• 场景交互与场景漫游-场景漫游器（6）

     场景漫游

            在浏览整个三维场景时，矩阵变换是非常关键的，通过适当的矩阵变换可以获得各种移动或者渲染效果。因此，在编写自己的场景漫游操作器时，如何作出符合逻辑的矩阵操作器是非常重要的，但这对初学者来说还是有一定难度的。在 OSG 中，已经提供了一个矩阵操作器的康的接口，即为osgGA::MatrixManipulator。在前面讲到的很多操作器都继承自osgGA:MatrixManipulator。

    编写一个自己的操作器，需要处理的主要问题如下：

    • 鼠标或键盘按下时该怎么处理?
    • 如何得到当前的矩阵及其逆矩阵?
    • 如何控制当前的速度?
    • 是否开启碰撞检测?
    • 如何设置出生位置?

            这些都是做一些简单场景漫游时需要面对的问题。只有充分理解了读者需要解决什么，才会知道解决需要做什么，至于怎么做只是时间问题，只要读者肯花时间研究源代码，也可以解决。编写自定义场景漫游操作器的主要步骤如下:

    • 编写一个继承自osgGA:GUIEventHandler 类的新类
    • 重载handlel()及相关矩阵变换函数，注意在handle()中添加合适的事件处理函数，并指定执行相关的动作。
    • 进行碰撞检测。碰撞检测的方法有很多，如果读者想达到精确的碰撞检测，可以使用一些经典的物理学引擎如牛顿引擎。在第 8.2.5节的示例中只是使用一种非常简单的碰撞检测方法如图8-17所示：

    图8-17简单碰撞检测

    • 关联该操作器到当前视图场景中，没有这一步，在OSG 的场中是不会自动启动该操作器的，关联很简单，代码如下:

