处理
    19. 	bool handle(const osgGA::GUIEventAdapter &ea, osgGA::GUIActionAdapter &aa);
    20.  
    21. 	// pick
    22. 	virtual void pick(osg::ref_ptr viewer, const osgGA::GUIEventAdapter &ea);
    23.  
    24. 	// 设置显示内容
    25. 	void setLabel(const std::string &name)
    26. 	{
    27. 		_updateText->setText(name);
    28. 	}
    29. protected:
    30. 	// 得到当前视图矩阵
    31. 	osg::Vec3 position;
    32. 	osg::Vec3 center;
    33. 	osg::Vec3 up;
    34.  
    35. 	// 传递一个文字对象
    36. 	osg::ref_ptr _updateText;
    37. };
    38.  
    39. // HUD
    40. class CreateHUD
    41. {
    42. public:
    43. 	CreateHUD()
    44. 	{
    45.  
    46. 	}
    47. 	~CreateHUD()
    48. 	{
    49.  
    50. 	}
    51.  
    52. 	// 创建HUD
    53. 	osg::ref_ptr createHUD(osg::ref_ptr updateText)
    54. 	{
    55. 		// 创建一个相机
    56. 		osg::ref_ptr hudCamera = new osg::Camera;
    57.  
    58. 		// 设置绝对帧引用
    59. 		hudCamera->setReferenceFrame(osg::Transform::ABSOLUTE_RF);
    60.  
    61. 		// 设置正投影矩阵2D
    62. 		hudCamera->setProjectionMatrixAsOrtho2D(0, 1280, 0, 1024);
    63.  
    64. 		// 设置视图矩阵
    65. 		hudCamera->setViewMatrix(osg::Matrix::identity());
    66.  
    67. 		// 设置渲染顺序为POST
    68. 		hudCamera->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);
    69.  
    70. 		// 清除深度缓存
    71. 		hudCamera->setClearMask(GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    72.  
    73. 		// 设置字体
    74. 		string timesFont = "D:\\WorkAndStudy\\SDK\\VS2013\\OSG\\Data\\font\\cour.ttf";
    75.  
    76. 		// 设置位置
    77. 		osg::Vec3 position(700, 900, 0.0);
    78.  
    79. 		osg::ref_ptr geode = new osg::Geode();
    80. 		osg::ref_ptr stateset = geode->getOrCreateStateSet();
    81.  
    82. 		// 关闭光照
    83. 		stateset->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);
    84. 		
    85. 		//关闭深度测试
    86. 		stateset->setMode(GL_DEPTH_TEST, osg::StateAttribute::OFF);
    87. 		geode->addDrawable(updateText.get());
    88. 		hudCamera->addChild(geode.get());
    89.  
    90. 		updateText->setCharacterSize(20.0f);
    91. 		updateText->setFont(timesFont);
    92. 		updateText->setColor(osg::Vec4(1.0f, 1.0, 1.0, 1.0));
    93. 		updateText->setText("");
    94. 		updateText->setPosition(position);
    95.  
    96. 		// 设置数据变量为DYNAMIC
    97. 		updateText->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
    98.  
    99. 		return hudCamera.get();
    100. 	}
    101. };
    102.  
    103. /* 显示位置及拾取示例 */
    104. void pickLineSegment_8_10(const string &strDataFolder);
    105.  
    106. /******************************************* 显示位置及拾取示例 *************************************/
    107. // 事件处理函数
    108. bool CPickHandler::handle(const osgGA::GUIEventAdapter &ea, osgGA::GUIActionAdapter &aa)
    109. {
    110. 	switch (ea.getEventType())
    111. 	{
    112. 		// 每一帧
    113. 		case(osgGA::GUIEventAdapter::FRAME) :
    114. 		{
    115. 			osg::ref_ptr viewer = dynamic_cast(&aa);
    116.  
    117. 			// 得到视图矩阵
    118. 			viewer->getCamera()->getViewMatrixAsLookAt(position, center, up);
    119. 			if (viewer)
    120. 			{
    121. 				// 执行PICK动作
    122. 				pick(viewer.get(), ea);
    123. 			}
    124. 			return false;
    125. 		}
    126. 		default:
    127. 			return false;
    128. 	}
    129. }
    130.  
    131. // PICK动作
    132. void CPickHandler::pick(osg::ref_ptr viewer, const osgGA::GUIEventAdapter &ea)
    133. {
    134. 	// 创建一个线段交集检测对象
    135. 	osgUtil::LineSegmentIntersector::Intersections intersections;
    136. 	
    137. 	std::string gdlist = "";
    138.  
    139. 	// 申请一个流
    140. 	std::ostringstream os;
    141.  
    142. 	// 得到鼠标的位置
    143. 	float x = ea.getX();
    144. 	float y = ea.getY();
    145.  
    146. 	// 如果没有发生交集运算及鼠标没有点中物体
    147. 	if (viewer->computeIntersections(x, y, intersections))
    148. 	{
    149. 		// 得到相交交集的交点
    150. 		for (osgUtil::LineSegmentIntersector::Intersections::iterator hitr = intersections.begin(); hitr != intersections.end(); ++hitr)
    151. 		{
    152. 			// 输入流
    153. 			os << "Mouse in World X:" << hitr->getWorldIntersectPoint().x() << "  Y:" << hitr->getWorldIntersectPoint().y() << "  Z:" << hitr->getWorldIntersectPoint().z() << endl;
    154. 		}
    155. 	}
    156.  
    157. 	// 输入流
    158. 	os << "Viewer Position X:" << position[0] << " Y:" << position[1] << " Z:" << position[2] << endl;
    159.  
    160. 	gdlist += os.str();
    161.  
    162. 	// 设置显示内容
    163. 	setLabel(gdlist);
    164. }
    165.  
    166. void pickLineSegment_8_10(const string &strDataFolder)
    167. {
    168. 	// 创建Viewer对象，场景浏览器
    169. 	osg::ref_ptr viewer = new osgViewer::Viewer();
    170. 	osg::ref_ptr root = new osg::Group();
    171.  
    172. 	// 读取地形模型
    173. 	string strDataPath = strDataFolder + "lz.osg";
    174. 	osg::ref_ptr node = osgDB::readNodeFile(strDataPath);
    175. 	osg::ref_ptr updateText = new osgText::Text();
    176. 	CreateHUD *hudText = new CreateHUD();
    177.  
    178. 	// 添加到场景
    179. 	root->addChild(node);
    180. 	root->addChild(hudText->createHUD(updateText));
    181.  
    182. 	// 添加PICK事件处理器
    183. 	viewer->addEventHandler(new CPickHandler(updateText));
    184.  
    185. 	// 优化场景数据
    186. 	osgUtil::Optimizer optimizer;
    187. 	optimizer.optimize(root);
    188.  
    189. 	viewer->setSceneData(root);
    190.  
    191. 	viewer->realize();
    192. 	viewer->run();
    193. }

            运行程序，截图如图 8-23 所示。

    图8-23显示位置及拾取示例截图

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/liangfei868/article/details/134496295