1.前言

2.osg简介

3.OSG开发环境配置

3.1下载安装VS2022

3.2获取osg库

4.编写、编译并运行第一个osg程序

4.1编写第一个C++ CMake程序

4.2编写第一个osg程序

4.3一个xue微有点追求的osg程序

1.前言

本文介绍开源图形库osg的开发环境配置和编写第一个osg程序的完整过程。这是一个教程，也是一个与各位图形从业者的交流平台。

开发环境：Windows10 专业版、Visual Studio 2022、osg3.6.5;

项目构建：CMake。

Visual Studio从版本2017开始支持CMake项目，本文编写时VS的最新版本是VS2022，我们就使用最新版本。CMake 是一个跨平台、开源的元构建系统，广泛应用于C/C++项目的源码构建，它可以为make、ninja等构建系统生成构建脚本。CMake根据用户在CMakeLists.txt编写的各种命令构建工程，本文对涉及到的CMake命令会进行介绍。

2.osg简介

OpenSceneGraph简称osg，是基于标准C++语言和OpenGL编写的图形引擎，详细介绍见osg主页。

3.OSG开发环境配置

3.1下载安装VS2022

VS官网下载VS2022。VS2022分为社区版，个人版和企业版，其中社区版可免费使用，个人版和企业版可免费使用30天。如使用个人版和企业版，请用你懂得的方式进行，如想减轻使用盗版软件带来的负罪感，社区版也是够用的。

VS安装时需注意，勾选项"用于Windows的C++ CMake 工具"和"MSVC V142 - VS 2019 C++ x64/x86 生成工具"。如下图所示

在此解释一下勾选这两项的原因：

勾选"用于Windows的C++ CMake 工具"是为了使VS支持CMake工程;
勾选"MSVC V142 - VS 2019 C++ x64/x86 生成工具"是因为本文使用的osg库是使用VS2019编译的，需要支持2019编译的库。

3.2获取osg库

获取osg库至少有三种方式：

使用osg的源码编译。在osg的github主页下载osg3.6.5源码并自行编译，网上有很多这类教程，不在此详细描述。如果您想调试osg的源码，请选此方法。本篇教程不需要调试osg源码，因此选用最快的方法，即方法3。
使用vcpkg编译安装。网上也有很多这类教程，不在此详细描述。由于vcpkg下载速度是个严重的问题，要想快速搭建开发环境也不推荐此方法。
下载编译好的osg库。要想最快搭建osg的开发环境，推荐此方法。本文使用Objexx编译并提供给osg开源社区的osg库。下载页面地址：https://objexx.com/OpenSceneGraph.html。

本文例子使用Visual C++ 2019编译的64位osg3.6.5

下载Release和Debug版，并解压到本地硬盘。假设Release版和Debug版的保存路径分别为："E:/osg/OpenSceneGraph-3.6.5-VC2019-64-Release/ "和 "E:/osg/OpenSceneGraph-3.6.5-VC2019-64-Debug/"。库的目录组织如下图：

bin目录存放可执行的二进制文件，即exe文件和dll文件，包括实用工具"模型/场景查看器" osg_viewer.exe、"格式转换工具"osg_conv.exe等；include目录存放头文件；lib目录存放.lib库文件。

为了简化本篇教程，本例子只用Debug库，涉及Debug和Release的切换问题，将在后续教程介绍。

至此，所需的软件都已准备就绪。下面我们将创建第一个osg程序。

4.编写、编译并运行第一个osg程序

本着由简入繁、一步一个脚印的原则，我们将首先使用VS2022创建一个CMake工程，并使用标准C++编写一个最简单的程序（Hello World: "没错，就是我!"），程序正常编译和运行后再引入osg库并创建第一个osg窗口，而后创建一个简单的场景，这一切都正常编译运行后，我们的第一个osg程序任务就可以完美结束了。

