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目录

前言

Demo工程实现功能

Demo运行效果

操作器概述

初始化默认位置

移动位置

实现简单的漫游器

漫游器代码

MyCameraMainpulator.h

MyCameraMainpulator.cpp

OSG 3.4.0 中的漫游器概览

OSG三维开发专栏

《OSG开发笔记(一)：OSG介绍、编译》

《OSG开发笔记(二)：OSG帮助文档编译》

《OSG开发笔记(三)：OSG使用osgQt嵌入Qt应用程序》

《OSG开发笔记(四)：OSG不使用osgQt重写类嵌入Qt应用程序》：

《OSG开发笔记(五)：OSG场景理解与基础类概述》

《OSG开发笔记(六)：OSG内存管理》

《OSG开发笔记(七)：OSG复现OpenGL入门示例和OSG坐标系》

《OSG开发笔记(八)：OSG模型文件存储与读取》

《OSG开发笔记(九)：OSG模型的基本操作之添加/删除、显示/隐藏、开关节点开/关》：

《OSG开发笔记(十)：OSG模型的变换之平移、旋转和缩放》

《OSG开发笔记(十一)：OSG渲染状态与2D纹理映射》

《OSG开发笔记(十二)：OSG基本几何图形、内置几何类型》

《OSG开发笔记(十三)：OSG三维纹理映射(体渲染)》

《OSG开发笔记(十四)：OSG交互》

《OSG开发笔记(十五)：OSG光照》

《OSG开发笔记(十六)：OSG视口、相机和视点》

《OSG开发笔记(十七)：OSG中的相机移动》

《OSG开发笔记(十八)：OSG鼠标拾取pick、拽托球体以及多光源》

《OSG开发笔记(十九)：OSG文字显示》

《OSG开发笔记(二十)：OSG使用HUD显示文字》

《OSG开发笔记(二十一)：OSG使用HUD绘制图形以及纹理混合模式》

《OSG开发笔记(二十二)：OSG场景背景》

《OSG开发笔记(二十三)：Qt使用QOpenGLWidget渲染OSG和地球仪》

《OSG开发笔记(二十四)：OSG漫游之平移、转向和低抬头》

《OSG开发笔记(二十五)：OSG漫游之CS移动、碰撞检测与跳跃》

《OSG开发笔记(二十六)：OSG漫游之上下楼梯》

《OSG开发笔记(二十七)：OSG路径漫游之录制播放固定路径动画》

《OSG开发笔记(二十八)：OSG模型固定路径动画》

持续补充中…

OSG开发笔记(二十四)：OSG漫游之平移、转向和低抬头

前言

80后典型的使用三维技术的游戏代表作就是CS，CS中可以使用WSAD移动，移动的过程就是漫游。

Demo工程实现功能

WSAD：向前后左右移动

QE/方向键左右：向左右移动视角

方向键上下：向上下移动视角(抬头、低头)

Demo运行效果

操作器概述

在场景中有一个重要的概念，漫游。漫游就是在场景中移动，漫游可以按照用户的要求漫游也可以按照预先的计划漫游(路线)。在之前的开发中，都是用的是OSG自带的操作器Trackball，大众而好用，满足基本需求。但是无法实现CS中的漫游方式(移动还有碰撞等等)。

场景的核心管理类是viewer，想要自定义漫游则必须相应事件，比如鼠标动了，场景也在动。响应事件的类是osgGA::GUIEventHandler，实现漫游使用的响应事件的类是事件响应类的子类，类名osgGA::MatrixManipulator，控制漫游实际就是矩阵变换，这个类有一些设置矩阵的公共接口，通过接口控制viewer了。OSG自带的几个操作器，操作都相同，漫游的主要流程如下：

在1时，使用setCameraManipulator设置操作器；

在2时，每次更新场景都会调用操作器获取矩阵变换；

在3时，每次接收到消息都会触发操作器的handle事件；

操作器必须从osgGA:MatrixManipulator派生而来，而该类提供的接口如下：

virtual void setByMatrix(const osg::Matrixd &matrix) = 0;

virtual void setByInverseMatrix(const osg::Matrixd &matrix) = 0;

// 当场景更新时，会被管理类调用

virual osg::Matrixd getMatrix() const = 0;

// 当场景更新时，会被管理类调用

virtual osg::Matrixd getInverseMatrix() const = 0;

