OSG 学习第三天：渲染状态_osg渲染部分在哪里

作者：IT小白 | 2024-03-26 05:22:35

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osg渲染部分在哪里

OSG 渲染状态

前言：撸了两天代码，决定换一种学习方式试试。

渲染状态（Rendering State）

OSG支持绝大部分的OpenGL 固定功能管道（fixed function pipeline）渲染，例如 Alpha 检验，Blending 融合，剪切平面，颜色蒙板，面拣选（face culling），深度和模板检验，雾效，点和线的光栅化（rasterization），等等。OSG 的渲染状态也允许应用程序指定顶点着色（vertex shader）和片段着色（fragment shader）。用户的应用程序需要在 osg::StateSet 中设置渲染状态。

OSG 将渲染状态分成两个部分，渲染属性（attribute）和渲染模式（mode）。

渲染属性也就是控制渲染特性的状态变量。例如，雾的颜色，或者 Blend 融合函数都是 OSG 的状态属性。

OSG 中的渲染模式和 OpenGL 的状态特性几乎是一一对应的，这些特性在 OpenGL 中通过函数 glEnable()和 glDisable()进行控制。用程序可以设置模式量以允许或禁止某个功能，例如纹理映射、灯光等。简单来说，渲染模式是指渲染的某个功能，而渲染属性是这个功能的控制变量和参数。

渲染的步骤如下：

1.设置渲染属性（Attribute）

如果要设置一项属性，首先将要修改的属性类实例化。设置该类的数值，然后用 osg::StateSet::setAttribute()将其关联到 StateSet。下面的代码段用于实现面剔除（face culling）的属性：


// 获取变量 geom 的 StateSet 指针。
osg::StateSet* state = geom->getOrCreateStateSet();
 // 创建并添加 CullFace 属性类。 
osg::CullFace* cf = new osg::CullFace( osg::CullFace::BACK ); 
state->setAttribute( cf );

在上面的代码段中，geom 是一个 Geometry 几何类对象（当然也可以是任何其它派生自 Drawable 和 Node 的对象）。获取 geom 的 StateSet 指针后，代码创建了一个新的 osg::CullFace 对象，并将其关联到状态量。

2.设置渲染模式（Mode）

用户可以使用 osg::StateSet::setMode()允许或禁止某种模式。例如，下面的代码将打开雾效模式的许可：


// 获取一个 StateSet 实例。
 osg::StateSet* state = geom->getOrCreateStateSet(); 
// 允许这个 StateSet 的雾效模式。 
state->setMode( GL_FOG, osg::StateAttribute::ON );

setMode()的第一个输入参数可以是任何一个在 glEnable()或 glDisable()中合法的 OpenGL 枚举量 GLenum。第二个输入参数可以是 osg::StateAttribute::ON 或 osg::StateAttribute::OFF。

3.设置渲染属性和模式

OSG 提供了一个简单的可以同时设置属性和模式的单一函数接口。在许多情况下，属性和模式之间都存在显著的关系。例如，CullFace 属性的对应模式为 GL_CULL_FACE。如果要将某个属性关联到一个 StateSet，同时打开其对应模式的许可，那么可以使用 osg::StateSet::setAttributeAndModes()方法。下面的代码段将关联 Blend 融合检验的属性，同时许可颜色融合模式。


// 创建一个 BlendFunc 属性。 
osg::BlendFunc* bf = new osg::BlendFunc(); 
// 关联 BlendFunc 并许可颜色融合模式 
state->setAttributeAndMode( bf );

setAttributeAndModes()的第二个输入参数用于允许或禁止第一个参数中渲染属性对应的渲染模式。其缺省值为 ON。这样用户的应用程序只需用一个函数，就可以方便地指定某个渲染属性，并许可其对应的渲染模式。

附上书上的一段代码：


//渲染状态（ClipeNode）
#include <osgViewer/Viewer>
 
#include <osg/Node>
#include <osg/Geode>
#include <osg/Geometry>
#include <osg/Group>
#include <osg/ClipNode>
#include <osg/PolygonMode>
#include <osg/MatrixTransform>
#include <osg/PositionAttitudeTransform>
#include <osg/AnimationPath>
 
#include <osgDB/ReadFile>
#include <osgDB/WriteFile>
 
#include <osgUtil/Optimizer>
 
#include <iostream>
 
 
osg::ref_ptr<osg::Node> createClipeNode(osg::ref_ptr<osg::Node> subgraph)
{
	osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group();
 
	osg::ref_ptr<osg::StateSet> stateset = new osg::StateSet();
 
	//多边形线形绘制模式，正面和反面都绘制
	osg::ref_ptr<osg::PolygonMode> polymode = new osg::PolygonMode();
	polymode->setMode(osg::PolygonMode::FRONT_AND_BACK,osg::PolygonMode::FILL);
 
	//启用多边形线形绘制模式，并指定状态继承属性为OVERRIDE
	stateset->setAttributeAndModes(polymode,osg::StateAttribute::OVERRIDE | osg::StateAttribute::ON);
 