4.1编写第一个C++ CMake程序

首先我们先用VS2022创建一个CMake工程。

这时候有的同学要问了，为什么要用CMake呢，VS的工程(.sln)不可以吗？

答案是：可以。VS工程经过界面化的配置就可以开发运行osg程序，但是我依然推荐大家使用CMake工程，因为在程序员生涯中，您一定会接触开源、跨平台的C++项目，您甚至会自己开发一套开源软件，而在这个过程中一定绕不开CMake，所以CMake命令虽然入门有难度，但是学习它是很有必要的。因此在此文中，我将创建CMake工程，并与大家一起探索和使用这个优秀的工具。

言归正传，我们开始创建第一个CMake工程。

1.新建文件夹"learn_osg_01"，在文件夹内创建文件"CMakeLists.txt"和文件"main.cpp"，此时两个文件都是空的。

2.打开VS2022，选择"打开本地文件夹"，并选择"learn_osg_01"目录。

3.此时VS经过一番自动操作，完成了CMake工程的生成工作。可以发现此时在"learn_osg_01"目录下多了两个文件夹".vs"和"out"，其中".vs"目录下会生成VS的项目配置、缓存等文件，由VS自动维护，我们可以不用关心，甚至可以在关闭工程时删除（再次打开VS还会重新生成）；"out"目录下将存放将来编译、链接生成的各种文件。

4.在"main.cpp"中编写"Hello World"程序。

#include <iostream>int main(int argc, char** argv)
{std::cout << "Hello, osg!" << std::endl;return 0;
}

5.这是一个可正常编译运行的C++源程序，正确使用CMake可生成可执行程序。CMake如何知道怎么构建呢？答案是通过"CMakeLists.txt"文件的指令。我们在"CMakeLists.txt"中输入以下代码并保存：

project("learn_osg_01")
add_executable(${PROJECT_NAME} main.cpp)

6.点击VS菜单的"生成-全部生成"，VS会自动调用相关工具生成"learn_osg_01.exe"，F5可运行调试，此时在控制台上已经可以输出"Hello, osg!"。

至此，第一个CMake C++程序已经完成了。在进行下一步之前请容我简要介绍一下用到的两条CMake指令。

project("learn_osg_01")

project()指令的作用是设置项目名称，并存放在变量PROJECT_NAME中，如果在顶层的CMakeLists.txt中调用此指令，会同时把项目名称存放在变量CMAKE_PROJECT_NAME中，同时还会自动设置以下变量：

PROJECT_SOURCE_DIR: 项目源码的绝对路径，在此例中是"E:/一坨路径.../learn_osg_01"

PROJECT_BINARY_DIR: 项目二进制目录的绝对路径，在此例中是"E:/一坨路径.../learn_osg_01/out/build/x64-Debug"

另外project()指令还可指定版本，语言等。

add_executable(${PROJECT_NAME} main.cpp)

add_executable()指令的作用是使用指定的源文件生成目标可执行文件，指令的第一个参数是要生成可执行文件（Windows系统中是exe文件）的名称，本例中会生成"learn_osg_01.exe"，名字后边的参数是源文件列表，此例中目前只有一个源文件，即"main.cpp"，如有多个源文件，要依次列在后边，用空格或换行隔开。

我们已经搞明白了这几行代码，接下来我们要开始编写基于osg的程序了。

4.2编写第一个osg程序

写过Visual C++项目的同学一定了解，在VC++项目中，通过图形界面就可配置库，非常方便。对于CMake工程，我们要用自己勤劳的双手输入指令代码去完成配置。

我们要引入osg库，首先要告诉编译器库头文件的位置。在CMake中使用include_directories()指令实现。

include_directories("E:/osg/OpenSceneGraph-3.6.5-VC2019-64-Debug/include")

include_directories()指令告诉编译器搜索头文件的路径，把目录加入到属性INCLUDE_DIRECTORIES中。

我们还要告诉编译器库文件的位置。在CMake中使用link_directories()指令实现。

link_directories("E:/osg/OpenSceneGraph-3.6.5-VC2019-64-Debug/lib")

link_directories()指令告诉链接器器搜索库文件的路径，把目录加入到属性LINK_DIRECTORIES中。

接下来我们还要告诉编译器，具体链接哪个库文件。在CMake中使用target_link_libraries()指令实现。

target_link_libraries(${PROJECT_NAME} osgdosgViewerd
)

target_link_libraries()指令指定哪些库需要链接到目标上。本例的目标是最终要生成的exe文件，由上文中add_executable()指令指定，需要链接的库是osgd.lib和osgViewerd.lib。

