OSG使用OpenGL（以及glad库）绘制自定义图形

简单记录一下在OSG中使用OpenGL函数（以及glad库）绘制自定义图形。

源码：

#include <osgViewer/viewer>
#include <osg/Geode>#include "CustomDrawable.h"int main()
{osg::ref_ptr<osg::Geode> root = new osg::Geode;root->addDrawable(new CustomDrawable);osgViewer::Viewer viewer;viewer.setSceneData(root);viewer.realize();viewer.getCamera()->getGraphicsContext()->getState()->resetVertexAttributeAlias(false);viewer.getCamera()->getGraphicsContext()->getState()->setUseModelViewAndProjectionUniforms(true);viewer.getCamera()->getGraphicsContext()->getState()->setUseVertexAttributeAliasing(true);return viewer.run();
}

#include <osg/Drawable>class CustomDrawable:public osg::Drawable
{public:CustomDrawable();~CustomDrawable();protected:osg::BoundingBox computeBoundingBox() const override;void drawImplementation(osg::RenderInfo& renderInfo) const override;private:GLfloat* vertices = nullptr;GLuint* indices = nullptr;mutable unsigned int vao;mutable unsigned int vbo;mutable unsigned int ebo;mutable bool doOnce = true;
};

#include "CustomDrawable.h"CustomDrawable::CustomDrawable()
{this->setUseDisplayList(false);this->setUseVertexBufferObjects(true);vertices = new GLfloat[2 * 2 * 3];vertices[0] = 1.0;vertices[1] = 1.0;vertices[2] = 0.0;vertices[3] = 1.0;vertices[4] = -1.0;vertices[5] = 0.0;vertices[6] = -1.0;vertices[7] = -1.0;vertices[8] = 0.0;vertices[9] = -1.0;vertices[10] = 1.0;vertices[11] = 0.0;indices = new GLuint[6];indices[0] = 0;indices[1] = 1;indices[2] = 2;indices[3] = 2;indices[4] = 3;indices[5] = 0;
}CustomDrawable::~CustomDrawable()
{}osg::BoundingBox CustomDrawable::computeBoundingBox() const
{return osg::BoundingBox(osg::Vec3f(-1.0, -1.0, -1.0), osg::Vec3f(1.0, 1.0, 1.0));
}void CustomDrawable::drawImplementation(osg::RenderInfo& renderInfo) const
{auto ext = renderInfo.getState()->get<osg::GLExtensions>();if (doOnce) {ext->glGenVertexArrays(1, &vao);ext->glBindVertexArray(vao);ext->glGenBuffers(1, &vbo);ext->glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER_ARB, vbo);ext->glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER_ARB, 2 * 2 * 3 * 4, vertices, GL_STATIC_DRAW);ext->glGenBuffers(1, &ebo);ext->glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER_ARB, ebo);ext->glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER_ARB, 6 * 4, indices, GL_STATIC_DRAW);ext->glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);ext->glEnableVertexAttribArray(0);doOnce = false;}ext->glBindVertexArray(vao);ext->glDrawElementsInstanced(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, (void*)0, 1);
}

运行效果：

--------------------------------------------------- 12月7日更新 ---------------------------------------------------
使用着色器：
主要是drawImplementation函数内的改动。
需要注意的是似乎这样直接调用OpenGL函数绘制，并使用着色器的话，内置的osg_ModelViewProjectionMatrix变量就失效了，需要自行获取ModelViewMatrix和ProjectionMatrix输入着色器。

void CustomDrawable::drawImplementation(osg::RenderInfo& renderInfo) const
{auto ext = renderInfo.getState()->get<osg::GLExtensions>();//获取ModelViewMatrix和ProjectionMatrixauto mvMatrix = renderInfo.getState()->getModelViewMatrix();auto proMatrix = renderInfo.getState()->getProjectionMatrix();auto mvValue = mvMatrix.ptr();auto proValue = proMatrix.ptr();float _mvMatrix[16];float _proMatrix[16];for (int i = 0; i < 16; i++) {_mvMatrix[i] = (float)mvValue[i];_proMatrix[i] = (float)proValue[i];}if (doOnce) {ext->glGenVertexArrays(1, &vao);ext->glBindVertexArray(vao);ext->glGenBuffers(1, &vbo);ext->glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER_ARB, vbo);ext->glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER_ARB, N * N * 3 * 4, vertices, GL_STATIC_DRAW);ext->glGenBuffers(1, &ebo);ext->glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER_ARB, ebo);ext->glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER_ARB, (N - 1) * (N - 1) * 6 * 4, indices, GL_STATIC_DRAW);ext->glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);ext->glEnableVertexAttribArray(0);//Shader为自己简单封装的一个类，内容跟OpenGL中使用Shader一致vfShader = new Shader(ext, "./Test.vert", "./Test.frag");doOnce = false;}vfShader->Bind();vfShader->SetMat4("modelViewMatrix", _mvMatrix);vfShader->SetMat4("projectionMatrix", _proMatrix);ext->glBindVertexArray(vao);ext->glDrawElementsInstanced(GL_TRIANGLES, (N - 1) * (N - 1) * 6, GL_UNSIGNED_INT, (void*)0, 1);
}