	//多边形线形绘制节点
	osg::ref_ptr<osg::Group> wrieframe_subgraph = new osg::Group;
	//设置渲染状态
	wrieframe_subgraph->setStateSet(stateset.get());
	wrieframe_subgraph->addChild(subgraph.get());
 
	root->addChild(wrieframe_subgraph.get());
	/*
	osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> transform = new osg::MatrixTransform;
	//更新回调，实现动态裁剪
	osg::ref_ptr<osg::NodeCallback> nc = new osg::AnimationPathCallback(subgraph->getBound().center(),
		osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f), osg::inDegrees(45.0f));
	transform->setUpdateCallback(nc.get());
	//创建裁剪节点
	osg::ref_ptr<osg::ClipNode> clipnode = new osg::ClipNode;
	osg::BoundingSphere bs = subgraph->getBound();
	bs.radius() *= 0.4f;
	//设置裁剪节点的包围圈
	osg::BoundingBox bb;
	bb.expandBy(bs);
	//根据前面指定的包围盒创建6个裁剪平面
	clipnode->createClipBox(bb);
	//禁用拣选
	clipnode->setCullingActive(false);
	transform->addChild(clipnode.get());
	root->addChild(transform.get());
	//创建未被裁剪的节点
	osg::ref_ptr<osg::Group> clippedNode = new osg::Group;
	clippedNode->setStateSet(clipnode->getStateSet());
	clippedNode->addChild(subgraph.get());
	root->addChild(clippedNode.get());
	*/
	return root.get();
}
 
 
int main()
{
	//创建Viewer对象
	osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer();
	//osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group();
	osg::ref_ptr<osg::Node> root = new osg::Node();
	
	//加载模型
	osg::ref_ptr<osg::Node> node = osgDB::readNodeFile("cessna.osg");
 
	root = createClipeNode(node.get());
 
	//优化场景数据
	osgUtil::Optimizer optimizer;
	optimizer.optimize(root.get());
 
	//设置场景数据
	viewer->setSceneData(root.get());
	//初始化并创建窗口
	viewer->realize();
	//开始渲染
	viewer->run();
 
	return 0;
}

运行出来是一个飞机的模型，大家也可以把注释代码打开看看效果；

改变一下模式，看看输出什么样的飞机：

polymode->setMode(osg::PolygonMode::FRONT_AND_BACK,osg::PolygonMode::LINE);   //线

polymode->setMode(osg::PolygonMode::FRONT_AND_BACK,osg::PolygonMode::POINT);  //点

下面简单介绍贴二维纹理映射：

创建二维纹理的步骤如下：

1.指定用户几何体的纹理坐标

2.创建纹理属性对象并保存纹理图形数据

3.为StateSet设置合适的纹理属性和模式

附上一段代码：


#include <osgViewer/Viewer>
 
#include <osg/Node>
#include <osg/Geode>
#include <osg/Geometry>
#include <osg/Group>
#include <osg/Image>
#include <osg/TexGen>
#include <osg/Texture1D>
#include <osg/TexEnv>
#include <osg/StateSet>
 
#include <osgDB/ReadFile>
#include <osgDB/WriteFile>
 
#include <osgUtil/Optimizer>
 
 
//创建一个四边形节点
osg::ref_ptr<osg::Node> createNode()
{
	osg::ref_ptr<osg::Geode> geode = new osg::Geode();
	osg::ref_ptr<osg::Geometry> geom = new osg::Geometry();
 
	//设置顶点
	osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> vc = new osg::Vec3Array();
	vc->push_back(osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f));
	vc->push_back(osg::Vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));
	vc->push_back(osg::Vec3(1.0f, 0.0f, 1.0f));
	vc->push_back(osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
 
	geom->setVertexArray(vc.get());
 
	//设置纹理坐标
	osg::ref_ptr<osg::Vec2Array> vt = new osg::Vec2Array();
	vt->push_back(osg::Vec2(0.0f, 0.0f));
	vt->push_back(osg::Vec2(1.0f, 0.0f));
	vt->push_back(osg::Vec2(1.0f, 1.0f));
	vt->push_back(osg::Vec2(0.0f, 1.0f));
 
	//第一个参数是纹理单元号， 第二个参数是纹理坐标数组
	geom->setTexCoordArray(0, vt.get());
 
	//设置法线  法线和光照有关
	osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> nc = new osg::Vec3Array();
	nc->push_back(osg::Vec3(0.0f, -1.0f, 0.0f));
 
	geom->setNormalArray(nc.get());
	//法线绑定方式：用一条法线绑定所有的顶点
	geom->setNormalBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);
 
	//添加图元
	geom->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS,0,4));
 
	//绘制
	geode->addDrawable(geom.get());
 
	return geode.get();
}
 
//创建二维纹理状态对象
osg::ref_ptr<osg::StateSet> createTexture2DState(osg::ref_ptr<osg::Image> image)
{
	//创建状态集对象
	osg::ref_ptr<osg::StateSet> stateset = new osg::StateSet();
 
	//创建二维纹理对象
	osg::ref_ptr<osg::Texture2D> texture = new osg::Texture2D();
	texture->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
	//设置贴图
	texture->setImage(image.get());
	stateset->setTextureAttributeAndModes(0, texture.get(), osg::StateAttribute::ON);
 
	return stateset.get();
}
 
 
int main()
{
	osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer();
	osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group();
 
	//读取贴图文件
	osg::ref_ptr<osg::Image> image = osgDB::readImageFile("Images/primitives.gif");
	osg::ref_ptr<osg::Node> node = createNode();
 
	//创建状态集对象
	osg::ref_ptr<osg::StateSet> stateset = new osg::StateSet();
	stateset = createTexture2DState(image.get());
 
	//使用二维纹理
	node->setStateSet(stateset.get());
 
	root->addChild(node.get());
 
	//优化场景数据
	osgUtil::Optimizer optimizer;
	optimizer.optimize(root.get());
 
	//设置场景数据
	viewer->setSceneData(root.get());
	//初始化并创建窗口
	viewer->realize();
	//开始渲染
	viewer->run();
 
	return 0;
}

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