至此本例的CMake库配置已经基本完成，目前为止CMakeLists.txt文件的全部内容如下：

project("learn_osg_01")set(OSG_DIR "E:/osg/OpenSceneGraph-3.6.5-VC2019-64-Debug")
include_directories(${OSG_DIR}/include)
link_directories(${OSG_DIR}/lib)add_executable(${PROJECT_NAME} main.cpp)target_link_libraries(${PROJECT_NAME} osgdosgViewerd
)

注意到include_directories()指令和link_directories()指令都用到了osg库的根目录，本着方便快捷、便于维护的目的，我们使用set()指令把osg库根目录赋值给变量OSG_DIR，本文件后续再使用可以直接引用此变量。

接下来我们就可以在代码中调用osg库了。

我们创建一个osgViewer::Viewer对象，并运行该Viewer的主循环。main.cpp文件中的代码改造如下

#include <osgViewer/Viewer>
#include <iostream>int main(int argc, char** argv)
{std::cout << "Hello, osg!" << std::endl;osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer;return viewer->run();
}

F7启动目标生成，可以看到目标已经成功生成。

此时，您一定迫不及待的要按下F5，想让程序跑起来了。遗憾的是，目标还不能正常运行，因为找不到动态链接库。

解决这个问题至少有两个办法：

将动态链接库路径配置到系统环境变量；
将动态链接库拷贝到exe目录。

第一个办法最简单也最节省硬盘空间，但是如果您在同时开发多个项目，而每个项目使用的osg版本是不同的，那这个办法会引起意想不到的错误；

接下来我们介绍一下第二种办法。

有同学可能会想到手动去拷贝dll文件，这是一个解决方案但显然有点low，那有什么看起来比较有调性的方法呢？用CMake!

file(GLOB OSG_DLLS ${OSG_DIR}/bin/*.dll)
file(COPY ${OSG_DLLS} DESTINATION ${CMAKE_BINARY_DIR})

使用file()指令可自动拷贝源路径下的所有.dll文件到目标路径。file()指令可对文件系统进行操作，它的功能远不止本例中用到的这些，感兴趣的同学可以继续研究一下。

在CMakeLists.txt文件中增加上两行指令并保存，CMake会自动完成文件拷贝，这时F5启动程序，您将看到一个全屏显示的osg窗口，第一个osg程序终于运行起来了！

有的同学要问了：“我不想全屏启动应用程序怎么办？”

在main.cpp中添加一行代码，指定窗口的位置和大小

viewer->setUpViewInWindow(50, 50, 800, 600);

运行结果如下图所示

至此，一个空场景的osg窗口已经运行起来了。

CMakeLists.txt的完整代码是：

project("learn_osg_01")set(OSG_DIR "E:/osg/OpenSceneGraph-3.6.5-VC2019-64-Debug")
include_directories(${OSG_DIR}/include)
link_directories(${OSG_DIR}/lib)add_executable(${PROJECT_NAME} main.cpp)target_link_libraries(${PROJECT_NAME} osgdosgViewerd
)file(GLOB OSG_DLLS ${OSG_DIR}/bin/*.dll)
file(COPY ${OSG_DLLS} DESTINATION ${CMAKE_BINARY_DIR})

main.cpp的完整代码是：

#include <osgViewer/Viewer>
#include <iostream>int main(int argc, char** argv)
{std::cout << "Hello, osg!" << std::endl;osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer;viewer->setUpViewInWindow(50, 50, 800, 600);return viewer->run();
}

