OSG编程指南＜十＞：OSG几何体的绘制

1、场景基本绘图类

  在 OSG 中创建几何体的方法比较简单，通常有 3 种处理几何体的手段：

  • 使用松散封装的OpenGL 绘图基元；
  • 使用 OSG 中的基本几何体；
  • 从文件中导入场景模型。

  使用松散封装的OpenGL 绘图基元绘制几何体具有很强的灵活性，但工作量通常非常大，当面对大型场景时，绘制几何体将是一项非常艰巨而富有挑战的工作，因此，通常还是采用读入外部模型的方法。

1.1 向量与数组类

  在 OSG 中定义了大量的类来保存数据，数据通常是以向量的形式来表示的，向量数据主要包括顶点坐标、纹理坐标、颜色和法线等。例如，定义 osg::Vec2 来保存纹理坐标；定义 osg::Vec3 来保存顶点坐标和法线坐标；定义 osg::Vec4 保存颜色的 RGBA 值。osg::Vec2、osg::Vec3 和 osg::Vec4 是分别用来保存向量的二维数组、三维数组和四维数组，这些类不仅能够保存各种数据，还提供了向量的基本运算机制，如加、减、乘、除四则元算、点积和单位化等相关的操作。
  在 OSG 中还定义了模板数组用来保存对象，例如，可以用顶点索引对象（osg::DrawElementsUInt）来保存顶点索引，用颜色索引（osg::TemplateIndexeArray）来保存颜色。但最常用的还是保存向量数据，如 osg::Vec3Array 来保存众多顶点坐标、osg::Vec2Array 保存纹理坐标等，这些模板数组都继承自 std::Vector，因此，它们具有向量的基本操作方法，例如，可以利用 push_back()添加一个元素，可以利用pop_back()删除一个元素，同样也可以使用 clear()删除所有的元素。

1.2 Drawable 类

  Drawable 类是一个纯基类，无法实例化。作为可绘制对象基类的 osg::Drawable 类，它派生了很多类，它的继承关系图如图 4-1 所示。
在这里插入图片描述
  从图 4-1 可以看出，由 osg::Drawable 派生的类有 9 个，分别是 osg::DrawPixels、osg::Geometry、osg::ShapeDrawable、osgParticle::ParticleSystem、osgParticle::PrecipitationEffect::PrecipitationDrawable、osgShadow::OccluderGeometry、osgShadow::ShadowVolumeGeometry、osgSim::ImpostorSprite 和 osgText::TextBase，其中，从 OSG 核心库派生出了 3 个类，分别是 osg::DrawPiexels 类（主要封装了 OpenGL中 glDrawPixels()的功能）、osg::Geometry 类（绘制几何体的类，应用比较灵活）和 osg::ShapeDrawable类（主要封装了一些已经定义好的几何体，不需要设置坐标即可直接调用，如长方体、正方体、球体
等）。其他的类中，有两个派生自粒子系统库，有两个派生自阴影库，还有两个分别派生自 osgSim 库和 osgText 文字库。

1.3 PrimitiveSet 类

  osg::PrimitiveSet 类继承自 osg::Object 虚基类，但它不具备一般场景中的特性。osg::PrimitiveSet 类的继承关系图如图 4-2 所示。
在这里插入图片描述
  该类主要松散封装了 OpenGL 的绘图基元，通过指定绘图基元来指定几何体顶点将采用哪一种或几种基元绘制。常用的绘图基元包括如下几种：

POINTS = GL_POINTS //绘制点
LINES = GL_LINES //绘制线
LINE_STRIP = GL_LINE_STRIP //绘制多段线
LINE_LOOP = GL_LINE_LOOP //绘制封闭线
TRIANGLES = GL_TRIANGLES //绘制一系列的三角形（不共用顶点）
TRIANGLE_STRIP = GL_TRIANGLE_STRIP //绘制一系列三角形（共用后面的两个顶点）
TRIANGLE_FAN = GL_TRIANGLE_FAN //绘制一系列三角形，顶点顺序与上一条语句绘制的三角形不同
QUADS = GL_QUADS //绘制四边形
QUAD_STRIP = GL_QUAD_STRIP //绘制一系列四边形
POLYGON = GL_POLYGON //绘制多边形