            viewer->setCameraManipulator(camera):；

            通过学习上面的简单步骤，相信读者也可以完成一个操作器的编写，只要明白原理是如何实现的，结果或许就不那么重要了。下面还是看一下示例，不然可能会不懂其中的一些细节。

    自定义操作器场景漫游示例

            自定义操作器场景漫游示例的代码如程序清单 8-8 所示

    1. /******************************************* 自定义漫游器示例 *************************************/
    2. /*
    3. 	编码时遇到无法打开文件osgGA / MatrixManipulator错误，
    4. 	无法打开包括文件 : “osgGA / MatrixManipulator” : No such file or directory
    5. 	解决办法：
    6. 	新版本中已经改名为CameraManipulator
    7. 	将MatrixManipulator改成CameraManipulator即可
    8. 	并且要#include 
    9. */
    10. class TravelManipulator : public osgGA::CameraManipulator
    11. {
    12. public:
    13. 	// 构造函数
    14. 	TravelManipulator();
    15.  
    16. 	// 析构函数
    17. 	~TravelManipulator(void);
    18.  
    19. 	// 把漫游加入到场景中
    20. 	static TravelManipulator *TravelToScene(osg::ref_ptr viewer);
    21.  
    22. private:
    23. 	osg::ref_ptr m_pHostViewer;
    24.  
    25. 	// 移动速度
    26. 	float m_fMoveSpeed;
    27. 	osg::Vec3 m_vPosition;
    28. 	osg::Vec3 m_vRotation;
    29.  
    30. public:
    31. 	// 鼠标左键是否按下
    32. 	bool m_bLeftButtonDown;
    33.  
    34. 	// 鼠标XY
    35. 	float m_fpushY;
    36. 	float m_fpushX;
    37.  
    38. 	// 设置矩阵
    39. 	virtual void setByMatrix(const osg::Matrixd &matrix);
    40.  
    41. 	// 设置逆矩阵
    42. 	virtual void setByInverseMatrix(const osg::Matrixd &matrix);
    43.  
    44. 	// 得到矩阵
    45. 	virtual osg::Matrixd getMatrix(void) const;
    46.  
    47. 	// 得到逆矩阵
    48. 	virtual osg::Matrixd getInverseMatrix(void)const;
    49.  
    50.  
    51. 	// 事件处理函数
    52. 	virtual bool handle(const osgGA::GUIEventAdapter &ea, osgGA::GUIActionAdapter &aa);
    53.  
    54. 	// 屏幕角度
    55. 	float m_fAngle;
    56.  
    57. 	// 位置变换函数
    58. 	void ChangePosition(osg::Vec3 &delta);
    59.  
    60. 	// 碰撞检测是否开启
    61. 	bool m_bPeng;
    62.  
    63. 	// 设置速度
    64. 	float getSpeed();
    65.  
    66. 	void setSpeed(float &);
    67.  
    68. 	// 设置起始位置
    69. 	void SetPosition(osg::Vec3 &position);
    70.  
    71. 	osg::Vec3 GetPosition();
    72. };
    73.  
    74. void travelManipulator_8_8(const string &strDataFolder);
    75.  
    76. /******************************************* 自定义漫游器示例 *************************************/
    77. TravelManipulator::TravelManipulator() 
    78. 	:m_fMoveSpeed(1.0f)
    79. 	, m_bLeftButtonDown(false)
    80. 	, m_fpushX(0)
    81. 	, m_fAngle(2.5)
    82. 	, m_bPeng(true)
    83. 	, m_fpushY(0)
    84. {
    85. 	m_vPosition = osg::Vec3(-22.0f, -274.0f, 100.0f);
    86. 	m_vRotation = osg::Vec3(osg::PI_2, 0.0f, 0.0f);
    87. }
    88.  
    89. TravelManipulator::~TravelManipulator()
    90. {
    91. }
    92.  
    93. // 把漫游器加入到场景中
    94. TravelManipulator* TravelManipulator::TravelToScene(osg::ref_ptr viewer)
    95. {
    96. 	TravelManipulator *camera = new TravelManipulator;
    97. 	viewer->setCameraManipulator(camera);
    98. 	camera->m_pHostViewer = viewer;
    99.  
    100. 	return camera;
    101. }
    102.  
    103. // 设置矩阵
    104. void TravelManipulator::setByMatrix(const osg::Matrixd& matrix)
    105. {
    106.  
    107. }
    108.  
    109. // 设置逆矩阵
    110. void TravelManipulator::setByInverseMatrix(const osg::Matrixd& matrix)
    111. {
    112.  
    113. }
    114.  
    115. // 得到矩阵
    116. osg::Matrixd TravelManipulator::getMatrix()const
    117. {
    118. 	osg::Matrixd mat;
    119. 	mat.makeRotate(m_vRotation._v[0], osg::Vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f), 
    120. 		m_vRotation._v[1], osg::Vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f),
    121. 		m_vRotation._v[2], osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
    122. 	return mat * osg::Matrixd::translate(m_vPosition);
    123. }
    124.  
    125. // 得到逆矩阵
