osg学习笔记（一）
場景圖形采用一種自頂向下的，分層的樹狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織空間數(shù)據(jù)集，以提高渲染的效率
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場景圖形樹結(jié)構(gòu)的頂部是一個(gè)根節(jié)點(diǎn)，從根節(jié)點(diǎn)向下延伸，各個(gè)組節(jié)點(diǎn)中均包含了幾何信息和用于控制其外觀的渲染狀態(tài)信息。根節(jié)點(diǎn)和各個(gè)組節(jié)點(diǎn)都可以有零個(gè)（實(shí)際上是沒有執(zhí)行任何操作）或多個(gè)子成員。在場景圖形的最底部，各個(gè)葉節(jié)點(diǎn)包含了構(gòu)成場景中物體的實(shí)際幾何信息。
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Osg程序使用組節(jié)點(diǎn)來組織和排列場景中的幾何體。
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場景圖形通常包含了多種類型的節(jié)點(diǎn)以執(zhí)行各種各樣的用戶功能，例如開關(guān)節(jié)點(diǎn)可以設(shè)置其子節(jié)點(diǎn)可用或不可用，細(xì)節(jié)層次節(jié)點(diǎn)（LOD）可以根據(jù)觀察者的距離調(diào)用不同的子節(jié)點(diǎn)，變換節(jié)點(diǎn)可以改變子節(jié)點(diǎn)幾何體的坐標(biāo)變換狀態(tài)。
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場景圖形特征：
1.?????? 提供底層渲染API中具備的幾何信息和狀態(tài)管理功能之外，還兼?zhèn)湟韵碌母郊犹卣骱凸δ?#xff1a;
2.?????? 空間結(jié)構(gòu)：
3.?????? 場景揀選，投影面剔除和隱藏面剔除。
4.?????? 細(xì)節(jié)層次：
5.?????? 透明
6.?????? 狀態(tài)改動最少化
7.?????? 文件I/O
8.?????? 更多高性能函數(shù)：全特征文字支持，渲染特效的支持，渲染優(yōu)化，3d模型文件讀寫支持，跨平臺輸入渲染及顯示設(shè)備的訪問.
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場景圖形渲染方式：
三種遍歷操作
1.?????? 更新
2.?????? 揀選
3.?????? 繪制
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Osg設(shè)計(jì)所采用的設(shè)計(jì)理念和工具：
? Ansi標(biāo)準(zhǔn)C++
??C++標(biāo)準(zhǔn)模板庫
? 設(shè)計(jì)模式
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Osg命名習(xí)慣：
?? 命名空間：小寫字母開頭，然后大寫字母避免混淆。
?? 類：大寫字母開頭，每個(gè)單詞首字母大寫。
?? 類方法：小寫字母開頭，此后每個(gè)單詞首字母大寫。
?? 類成員：同上
?? 模板：小寫字母，多個(gè)單詞之間使用下劃線分隔。
?? 靜態(tài)量：靜態(tài)量和函數(shù)的名稱使用s_開頭
?? 全局量：用g_開頭
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組件：
?? 一.Osg核心庫：提供了基本的場景圖形和渲染功能，以及3d圖形程序所需的某些特定功能實(shí)現(xiàn)。包括：
1.osg庫：包含了用于創(chuàng)建場景圖形的場景圖形節(jié)點(diǎn)類，用作向量和矩陣運(yùn)算的類，幾何體類，以及用于描述和管理渲染狀態(tài)的類，3d圖形程序所需的典型功能類，例如命令行參數(shù)解析，動畫路徑管理，以及錯(cuò)誤和警告信息類。
2.osgUtil庫：osg工具庫包含的類和函數(shù)，可以用于場景圖形及其內(nèi)容的操作，場景圖形數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和優(yōu)化，以及渲染器的創(chuàng)建。它還包括了幾何操作的類，例如delaunay三角面片化，三角面片條帶化，紋理坐標(biāo)生成等。
3.osgDB 庫：建立和渲染3d數(shù)據(jù)庫的類和函數(shù)：允許用戶程序加載，使用和寫入3d數(shù)據(jù)庫，它采用插件管理的架構(gòu)。osgDB維護(hù)插件的信息注冊表，并負(fù)責(zé)檢查將要 被載入的osg插件接口的合法性。OsgDB：：DatabasePager實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序從文件中讀取各部分?jǐn)?shù)據(jù)庫信息時(shí)，在不干擾當(dāng)前渲染的前提下以后 臺線程的方式進(jìn)行。
4.osgViewer庫：包含了場景中視口及可視化內(nèi)容的管理類。定義了一些視口類，可以將osg集成到許多視窗設(shè)計(jì)工具中，如MFC，win32等。
5.osgGA庫：用于改寫界面事件。
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?? 二.NodeKits：擴(kuò)展了核心osg場景圖形節(jié)點(diǎn)類的功能，以提高高級節(jié)點(diǎn)類型和渲染特效。包括如下庫：擴(kuò)展了Nodes，Drawables和 StateAttributes。由兩部分組成，NodeKit本身，以及針對.osg的封裝插件庫。有以下的幾種NodeKits：