从 osg::PrimitiveSet 类的继承关系图可以看出，它的派生类主要有如下 3 个：

  • osg::DrawArrays 类。继承自 osg::PrimitiveSet，它封装了glDrawArrays()顶点数组绘图命令，用于指定顶点和绘图基元。
  • osg::DrawElements 类。它又派生出 3 个子类，分别是 osg::DrawElementsUByte、osg::DrawElementsUShort和osg::DrawElementsUInt，封装了 glDrawElements()的指令，可以起索引的作用，在后面的示例中会用到。
  • osg::DrawArrayLengths 类。它的主要作用是多次绘制，即多次调用glDrawArrays()，且每次均使用不同的长度和索引范围，在绘制过程中用得不是很多。

DrawArrays 的基本用法如下：

osg::DrawArrays::DrawArrays( GLenum mode, GLint first,GLsizei count );
/*参数说明：第一个参数是指定的绘图基元，即前面所列举的常见绘图基元；第二个参数是指绘制几何体的第一个
顶点数在指定顶点的位置数；第三个参数是使用的顶点的总数*/

  还有一点值得注意的是，虽然 osg::PrimitiveSet 类提供与 OpenGL 一样的顶点机制，但是在内部渲染上还是有一定区别的。根据渲染环境的不同，渲染的方式也是不一样的，可能会采用顶点、顶点数组、显示列表或者 glBegin()/glEnd()来渲染几何体，继承自 Drawable 类的对象（如 Geometry）在默认条件下将使用显示列表。其中，osg::Drawable::setUseDisplayList(false)用于手动禁止使用显示列表。还有一种比较特殊的情况，如果设置BIND_PER_PRIMITIVE 绑定方式，那么OSG将采用glBegin()/glEnd()函数进行渲染。因为在设置使用绑定方式为 BIND_PER_PRIMITIVE 后，它就为每个独立的几何图元设置一种绑定属性。

2、基本几何体的绘制

  OSG 创建的场景和对象是由简单的图元（我们把构成 3D 对象的构件称为图元）按照一定的方式排列和组合而成的，OSG 中的所有图元都是一维或二维对象，包括单个的点、直线和复杂的多边形。

2.1 几何体类 osg::Geometry

  它的主要作用是对指定绘制几何体的顶点数及对数据的解析，主要提供了如下 3大类方法：

1）指定向量数据。就是以前所涉及的顶点数据、纹理坐标及颜色等一系列向量数据，可以通过下面的几个函数来实现：

void setVertexArray(Array*array) //设置顶点数组
void setVertexData(const ArrayData&arrayData) //设置顶点数组数据
void setVertexIndices(IndexArray*array) //设置顶点索引数组
void setNormalArray(Array*array) //设置法线数组
void setNormalData(const ArrayData&arrayData) //设置法线数组数据
void setNormalIndices(IndexArray*array) //设置法线索引数组
void setColorArray(Array*array) //设置颜色数组
void setColorData(const ArrayData&arrayData) //设置颜色数组数据
void setColorIndices(IndexArray*array) //设置颜色索引数组
void setTexCoordArray(unsigned int unit,Array*)
//设置纹理坐标数组，第一个参数是纹理单元，第二个是纹理坐标数组
void setTexCoordData(unsigned int index, const ArrayData &arrayData)
//设置纹理坐标数组数据，第一个参数是纹理单元，第二个是纹理坐标数组数据
void setTexCoordIndices(unsigned int unit, IndexArray *)
//设置纹理坐标索引数组，第一个参数是纹理单元，第二个是纹理索引坐标数组

2）设置绑定方式。数据绑定主要有两项，即法线及颜色，可以通过下面的两个函数来实现：

void setNormalBinding(AttributeBinding ab) //设置法线绑定方式
void setColorBinding(AttributeBinding ab) //设置颜色绑定方式

绑定方式主要有下面几种：

BIND_OFF //不启用绑定
BIND_OVERALL //绑定全部的顶点
BIND_PER_PRIMITIVE_SET //单个绘图基元绑定
BIND_PER_PRIMITIVE //单个独立的绘图基元绑定
BIND_PER_VERTEX //单个顶点绑定