以上四个接口可以向viewer传递矩阵的相关信息。

然后通过handle接口对消息进行处理。

初始化默认位置

初始化操作其实，需要带上当前视口默认的操作位置与旋转矩阵。

由上图，最值得注意的是视口摄像机的默认方向为向下，所以需要绕X轴旋转90度调整视口方向。

移动位置

如上图，若向右旋转45度后，那么走一段距离，需要进行三角函数计算，得到两个轴上的位移，然后对原位置进行修改。

实现简单的漫游器

步骤一：继承自osgGA::CameraMainpulator

步骤二：重新实现4个纯虚函数

步骤三：设置初始位置、旋转角度、移动步长、旋转步长

步周四：处理消息函数handle

漫游器代码

MyCameraMainpulator.h

#ifndef MYCAMERAMAINPULATOR_H

#define MYCAMERAMAINPULATOR_H

#include #include #include class MyCameraMainpulator : public osgGA::CameraManipulator

{

public:

MyCameraMainpulator();

~MyCameraMainpulator();

public:

virtual void setByMatrix(const osg::Matrixd& matrix); // 设置相机的位置姿态矩阵

virtual void setByInverseMatrix(const osg::Matrixd& matrix); // 设置相机的视图矩阵

virtual osg::Matrixd getMatrix() const; // 获取相机的姿态矩阵

virtual osg::Matrixd getInverseMatrix() const; // 获取相机的视图矩阵

virtual bool handle(const osgGA::GUIEventAdapter &ea, osgGA::GUIActionAdapter &us);

private:

osg::Vec3 _position; // 视点当前位置

osg::Vec3 _rotation; // 朝向

float _moveStep; // 移动步长5

float _rotateStep; // 旋转步长

float _originAngleX; // X轴初始化时偏移角度

float _originAngleY; // Y轴初始化时偏移角度

float _originAngleZ; // Z轴初始化时偏移角度

float _offsetAngleX; // X轴当前旋转角度

float _offsetAngleY; // Y轴当前旋转角度

float _offsetAngleZ; // Z轴当前旋转角度

};

#endif // MYCAMERAMAINPULATOR_H

MyCameraMainpulator.cpp

#include "MyCameraMainpulator.h"

#include #include "osg/Math"

MyCameraMainpulator::MyCameraMainpulator()

: _originAngleX(90.0f),

_originAngleY(0.0f),

_originAngleZ(0.0f),

_offsetAngleX(0.0f),

_offsetAngleY(0.0f),

_offsetAngleZ(0.0f)

{

// 使用漫游器的初始化位置

_position = osg::Vec3( -0.0f, -5.0f, 0.0f);

_rotation = osg::Vec3( osg::DegreesToRadians(_originAngleX + _offsetAngleX),

osg::DegreesToRadians(_originAngleY + _offsetAngleY),

osg::DegreesToRadians(_originAngleZ + _offsetAngleZ));

_moveStep = 0.01f;

_rotateStep = 0.1f;

}

MyCameraMainpulator::~MyCameraMainpulator()

{

}

void MyCameraMainpulator::setByMatrix(const osg::Matrixd &matrix)

{

}

void MyCameraMainpulator::setByInverseMatrix(const osg::Matrixd &matrix)

{

computeHomePosition();

}

osg::Matrixd MyCameraMainpulator::getMatrix() const

{

osg::Matrixd mat;

mat.makeTranslate(_position);

return osg::Matrixd::rotate(_rotation.x(), osg::X_AXIS,

_rotation.y(), osg::Y_AXIS,

_rotation.z(), osg::Z_AXIS) * mat;

}

osg::Matrixd MyCameraMainpulator::getInverseMatrix() const

{

osg::Matrixd mat;

mat.makeTranslate(_position);

return osg::Matrixd::inverse(osg::Matrixd::rotate(_rotation.x(), osg::X_AXIS,

_rotation.y(), osg::Y_AXIS,

_rotation.z(), osg::Z_AXIS) * mat);

}

bool MyCameraMainpulator::handle(const osgGA::GUIEventAdapter &ea, osgGA::GUIActionAdapter &us)

{

switch (ea.getEventType())

{

case osgGA::GUIEventAdapter::KEYDOWN:

switch (ea.getKey()) {

case osgGA::GUIEventAdapter::KEY_E:

case osgGA::GUIEventAdapter::KEY_Right:

_offsetAngleZ = _offsetAngleZ + _rotateStep;