??????? 1.osgFX庫：提供了額外的場景圖形節(jié)點(diǎn)，以便于特效的渲染，例如異向光照，凹凸貼圖，卡通著色等。
??????? 2.osgParticle庫：提供了基于例子的渲染特效。如爆炸，火焰，煙霧。
??????? 3.osgSim庫：提供了仿真系統(tǒng)中以及渲染OpenFlight數(shù)據(jù)庫所需的特殊渲染功能，例如地形高程圖，光點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，DOF變換節(jié)點(diǎn)等。
??????? 4.osgText庫：此類庫提供了向場景中添加文字的得力工具，可以完全支持TrueType字體。
??????? 5.osgTerrain庫：提供了渲染高度場數(shù)據(jù)的能力。
??????? 6.osgShadow庫：提供了支持陰影渲染的框架結(jié)構(gòu)。
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?? 三.Osg插件：其中包含了2d圖像和3d模型文件的讀寫功能庫。
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?? 四.互操作庫：使得osg易于與其他的開發(fā)環(huán)境集成。
為了確保osg可以在更多環(huán)境中運(yùn)行，osg提供了一個(gè)與語言無關(guān)的，可供運(yùn)行時(shí)訪問的接口。OsgIntrospection庫允許用戶軟件使用反射式和自省式的編程范式與osg進(jìn)行交互。
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?? 五.不斷擴(kuò)展的程序和實(shí)例集：提供了實(shí)用的功能函數(shù)和正確使用osg的例子。
??????? 1.osgarchive：用于向.osga文件包中添加新的文件。也可以用這個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)包的分解和列表。
??????? 2.osgconv：這個(gè)程序用于轉(zhuǎn)換文件格式。它可以將任何文件格式轉(zhuǎn)換為經(jīng)過優(yōu)化的.ive格式。
??????? 3.osgdem：用于將高程圖等高程數(shù)據(jù)及圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成分頁的地形數(shù)據(jù)庫。
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場景圖形類：osg庫
?? osg：：Node ：所有場景圖形類均繼承自此類。
?? Node：場景圖形中所有節(jié)點(diǎn)的基類。包含了用于場景圖形遍歷，揀選，程序回調(diào)，以及狀態(tài)管理的方法。
?? Group：所有可分支節(jié)點(diǎn)的基類。
?? Geode：相當(dāng)于osg中的葉節(jié)點(diǎn)（geometry node）。沒有子節(jié)點(diǎn)，但是包含了osg：：Drawable對象，此中存放了將要被渲染的幾何體。
?? LOD：此類根據(jù)觀察點(diǎn)與圖像子節(jié)點(diǎn)的距離選擇顯示子節(jié)點(diǎn)。通常使用它來創(chuàng)建場景中物體的多個(gè)顯示層級。
?? MatrixTransform：包含了用于實(shí)施子節(jié)點(diǎn)幾何體的空間轉(zhuǎn)換的矩陣，以實(shí)現(xiàn)場景對象的旋轉(zhuǎn)，平移，縮放，傾斜和映射等操作。
?? Switch：用布爾模板來允許或禁止子節(jié)點(diǎn)的運(yùn)作。
?? 其他的如：Sequence，PositionAttitudeTransform等
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幾何體類：osg庫
?? Geode：osg的葉節(jié)點(diǎn)，包含了渲染用的幾何數(shù)據(jù)，使用以下類實(shí)現(xiàn)幾何數(shù)據(jù)的存儲：
?? Drawable：用于存儲幾何數(shù)據(jù)信息的基類，Geode維護(hù)了一個(gè)Drawable的列表。純虛類無法實(shí)例化，必須實(shí)現(xiàn)派生類,如：Geometry，或者ShapeDrawable（允許用戶繪制預(yù)定義的幾何形狀，如球，圓錐，矩形體等）。
?? Geometry：與PrimitiveSet類相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了對opengl頂點(diǎn)數(shù)組功能的高級封裝。保存了頂點(diǎn)數(shù)組的數(shù)據(jù)，紋理坐標(biāo)，顏色以及法線數(shù)組。
PrimitiveSet：提供了opengl頂點(diǎn)數(shù)組繪圖命令的高層次支持。用戶可以從Geometry中獲得保存的數(shù)據(jù)，再使用這個(gè)類制定要繪制的幾何體數(shù)據(jù)的類型。
Vector類：支持float和double類型。
Array類：數(shù)組類型。
狀態(tài)管理類：osg庫
保存場景所需的opengl渲染狀態(tài)，
狀態(tài)集合StateSet：osg在此類中保存一組定義狀態(tài)數(shù)據(jù)（模式和屬性）。場景圖形中的任何一個(gè)Node都可與StateSet相關(guān)聯(lián)。
模式：與glEnable和glDisable相類似。用Osg：：StateSet：：setMode（）可在StateSet中保存一個(gè)模式信息。