3）数据解析。当在指定了各种向量数据和绑定方式之后，采用何种方式来渲染几何体就是最为关键的。不同的方式下，渲染出来的图形是不一样的，即使效果一样，可能面数或内部机制等也是有区别的。数据解析主要通过如下函数来指定：

bool addPrimitiveSet(PrimitiveSet*primitiveset)
/*参数说明：osg::PrimitiveSet 是无法初始化的虚基类，因此这里主要是调用它的子类来指定数据渲染，最常用的就是
前面介绍的 osg::DrawArrays，用法比较简单，初始化一个对象实例，参数说明见前面 osg::DrawArrays 类*/

通过前面的讲述可知，绘制并渲染几何体主要有如下 3 大步骤：
1）创建各种向量数据，如顶点、纹理坐标、颜色和法线等。需要注意的是，添加顶点数据时主要按照逆时针顺序添加，以确保背面剔除（backface culling）的正确（后面还会有介绍）。
2）实例化一个几何体对象（osg::Geometry），设置顶点坐标数组、纹理坐标数组、颜色数组、法线数组、绑定方式及数据解析。
3）加入叶节点绘制并渲染。

2.2 示例

在这里插入图片描述

2.3 示例源码

#include <osgViewer/Viewer>

#include <osg/Node>
#include <osg/Geode>
#include <osg/Group>

#include <osgDB/ReadFile>
#include <osgDB/WriteFile>

#include <osgUtil/Optimizer>

#include <osgViewer/ViewerEventHandlers> //事件监听
#include <osgGA/StateSetManipulator> //事件响应类，对渲染状态进行控制

#pragma comment(lib, "OpenThreadsd.lib")
#pragma comment(lib, "osgd.lib")
#pragma comment(lib, "osgDBd.lib")
#pragma comment(lib, "osgUtild.lib")
#pragma comment(lib, "osgGAd.lib")
#pragma comment(lib, "osgViewerd.lib")
#pragma comment(lib, "osgTextd.lib")

//创建一个四边形节点
osg::ref_ptr<osg::Node> createQuad()
{
	//创建一个叶节点对象
	osg::ref_ptr<osg::Geode> geode = new osg::Geode();

	//创建一个几何体对象
	osg::ref_ptr<osg::Geometry> geom = new osg::Geometry();

	//创建顶点数组
	osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> aryVertex = new osg::Vec3Array();

	//添加数据
	aryVertex->push_back(osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f));
	aryVertex->push_back(osg::Vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));
	aryVertex->push_back(osg::Vec3(1.0f, 0.0f, 1.0f));
	aryVertex->push_back(osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
	aryVertex->push_back(osg::Vec3(0.0f, -1.0f, 0.0f));

	//设置顶点数据
	geom->setVertexArray(aryVertex.get());

	//创建四边形顶点索引数组，指定绘图基元为四边形，注意添加顺序
	osg::ref_ptr<osg::DrawElementsUInt> quad = new osg::DrawElementsUInt(osg::PrimitiveSet::QUADS, 0);
	//添加数据
	quad->push_back(0);
	quad->push_back(1);
	quad->push_back(2);
	quad->push_back(3);

	//添加到几何体
	geom->addPrimitiveSet(quad.get());

	//创建三角形顶点索引数组，指定绘图基元为三角形，注意添加顺序
	osg::ref_ptr<osg::DrawElementsUInt> triangle = new osg::DrawElementsUInt(osg::PrimitiveSet::TRIANGLES, 0);
	//添加数据
	triangle->push_back(4);
	triangle->push_back(0);
	triangle->push_back(3);

	//添加到几何体
	geom->addPrimitiveSet(triangle.get());

	//创建颜色数组
	osg::ref_ptr<osg::Vec4Array> vecColor = new osg::Vec4Array();

	//添加数据
	vecColor->push_back(osg::Vec4(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f));
	vecColor->push_back(osg::Vec4(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f));
	vecColor->push_back(osg::Vec4(0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f));
	vecColor->push_back(osg::Vec4(1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f));
	vecColor->push_back(osg::Vec4(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f));

	//设置颜色数组
	geom->setColorArray(vecColor.get());