顶点着色器：

#version 430layout(location = 0) in vec3 vPos;//uniform mat4 osg_ModelViewProjectionMatrix;
uniform mat4 modelViewMatrix;
uniform mat4 projectionMatrix;void main()
{gl_Position = projectionMatrix*modelViewMatrix*vec4(vPos,1.0);
}

片元着色器：

#version 430out vec4 FragColor;void main()
{FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
}

另外computeBoundingBox函数中设置的包围盒大小一定要大于等于图形的大小，不然会产生裁切问题，如下图，包围盒顶点的值是±1.0，图形顶点的值是±256.0，垂直在一定角度范围内是正常的，但是再继续倾斜就会发生裁切。另外，包围盒的大小也会影响程序刚运行时初始视角离图形的远近，例如包围盒设置±512.0就会比设置±256.0的初始视角要远。

嵌入glad库：（还在尝试）
glad+glfw库是很多OpenGL资料中非常常见的一种搭配，因为在查询OSG使用OpenGL绘制自定义图形的资料时，找到了在OSG中用glut库的glutSolidTeapot函数绘制teapot，所以想既然glut都能嵌入使用，那glad是不是也可以呢？因为很多OpenGL资料都是用的glad，如果能够找到办法嵌入使用，那么就可以直接挪到OSG中而不用想办法转换实现。

先说结论：理论上似乎是可以，但是glGetString不知道为什么获取不到，并且文件包含比较麻烦。可以。

1、首先glad头文件的包含问题
因为OSG底层包含了系统的gl.h文件，其中当没有定义__gl_h_这个宏的时候会定义这个宏，所以当这个宏已经被定义了的时候，glad会报错：

然后就需要把glad.h的包含放在整个代码的最前面，像下面这样
在CustomDrawable.h中放在最前面

然后把CustomDrawable.h的包含放在main.cpp最前面

这样就不会报这个错了。

2、glad的初始化
glad库使用时先需要对glad进行初始化，在glad+glfw库的使用中，glad的初始化是由gladLoadGLLoader函数来完成的。

由glfwGetProcAddress的名称、注释以及接口参数可以得知，这是一个通过传入名称来获取函数地址的函数。
通过gladLoadGLLoader的源码可以得知，glad通过传入的glfwGetProcAddress函数来初始化自身的函数指针接口。
所以我需要在OSG中找到一个能够通过名称来获取函数地址的函数。
因为OSG的OpenGL相关函数主要都在GLExtensions类中，所以就先在它的头文件中寻找，然后发现有一个在类外的函数叫做getGLExtensionFuncPtr正好是我需要的，在doOnce中加入如下代码：

结果发现并不能初始化成功，单步跟入gladLoadGLLoader函数内，发现是在第一步获取glGetString时返回为空。

然后尝试单独调用getGLExtensionFuncPtr，发现确实无法获取到glGetString，但是像glGenBuffers什么的都是可以获取到的。
查看getGLExtensionFuncPtr的源码，发现它是通过调用wingdi.h中的wglGetProcAddress来获取函数地址，目前暂不清楚为什么wglGetProcAddress获取不到glGetString的函数地址…

--------------------------------------------------- 12月8日更新 ---------------------------------------------------
查找资料发现wglGetProcAddress这个函数只能获取OpenGL 1.1+的拓展，而glGetString是OpenGL 1.0的，所以这个函数无法获取到glGetString的函数地址。
接着在StackOverFlow上找到了关于wgl+glad的提问，里面提到了用gladLoadGL()进行初始化，这是glad的另一个初始化函数。
这里需要注意如果调用gladLoadGL()返回false有可能是因为没有添加opengl32.lib，需要在附加依赖项中添加这个lib，原因查看glad源码可知。

主要是drawImplementation函数内的改动。

void CustomDrawable::drawImplementation(osg::RenderInfo& renderInfo) const
{//获取ModelViewMatrix和ProjectionMatrixauto mvMatrix = renderInfo.getState()->getModelViewMatrix();auto proMatrix = renderInfo.getState()->getProjectionMatrix();auto mvValue = mvMatrix.ptr();auto proValue = proMatrix.ptr();float _mvMatrix[16];float _proMatrix[16];for (int i = 0; i < 16; i++) {_mvMatrix[i] = (float)mvValue[i];_proMatrix[i] = (float)proValue[i];}if (doOnce) {if (!gladLoadGL()){std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;}glGenVertexArrays(1, &vao);glBindVertexArray(vao);glGenBuffers(1, &vbo);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, N * N * 3 * 4, vertices, GL_STATIC_DRAW);glGenBuffers(1, &ebo);glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo);glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, (N - 1) * (N - 1) * 6 * 4, indices, GL_STATIC_DRAW);glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);glEnableVertexAttribArray(0);vfShader = new Shader("./Test.vert", "./Test.frag");doOnce = false;}glUseProgram(vfShader->id);auto modelViewLoc = glGetUniformLocation(vfShader->id, "modelViewMatrix");auto projectionLoc = glGetUniformLocation(vfShader->id, "projectionMatrix");glUniformMatrix4fv(modelViewLoc, 1, GL_FALSE, _mvMatrix);glUniformMatrix4fv(projectionLoc, 1, GL_FALSE, _proMatrix);glBindVertexArray(vao);//glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);glDrawElements(GL_TRIANGLES, (N - 1) * (N - 1) * 6, GL_UNSIGNED_INT, (void*)0);
}

运行效果：

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