    126. osg::Matrixd TravelManipulator::getInverseMatrix()const
    127. {
    128. 	osg::Matrixd mat;
    129. 	mat.makeRotate(m_vRotation._v[0], osg::Vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f),
    130. 		m_vRotation._v[1], osg::Vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f),
    131. 		m_vRotation._v[2], osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
    132. 	return osg::Matrixd::inverse(mat * osg::Matrixd::translate(m_vPosition));
    133. }
    134.  
    135. // 事件处理函数
    136. bool TravelManipulator::handle(const osgGA::GUIEventAdapter &ea, osgGA::GUIActionAdapter &aa)
    137. {
    138. 	// 得到鼠标的位置
    139. 	float mouseX = ea.getX();
    140. 	float mouseY = ea.getY();
    141.  
    142. 	int iEventType = ea.getEventType();
    143. 	switch (iEventType)
    144. 	{
    145. 		case (osgGA::GUIEventAdapter::KEYDOWN) :
    146. 		{
    147. 			// 空格键
    148. 			if (ea.getKey() == 0x20)
    149. 			{
    150. 				//us.requestRedraw();
    151. 				//us.requestContinuousUpdate(false);
    152. 				return true;
    153. 			}
    154. 			// 上移动
    155. 			if (ea.getKey() == 0xFF50)
    156. 			{
    157. 				ChangePosition(osg::Vec3(0, 0, m_fMoveSpeed));
    158. 				return true;
    159. 			}
    160. 			// 下移动
    161. 			if (ea.getKey() == 0xFF57)
    162. 			{
    163. 				ChangePosition(osg::Vec3(0, 0, -m_fMoveSpeed));
    164. 				return true;
    165. 			}
    166. 			// 增加速度
    167. 			if (ea.getKey() == 0x2B)
    168. 			{
    169. 				m_fMoveSpeed += 1.0f;
    170. 				return true;
    171. 			}
    172. 			// 减少速度
    173. 			if (ea.getKey() == 0x2D)
    174. 			{
    175. 				m_fMoveSpeed -= 1.0f;
    176. 				if (m_fMoveSpeed < 1.0f)
    177. 				{
    178. 					m_fMoveSpeed = 1.0f;
    179. 				}
    180. 				return true;
    181. 			}
    182. 			// 前进
    183. 			if (ea.getKey() == 0xFF52 || ea.getKey() == 0x57 || ea.getKey() == 0x77)//up
    184. 			{
    185. 				ChangePosition(osg::Vec3(0, m_fMoveSpeed * sinf(osg::PI_2 + m_vRotation._v[2]), 0));
    186. 				ChangePosition(osg::Vec3(m_fMoveSpeed * sinf(osg::PI_2 + m_vRotation._v[2]), 0, 0));
    187.  
    188. 				return true;
    189. 			}
    190.  
    191. 			// 后退
    192. 			if (ea.getKey() == 0xFF54 || ea.getKey() == 0x53 || ea.getKey() == 0x73)//down
    193. 			{
    194. 				ChangePosition(osg::Vec3(0, -m_fMoveSpeed * sinf(osg::PI_2 + m_vRotation._v[2]), 0));
    195. 				ChangePosition(osg::Vec3(-m_fMoveSpeed * sinf(osg::PI_2 + m_vRotation._v[2]), 0, 0));
    196.  
    197. 				return true;
    198. 			}
    199.  
    200. 			// 向左
    201. 			if (ea.getKey() == 0x41 || ea.getKey() == 0x61)
    202. 			{
    203. 				ChangePosition(osg::Vec3(0, m_fMoveSpeed * sinf(osg::PI_2 + m_vRotation._v[2]), 0));
    204. 				ChangePosition(osg::Vec3(-m_fMoveSpeed * sinf(osg::PI_2 + m_vRotation._v[2]), 0, 0));
    205.  
    206. 				return true;
    207. 			}
    208.  
    209. 			// 向右
    210. 			if (ea.getKey() == 0x44 || ea.getKey() == 0x64)
    211. 			{
    212. 				ChangePosition(osg::Vec3(0, m_fMoveSpeed * sinf(osg::PI_2 + m_vRotation._v[2]), 0));
    213. 				ChangePosition(osg::Vec3(m_fMoveSpeed * sinf(osg::PI_2 + m_vRotation._v[2]), 0, 0));
    214.  
    215. 				return true;
    216. 			}
    217. 			// Right
    218. 			if (ea.getKey() == 0xFF53)
    219. 			{
    220. 				m_vRotation._v[2] -= osg::DegreesToRadians(m_fAngle);
    221. 			}
    222. 			// Left
    223. 			if (ea.getKey() == 0xFF51)
    224. 			{
    225. 				m_vRotation._v[2] += osg::DegreesToRadians(m_fAngle);
    226. 			}
    227. 			// 改变屏角
    228. 			if (ea.getKey() == 0x46 || ea.getKey() == 0x66)//F
    229. 			{
    230. 				m_fAngle -= 0.2;
    231.  
    232. 				return true;
    233. 			}
    234.  
    235. 			if (ea.getKey() == 0x47 || ea.getKey() == 0x67)//G
    236. 			{