	//创建颜色索引数组
	//osg::TemplateIndexArray<unsigned int ,osg::Array::UIntArrayType,4,4>* colorIndex = new osg::TemplateIndexArray<unsigned int ,osg::Array::UIntArrayType,4,4>();
	//添加数据，注意添加数据顺序与顶点一一对应
	//colorIndex->push_back(0);
	//colorIndex->push_back(1);
	//colorIndex->push_back(2);
	//colorIndex->push_back(3);
	//colorIndex->push_back(2);
	//设置颜色索引数组
	//geom->setColorIndices(colorIndex);

	//设置颜色的绑定方式为单个顶点
	geom->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_PER_VERTEX);

	//创建法线数组
	osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> vecNormal = new osg::Vec3Array();

	//添加法线
	vecNormal->push_back(osg::Vec3(0.0f, -1.0f, 0.0f));

	//设置法线数组
	geom->setNormalArray(vecNormal.get());

	//设置法线的绑定方式为全部顶点
	geom->setNormalBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);

	//添加到叶节点
	geode->addDrawable(geom.get());

	return geode.get();
}


int main()
{
	//创建Viewer对象，场景浏览器
	osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer();

	osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group();

	//添加到场景
	root->addChild(createQuad());

	//优化场景数据
	osgUtil::Optimizer optimizer;
	optimizer.optimize(root.get());

	viewer->setSceneData(root.get());

	//切换网格模式，方便比较
	viewer->addEventHandler(new osgGA::StateSetManipulator(viewer->getCamera()->getOrCreateStateSet()));
	viewer->addEventHandler(new osgViewer::StatsHandler());//实现状态信息统计
	viewer->addEventHandler(new osgViewer::WindowSizeHandler());

	viewer->setUpViewInWindow(400,400,1000,800);

	viewer->run();

	return 0;
}

3、OSG预定义几何体

3.1 osg::Shape 类

  osg::Shape 类直接继承自 osg::Object 基类，继承关系图如图 4-6 所示。
在这里插入图片描述
  osg::Shape 类是各种内嵌几何体的基类，它不但可用于剔除和碰撞检测，还可用于生成预定义的几何体对象。常用的内嵌几何体包括如下几种：

osg::Box //正方体
osg::Capsule //太空舱
osg::Cone //椎体
osg::Cylinder //柱体
osg::HeightField //高度图
osg::InfinitePlane //无限平面
osg::Sphere //球体
osg::TriangleMesh //三角片

3.2 osg::ShapeDrawable 类

  在 OSG 中内嵌预定义的几何体，如果渲染这些内嵌的几何体，就必须将其与 osg::Drawable 关联。实际应用中，可以使用 osg::Drawable 类的派生类 osg::ShapeDrawable来完成这个功能。osg::ShapeDrawable 类在前面已经讲到，它派生自osg::Drawable 类。由于它继承自 osg::Drawable 类，所以它的实例需要被添加到叶节点中才能被实例绘制。
在 osg::ShapeDrawable 类的构造函数中提供了关联 osg::Shape 的方法：

ShapeDrawable(Shape*shape, TessellationHints *hints=0)
//第一个参数为 shape，第二个参数默认下不细化

3.3 网格化类

  网格化类（osg::TessellationHints）直接继承自 osg::Object 基类。osg::TessellationHints 类的主要作用是设置预定义几何体对象的精细程度，精细程度越高，表示其细分越详细，但对于不同的预定义几何体对象它的作用是不一样的，例如：

 Box（四棱柱）：网格化类对于四棱柱没有意义。
 Capsule（太空舱）：太空舱分 3 个部分，上下半球部分和圆柱侧面部分，默认圆柱侧面被细分。
 Cone（圆锥）：直接细分。
 Cylinder（柱体）：直接细分。
 Sphere（球）：直接细分。

目前，osg::TessellationHints 类并不完整，部分类成员函数还没有实现，具体可以参看源码。在内嵌几何体对象中，默认的情况下，网格化类的精细度为 0，表示预定义的几何体此时按照原顶点默认绘制，不做任何细化处理。