此教程到此可以告一段落了，但是作为一个有追求的程序员，空场景显然不符合我们的调性，因此我们继续折腾一下，让场景里显示一个三维物体。

4.3一个xue微有点追求的osg程序

我们在场景中创建一个地球模型。

首先在坐标(0,0,0)处创建一个半径为1.0的球，main.cpp函数中添加代码：

#include <osg/Geode>
#include <osg/ShapeDrawable>...int main(int argc, char** argv)
{...osg::ref_ptr<osg::Geode> geode = new osg::Geode;geode->addDrawable(new osg::ShapeDrawable(new osg::Sphere(osg::Vec3(), 1.0f)));viewer->setSceneData(geode);...
}

编译运行结果如下：

这是一个没有灵魂的球，我们将为这个球注入地球的灵魂，通过——贴纹理。

本例子使用的纹理下载链接

下载后放于"E:/test/"目录下。

在main.cpp中添加代码

#include <osg/Texture2D>
#include <osgDB/ReadFile>...int main(int argc, char** argv)
{...osg::ref_ptr<osg::Texture> texture = new osg::Texture2D(osgDB::readRefImageFile("E:/test/world.png"));auto stateSet = geode->getOrCreateStateSet();stateSet->setTextureAttributeAndModes(0, texture);...}

在CMakeLists.txt中添加代码：

target_link_libraries(${PROJECT_NAME} osgDBd
)file(GLOB OSG_PLUGIN_DLLS ${OSG_DIR}/bin/osgPlugins-*/osgdb_png*.dll)
file(COPY ${OSG_PLUGIN_DLLS} DESTINATION ${CMAKE_BINARY_DIR})

引入osgDB库，同时将插件库中的png文件读写插件dll拷贝到可执行文件同目录下。

编译运行，出现三维地球的场景终于出现了，如下图

osg默认为我们增加了相机操控器，可以通过鼠标操作浏览场景。

按下鼠标坐标左键并拖动：旋转场景；

按下鼠标中键并拖动：平移场景；

按下鼠标右键并拖动：缩放场景；

鼠标滚轮：缩放场景；

键盘空格键：恢复初始相机视角;

键盘ESC键：退出。

本教程的代码已经全部编写完成。代码不多，但篇幅略长，每句代码都有说明，有些更是踩过坑后总结的经验，旨在为新手同学提供详细、友好的入门教程，同时希望对老手也有所启发。感谢各位能阅读到此，希望与大家在学习探索osg的旅程上结伴同行。

最后附上完整代码。

CMakeLists.txt

project("learn_osg_01")set(OSG_DIR "E:/osg/OpenSceneGraph-3.6.5-VC2019-64-Debug")
include_directories(${OSG_DIR}/include)
link_directories(${OSG_DIR}/lib)add_executable(${PROJECT_NAME} main.cpp)target_link_libraries(${PROJECT_NAME} osgdosgViewerdosgDBd
)file(GLOB OSG_DLLS ${OSG_DIR}/bin/*.dll)
file(COPY ${OSG_DLLS} DESTINATION ${CMAKE_BINARY_DIR})
file(GLOB OSG_PLUGIN_DLLS ${OSG_DIR}/bin/osgPlugins-*/osgdb_png*.dll)
file(COPY ${OSG_PLUGIN_DLLS} DESTINATION ${CMAKE_BINARY_DIR})

main.cpp

#include <osg/ShapeDrawable>
#include <osg/Texture2D>
#include <osgViewer/Viewer>
#include <osgDB/ReadFile>#include <iostream>int main(int argc, char** argv)
{std::cout << "Hello, osg!" << std::endl;osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer;viewer->setUpViewInWindow(50, 50, 800, 600);osg::ref_ptr<osg::Geode> geode = new osg::Geode;geode->addDrawable(new osg::ShapeDrawable(new osg::Sphere(osg::Vec3(), 1.0f)));osg::ref_ptr<osg::Texture> texture = new osg::Texture2D(osgDB::readRefImageFile("E:/test/world.png"));auto stateSet = geode->getOrCreateStateSet();stateSet->setTextureAttributeAndModes(0, texture);viewer->setSceneData(geode);return viewer->run();
}

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