_rotation[2] = osg::DegreesToRadians(_originAngleZ + _offsetAngleZ);

break;

case osgGA::GUIEventAdapter::KEY_Q:

case osgGA::GUIEventAdapter::KEY_Left:

_offsetAngleZ = _offsetAngleZ - _rotateStep;

_rotation[2] = osg::DegreesToRadians(_originAngleZ + _offsetAngleZ);

break;

case osgGA::GUIEventAdapter::KEY_W:

_position[1] += _moveStep * cos(osg::DegreesToRadians(-_offsetAngleZ));

_position[0] += _moveStep * sin(osg::DegreesToRadians(-_offsetAngleZ));

break;

case osgGA::GUIEventAdapter::KEY_S:

_position[1] -= _moveStep * cos(osg::DegreesToRadians(-_offsetAngleZ));

_position[0] -= _moveStep * sin(osg::DegreesToRadians(-_offsetAngleZ));

break;

case osgGA::GUIEventAdapter::KEY_A:

_position[0] -= _moveStep * cos(osg::DegreesToRadians(-_offsetAngleZ));

_position[1] += _moveStep * sin(osg::DegreesToRadians(-_offsetAngleZ));

break;

case osgGA::GUIEventAdapter::KEY_D:

_position[0] += _moveStep * cos(osg::DegreesToRadians(-_offsetAngleZ));

_position[1] -= _moveStep * sin(osg::DegreesToRadians(-_offsetAngleZ));

break;

case osgGA::GUIEventAdapter::KEY_Up:

_offsetAngleX += _rotateStep;

_rotation[0] = osg::DegreesToRadians(_originAngleX + _offsetAngleX);

break;

case osgGA::GUIEventAdapter::KEY_Down:

_offsetAngleX -= _rotateStep;

_rotation[0] = osg::DegreesToRadians(_originAngleX + _offsetAngleX);

break;

default:

break;

}

qDebug() << "position: " << _position.x() << "," << _position.y() << "," << _position.z()

<< "rotation: " << _rotation.x() << "," << _rotation.y() << "," << _rotation.z();

break;

default:

break;

}

return true;

}

OSG 3.4.0 中的漫游器概览

漫游器在osgGA库中实现，这个库主要是用来处理用户与三维场景的交互(包括鼠标、键盘、手势、操纵杆等)，之前我们设置是可以添加消息处理的，详情见《OSG开发笔记(十四)：OSG交互》，在添加的消息类中处理hand中返回true，则消息不会传递到漫游器当中去，返回false则消息会传到漫游器中。

消息处理类中处理与漫游器处理的区别，消息处理中需要获取osg::Viewer直接对模型进行操作，而漫游器中是直接操作矩阵。

在OSG3.4.0版本中的漫游器类型，如下图：

设置纯漫游器的效果如下表：

序号

漫游器

详细描述

效果

0

不使用

没有漫游器则没有视图

1

osgGA::CameraManipulator

抽象类，无法使用

无

2

osgGA::StandardManipulator

抽象类，无法使用

无

3

osgGA::OrbitManipulator

鼠标控制，绕X轴只能翻转180，持续旋转

4

osgGA::TrackballManipulator

常用的漫游方式，基于轨迹球理论进行设计。鼠标控制，全方位旋转，持续旋转

同上

5

osgGA::MultiTouchTrackballManipulator

鼠标控制，全方位旋转，持续旋转，触屏未测

同上

6

osgGA::NodeTrackerManipulator

鼠标控制，全方位旋转，持续旋转，触屏未测

同上

7

osgGA::TerrainManipulator

固定绕一个点动，鼠标控制，全方位旋转，持续旋转，触屏未测

8

osgGA::FirstPersonManipulator

鼠标移动视角，持续旋转

9

osgGA::FlightManipulator

模拟飞机飞行的漫游方式

先整中间，鼠标放入窗口飞行

10

osgGA::AnimationPathManipulator

根据指定的路径自动执行场景的漫游

11

osgGA::SphericalManipulator

模拟球面浏览的漫游方式。鼠标控制，绕X轴只能翻转180，持续旋转

12

osgGA::CameraViewSwitchManipulator

可以切换相机视角的漫游器

13

osgGA::DriveManipulator

模拟汽车驾驶的漫游方式

14

osgGA::KeySwitchMatrixManipulator

测试挂，需要其他配合

15

osgGA::UFOManipulator

模拟UFO飞行漫游方式

16

osgGA::StateSetManipulator

非cameraManipulator子类

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