3.4 示例

在这里插入图片描述

3.5 示例源码

#include <windows.h>

#include <osgViewer/Viewer>
#include <osg/Node>
#include <osg/Geode>
#include <osg/Geometry>
#include <osg/Group>
#include <osg/Switch>
#include <osg/Billboard>
#include <osg/Texture2D>
#include <osg/Image>
#include <osg/Vec3>
#include <osg/Vec2>
#include <osg/PositionAttitudeTransform>
#include <osg/MatrixTransform>
#include <osgDB/ReadFile>
#include <osgDB/WriteFile>
#include <osgUtil/Optimizer>
#include <osg/PagedLOD>
#include <osgSim/Impostor>
#include <osgViewer/ViewerEventHandlers> //事件监听
#include <osgGA/StateSetManipulator> //事件响应类，对渲染状态进行控制
#include <osgUtil/Simplifier> //简化几何体
#include <osg/OccluderNode>
#include <osg/StateSet>
#include <osg/ConvexPlanarOccluder>
#include <osg/BoundingBox>
#include <osg/BoundingSphere>
#include <osgUtil/Optimizer>
#include <iostream>
#include <osg/ShapeDrawable>

#pragma comment(lib, "OpenThreadsd.lib")
#pragma comment(lib, "osgd.lib")
#pragma comment(lib, "osgDBd.lib")
#pragma comment(lib, "osgUtild.lib")
#pragma comment(lib, "osgGAd.lib")
#pragma comment(lib, "osgViewerd.lib")
#pragma comment(lib, "osgTextd.lib")
#pragma comment(lib, "osgSimd.lib")
#pragma comment(lib, "osgFXd.lib")

//绘制多个预定义的几何体
osg::ref_ptr<osg::Geode> createShape()
{
	//创建一个叶节点
	osg::ref_ptr<osg::Geode> geode = new osg::Geode();

	//设置半径和高度
	float radius = 0.8f;
	float height = 1.0f;

	//创建精细度对象，精细度越高，细分就越多
	osg::ref_ptr<osg::TessellationHints> hints = new osg::TessellationHints;
	//设置精细度为 0.5f
	hints->setDetailRatio(0.5f);

	//添加一个球体，第一个参数是预定义几何体对象，第二个是精细度，默认为 0
	geode->addDrawable(new osg::ShapeDrawable(new osg::Sphere(osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f), radius), hints.
		get()));
	//添加一个正方体
	geode->addDrawable(new osg::ShapeDrawable(new osg::Box(osg::Vec3(2.0f, 0.0f, 0.0f), 2 * radius), hints.
		get()));
	//添加一个圆锥
	geode->addDrawable(new osg::ShapeDrawable(new osg::Cone(osg::Vec3(4.0f, 0.0f, 0.0f), radius, height), hints.
		get()));
	//添加一个圆柱体
	geode->addDrawable(new osg::ShapeDrawable(new osg::Cylinder(osg::Vec3(6.0f, 0.0f, 0.0f), radius, height),
		hints.get()));
	//添加一个太空舱
	geode->addDrawable(new osg::ShapeDrawable(new osg::Capsule(osg::Vec3(8.0f, 0.0f, 0.0f), radius, height),
		hints.get()));

	return geode.get();
}


int main()
{
	//创建Viewer对象，场景浏览器
	osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer();

	osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group();

	//添加到场景
	root->addChild(createShape());

	//优化场景数据
	osgUtil::Optimizer optimizer;
	optimizer.optimize(root.get());

	viewer->setSceneData(root.get());

	//切换网格模式，方便比较
	viewer->addEventHandler(new osgGA::StateSetManipulator(viewer->getCamera()->getOrCreateStateSet()));
	viewer->addEventHandler(new osgViewer::StatsHandler());//实现状态信息统计
	viewer->addEventHandler(new osgViewer::WindowSizeHandler());

	viewer->setUpViewInWindow(400,400,1000,800);

	viewer->run();

	return 0;
}

4、多边形分格化

4.1 定义

  如果读者对 OpenGL 有一定了解的话，应该知道 OpenGL 为了快速渲染多边形，只能直接显示简单的凸多边形。所谓简单的凸多边形，就是多边形上任意两点的连线上的点依属于该多边形。对凹多边形或者自交叉多边形的渲染结果将不确定。下面列举一些需要分格化的多边形，如图 4-10 所示。
在这里插入图片描述