屬性：用于制定狀態(tài)信息，osg：：StateSet：：setAttribute（）在StateSet中保存屬性信息。
紋理模式和屬性：StateSet類方法的setTextureMode和setTextureAttribute進(jìn)行設(shè)置。
繼承標(biāo)記：用于標(biāo)志量的操作。用于控制場景圖形遍歷中的狀態(tài)值。
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osgViewer庫包含了以下三個(gè)可能用到的視口類：
???? SimpleViewer：負(fù)責(zé)管理單一場景中的單一視口。使用SimpleViewer時(shí)，應(yīng)用程序應(yīng)當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)窗口并設(shè)置當(dāng)前的圖形上下文。
???? Viewer：用于管理多個(gè)同步攝像機(jī)，他們將從多個(gè)方向渲染單一的視口。
???? CompositeViewer：此類支持同一窗口的多個(gè)視口，也支持不同場景的多個(gè)攝像機(jī)。
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其他實(shí)用類：osg庫
涉及到osg的內(nèi)存引用計(jì)數(shù)策略。
Referenced：所有場景圖形節(jié)點(diǎn)和osg的許多其他對象的基類。它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)用于跟蹤內(nèi)存使用情況的引用計(jì)數(shù)。如果某個(gè)繼承自Referenced類的對象引用計(jì)數(shù)數(shù)值到達(dá)0，那么系統(tǒng)將自動調(diào)用其析構(gòu)函數(shù)并清理為此對象分配的內(nèi)存。
ref_ptr<>：模板類ref_ptr<>為其模板內(nèi)容定義了一個(gè)智能指針。模板內(nèi)容必須繼承自Referenced。
Object：純虛類，一切需要I/O支持，拷貝和引用計(jì)數(shù)的對象的基類。
Notify：osg庫提供了一系列的控制調(diào)試，警告和錯(cuò)誤輸出的函數(shù)。用戶可以通過指定一個(gè)來自NotifySeverity枚舉量的數(shù)值，設(shè)定輸出的信息量。
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交運(yùn)算：osgUtil庫
通過提供大量用于場景圖形交運(yùn)算，使用如下類可以獲得場景圖形中被拾取部分的信息：
Intersector：純虛類，定義了相交測試的接口。執(zhí)行相交測試時(shí)，應(yīng)用程序?qū)⒗^承自Intersector的某個(gè)類實(shí)例化，傳遞給IntersectionVisitor的實(shí)例，并隨后請求該實(shí)例返回?cái)?shù)據(jù)以獲取交運(yùn)算的結(jié)果。
IntersectionVisitor：IntersectionVisitor搜索場景圖形中與指定幾何體相交的節(jié)點(diǎn)，而最后的測試工作由Intersector繼承類完成。
LineSegmentIntersector：繼承自Intersector，用于檢測指定線段和場景圖形之間的相交情況，并向程序提供查詢相交測試結(jié)果的函數(shù)。
PolytopeIntersector：與LineSegmentIntersector類似，該類用于檢測由一系列平面構(gòu)成的多面體的相交情況。當(dāng)用戶點(diǎn)擊鼠標(biāo)，希望拾取到鼠標(biāo)位置附近的封閉多面體區(qū)域時(shí)，PolytopeIntersector類尤其有效。
PlaneIntersector：與LineSegmentIntersector類似，用于檢測由一系列平面構(gòu)成的平面的相交情況。
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優(yōu)化：osgUtil庫
???? Optimizer：用于優(yōu)化場景圖形。
Statistics和StatsVisitor：StatsVisitor返回一個(gè)場景圖形中節(jié)點(diǎn)的總數(shù)和類型，Statistics返回渲染幾何體的總數(shù)和類型。
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幾何體操作：osgUtil庫
???? Simplifier：使用此類用來減少Geometry對象中幾何體的數(shù)目，這有助于低細(xì)節(jié)層次的自動生成。
???? Tessellator：根據(jù)一組頂點(diǎn)的列表，生成由前述列表描述的多邊形，即一個(gè)osg：：PrimitiveSet
???? DelaunayTriangulator：實(shí)現(xiàn)了Delaunay三角網(wǎng)格化運(yùn)算，根據(jù)一組頂點(diǎn)的集合生成一系列的三角形。
???? TriStripVisitor：遍歷場景圖圖形并將多邊形圖元轉(zhuǎn)化成三角形和四邊形條帶。
???? SmoothingVisitor：SmoothingVisitor可生成頂點(diǎn)法線，也就是所有共享此頂點(diǎn)的面的法線平均值。
???? 紋理貼圖生成：包含了建立反射貼圖，中途向量貼圖，高光貼圖。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的osg学习笔记（一）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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