第08节实例-写个简单的操作器

作者: 杨石兴 | 来源:发表于2021-06-14 21:36 被阅读0次

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缘由
应四川的群友：挑战高起点 的要求，我给大家写一个最简单的操作器，读完本文以最大程度让读者掌握在OSG中写个操作器是咋回事儿。代码在最后一个代码块，直接新建OSG工程，拷贝进去就可以运行。特别感谢这位网友，要不然真的不知道怎么为大家好呀。

另外如果您也想我来为您就某个功能写个例子，分享给大家，则只需要在本文评论区回复即可。或在本文出现的群里回复。

本节所有代码在网盘中：

注意：务必使用浏览器打开：
链接：https://pan.baidu.com/s/13gwJLwo_LbRnN3Bl2NXXXw
提取码：xrf5

功能说明
首先绘制一个场景如下，场景中间放着模型axes.osgt这个模型，它指明了xyz轴的方向，然后我们在xy方向，从-5~5，间隔0.5绘制网格，如下图所示。

image.png

然后我们操作器的功能是：点击a围绕z轴，眼睛看着(0,0,0)点，高度在5，逆时针旋转
点击d则顺时针旋转。

实现要点
1.写个类继承自osgGA::CameraManipulator，就我们的功能而言，有两个函数就可以了，一个是virtual osg::Matrixd getInverseMatrix() const，它要返回camera的ViewMatrix，也就是我说的，Camera会在事件遍历的时候，调用这个函数来设置他的ViewMatrix。所以我们要实现它。

实现它也很简单，自己写三个变量做成员函数：_eye(人头的位置）, _center（人头在往哪看）, _up(人头顶的朝向），自己想想自己的头，就能想明白这三个量一定，你在哪朝哪看就定了，接着直接构造ViewMatrix就可以了，代码如下：

    virtual osg::Matrixd getInverseMatrix() const
    {
        return osg::Matrix::lookAt(_eye, _center, _up);
    };

看看简单吧。那么现在的任务就是根据事件要来设置_eye了，因为根据我们的功能设想，_center始终是0,0,0，up始终是0,0,1。

2._Eye的更新在事件处理中，也就是另一个要实现的虚函数：virtual bool handle(const osgGA::GUIEventAdapter& ea, osgGA::GUIActionAdapter& us)，我们定义了一个成员变量_theta，点A的时候就把它加一度，点D的时候就减一度。然后立即更新_eye的值，按半径是sqrt(55+55)来算：

    //事件处理，我们要点击A就围着Z轴顺时针转动，点D就逆时针转动，转的时候始终朝0 0 0 点看着
    virtual bool handle(const osgGA::GUIEventAdapter& ea, osgGA::GUIActionAdapter& us)
    {
        if (ea.getEventType() == osgGA::GUIEventAdapter::KEYDOWN)
        {
            //若是A键
            if ((ea.getKey() == 'A') || (ea.getKey() == 'a'))
            {
                _theta += 1.0;
            }
            if ((ea.getKey() == 'D') || (ea.getKey() == 'd'))
            {
                _theta -= 1.0;
            }

            _eye = osg::Vec3(_r * std::cos(osg::DegreesToRadians(_theta)), _r * std::sin(osg::DegreesToRadians(_theta)), 5.0);
        }
        return false;
    }

3.关键代码就是上面那些。要写自己的操作器就是要看看自己按照事件怎么操作_eye,_center,_up这三个值了。多说一句，如果要让相机按着某个路径运动，可以使用AnimationPathManipulator类，它还支持将路径存在文件，然后读起来用。具体用法可以参考：applications/osgviewer/osgviewer.cpp这个程序的具体实现，主要看RecordCameraPathHandler这个类。

4.最后下面是这个示例的所有代码，大家直接拷贝就可以使用，是完整的，没有依赖的，依赖的axes.osgt是OSG自带的模型。就算读不了来只是轴不显示，也不影响其它的功能。

#include <osgViewer/viewer>
#include <osgDB/ReadFile>
#include <osg/Geode>
#include <osg/Geometry>
#include <osgGA/CameraManipulator>

class MyCameraManipulator : public osgGA::CameraManipulator
{
public:
    MyCameraManipulator() 
    {
        _theta = 0.0;
        _center = osg::Vec3(0.0, 0.0, 0.0);
        _up = osg::Vec3(0.0, 0.0, 1.0);
        _r = std::sqrt(5 * 5 + 5 * 5);
        _eye = osg::Vec3(_r*std::cos(osg::DegreesToRadians(_theta)), _r * std::sin(osg::DegreesToRadians(_theta)), 5.0);
    }

    //这三个纯虚函数本例不会使用
    virtual void setByMatrix(const osg::Matrixd& matrix) {};
    virtual void setByInverseMatrix(const osg::Matrixd& matrix) {};
    virtual osg::Matrixd getMatrix() const { return osg::Matrix::identity(); };

    //最关键的是这个，这个返回的就是ViewMatrix
    virtual osg::Matrixd getInverseMatrix() const
    {
        return osg::Matrix::lookAt(_eye, _center, _up);
    };

    //事件处理，我们要点击A就围着Z轴顺时针转动，点D就逆时针转动，转的时候始终朝0 0 0 点看着
    virtual bool handle(const osgGA::GUIEventAdapter& ea, osgGA::GUIActionAdapter& us)
    {
        if (ea.getEventType() == osgGA::GUIEventAdapter::KEYDOWN)
        {
            //若是A键
            if ((ea.getKey() == 'A') || (ea.getKey() == 'a'))
            {
                _theta += 1.0;
            }
            if ((ea.getKey() == 'D') || (ea.getKey() == 'd'))
            {
                _theta -= 1.0;
            }

            _eye = osg::Vec3(_r * std::cos(osg::DegreesToRadians(_theta)), _r * std::sin(osg::DegreesToRadians(_theta)), 5.0);
        }
        return false;
    }

    //视点位置
    osg::Vec3d              _eye;
    //视点看向哪里
    osg::Vec3d              _center;
    //头顶的朝向
    osg::Vec3d              _up;

    //视点看向0 0 0的角度
    float              _theta;
    //视点离0 0 0的距离
    float              _r;
};

osg::Node* createScene()
{
    osg::Group* root = new osg::Group();
    root->addChild(osgDB::readNodeFile("axes.osgt"));

    osg::Geode* gnode = new osg::Geode;
    root->addChild(gnode);

    osg::Geometry* geom = new osg::Geometry;
    gnode->addChild(geom);

    osg::Vec3Array* vertex = new osg::Vec3Array;
    geom->setVertexArray(vertex);
    //沿xy平面画线，间隔0.5米，从-5，画到5
    for (float i = -5; i <= 5; i += 0.5)
    {
        vertex->push_back(osg::Vec3(i, -5, 0));
        vertex->push_back(osg::Vec3(i, 5, 0));
        vertex->push_back(osg::Vec3(-5, i, 0));
        vertex->push_back(osg::Vec3(5, i, 0));
    }
    geom->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::LINES, 0, vertex->size()));

    osg::Vec4Array* color = new osg::Vec4Array();
    color->push_back(osg::Vec4(0.7, 0.7, 0.7, 1.0));
    geom->setColorArray(color, osg::Array::BIND_OVERALL);
    geom->getOrCreateStateSet()->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);

    return root;
}


int main()
{
    osgViewer::Viewer viewer;

    viewer.setCameraManipulator(new MyCameraManipulator());
    viewer.setSceneData(createScene());

    return viewer.run();
}