    237. 				m_fAngle += 0.2;
    238.  
    239. 				return true;
    240. 			}
    241.  
    242. 			return false;
    243. 		}
    244. 		// 鼠标按下
    245. 		case (osgGA::GUIEventAdapter::PUSH):
    246. 		{
    247. 			if (ea.getButton() == 1)
    248. 			{
    249. 				m_fpushX = mouseX;
    250. 				m_fpushY = mouseY;
    251.  
    252. 				m_bLeftButtonDown = true;
    253. 			}
    254. 			return false;
    255. 		}
    256. 		// 拖动
    257. 		case (osgGA::GUIEventAdapter::DRAG) :
    258. 		{
    259. 			if (m_bLeftButtonDown)
    260. 			{
    261. 				m_vRotation._v[2] -= osg::DegreesToRadians(m_fAngle *(mouseX - m_fpushX));
    262.  
    263. 				m_vRotation._v[0] += osg::DegreesToRadians(1.1 *(mouseY - m_fpushY));
    264.  
    265. 				if (m_vRotation._v[0] >= 3.14)
    266. 				{
    267. 					m_vRotation._v[0] = 3.14;
    268. 				}
    269.  
    270. 				if (m_vRotation._v[0] <= 0)
    271. 				{
    272. 					m_vRotation._v[0] = 0;
    273. 				}
    274. 			}
    275.  
    276. 			return false;
    277. 		}
    278. 		// 鼠标释放
    279. 		case (osgGA::GUIEventAdapter::RELEASE) :
    280. 		{
    281. 			if (ea.getButton() == 1)
    282. 			{
    283. 				m_bLeftButtonDown = false;
    284. 			}
    285.  
    286. 			return false;
    287. 		}
    288. 		default:
    289. 		{
    290. 			return false;
    291. 		}
    292. 	}
    293. }
    294.  
    295. // 位置变换函数
    296. void TravelManipulator::ChangePosition(osg::Vec3 &delta)
    297. {
    298. 	// 碰撞检测
    299. 	if (m_bPeng)
    300. 	{
    301. 		// 得到新的位置
    302. 		osg::Vec3 newPos1 = m_vPosition + delta;
    303. 		osgUtil::IntersectVisitor ivXY;
    304. 		
    305. 		// 根据新的位置得到两条线段检测
    306. 		osg::ref_ptr lineXY = new osg::LineSegment(newPos1, m_vPosition);
    307.  
    308. 		osg::ref_ptr lineZ = new osg::LineSegment(newPos1 + osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 10.0f), newPos1 - osg::Vec3(0.0f, 0.0f, -10.0f));
    309.  
    310. 		ivXY.addLineSegment(lineZ.get());
    311. 		ivXY.addLineSegment(lineXY.get());
    312.  
    313. 		// 结构交集检测
    314. 		m_pHostViewer->getSceneData()->accept(ivXY);
    315.  
    316. 		// 如果没有碰撞检测
    317. 		if (!ivXY.hits())
    318. 		{
    319. 			m_vPosition += delta;
    320. 		}
    321. 	}
    322. 	else
    323. 	{
    324. 		m_vPosition += delta;
    325. 	}
    326. }
    327.  
    328. // 设置速度
    329. void TravelManipulator::setSpeed(float &sp)
    330. {
    331. 	m_fMoveSpeed = sp;
    332. }
    333.  
    334. // 得到当前速度
    335. float TravelManipulator::getSpeed()
    336. {
    337. 	return m_fMoveSpeed;
    338. }
    339.  
    340. // 设置其实的位置
    341. void TravelManipulator::SetPosition(osg::Vec3 &position)
    342. {
    343. 	m_vPosition = position;
    344. }
    345.  
    346. // 得到当前位置
    347. osg::Vec3 TravelManipulator::GetPosition()
    348. {
    349. 	return m_vPosition;
    350. }
    351.  
    352. void travelManipulator_8_8(const string &strDataFolder)
    353. {
    354. 	// 创建Viewer对象，场景浏览器
    355. 	osg::ref_ptr viewer = new osgViewer::Viewer();
    356.  
    357. 	// 把漫游器加入到场景中
    358. 	TravelManipulator::TravelToScene(viewer.get());
    359. 	osg::ref_ptr root = new osg::Group();
    360.  
    361. 	// 读取地形模型
    362. 	string strDataPath = strDataFolder + "lz.osg";
    363. 	osg::ref_ptr node = osgDB::readNodeFile(strDataPath);
    364.  
    365. 	// 添加到场景
    366. 	root->addChild(node.get());
    367.  
    368. 	// 优化场景数据
    369. 	osgUtil::Optimizer optimizer;
    370. 	optimizer.optimize(root.get());
    371.  
    372. 	viewer->setSceneData(root.get());
    373.  
    374. 	viewer->realize();
    375. 	viewer->run();
    376. }

            运行程序，截图如图8-18所示：

    图8-18自定义操作器场景漫游示例截图

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/liangfei868/article/details/134474076