  为了正确显示凹多边形或者自交叉多边形，就必须把它们分解为简单的凸多边形，这种做法就称为多边形的分格化。OSG 是对底层 OpenGL API 的封装，所以它同样只能直接显示简单的凸多边形，对于凹多边形或者自交叉多边形，渲染也是不确定的。
  在 OSG 中提供了一个多边形分格化的类 osgUtil::Tessellator，它继承自 osg::Referenced 类，继承关系图如图 4-11 所示。
在 OSG 中进行多边形分格化渲染需要如下 3 个步骤：
（1）创建多边形分格化对象。
（2）设置分格化对象的类型，通常有下面 3 种类型：

TESS_TYPE_GEOMETRY, //分格化几何体
TESS_TYPE_DRAWABLE, //分格化几何体中的 Drawable（如多边形、三角形、四边形等）
TESS_TYPE_POLYGONS //只分格化几何体中的多边形

（3）根据计算的环绕数指定相应的环绕规则。

1．环绕数
在《OpenGL 编程指南》第 5 版中曾指出“对于一条简单的轮廓线，每个点的环绕数就是环绕这个点的所有轮廓线的代数和（用一个有符号的整数表示，求和规则是：逆时针环绕的轮廓线为正，顺时针环绕的轮廓线为负）。这个过程把一个有符号的整数数值与平面上的每个顶点相关联。注意，对于区域中的所有点，它们的环绕数都是相同的”。图 4-12 为轮廓线与环绕数的计算方法，读者可以通过此图理解环绕数及如何计算环绕数。
在这里插入图片描述

2．环绕规则
如果一个区域的环绕数属于环绕规则所选择的类型，那么它就是它的内部区域。通常，环绕规则把具有奇数和非零环绕数的区域定义为内部区域。环绕规则主要是针对环绕数来确定的。
几种常用的环绕规则如下：

TESS_WINDING_ODD=GLU_TESS_WINDING_ODD //环绕数为奇数
TESS_WINDING_NONZERO=GLU_TESS_WINDING_NONZERO //环绕数为非零数
TESS_WINDING_POSITIVE=GLU_TESS_WINDING_POSITIVE //环绕数为正数
TESS_WINDING_NEGATIVE=GLU_TESS_WINDING_NEGATIVE //环绕数为负数
TESS_WINDING_ABS_GEQ_TWO=GLU_TESS_WINDING_ABS_GEQ_TWO //环绕数为绝对值大于或等于 2

4.2 示例

在这里插入图片描述

4.3 示例源码

#include <windows.h>

#include <osgViewer/Viewer>
#include <osg/Node>
#include <osg/Geode>
#include <osg/Geometry>
#include <osg/Group>
#include <osg/Switch>
#include <osg/Billboard>
#include <osg/Texture2D>
#include <osg/Image>
#include <osg/Vec3>
#include <osg/Vec2>
#include <osg/PositionAttitudeTransform>
#include <osg/MatrixTransform>
#include <osgDB/ReadFile>
#include <osgDB/WriteFile>
#include <osgUtil/Optimizer>
#include <osg/PagedLOD>
#include <osgSim/Impostor>
#include <osgViewer/ViewerEventHandlers> //事件监听
#include <osgGA/StateSetManipulator> //事件响应类，对渲染状态进行控制
#include <osgUtil/Simplifier> //简化几何体
#include <osg/OccluderNode>
#include <osg/StateSet>
#include <osg/ConvexPlanarOccluder>
#include <osg/BoundingBox>
#include <osg/BoundingSphere>
#include <osgUtil/Optimizer>
#include <iostream>
#include <osg/ShapeDrawable>
#include <osgUtil/Tessellator>

#pragma comment(lib, "OpenThreadsd.lib")
#pragma comment(lib, "osgd.lib")
#pragma comment(lib, "osgDBd.lib")
#pragma comment(lib, "osgUtild.lib")
#pragma comment(lib, "osgGAd.lib")
#pragma comment(lib, "osgViewerd.lib")
#pragma comment(lib, "osgTextd.lib")
#pragma comment(lib, "osgSimd.lib")
#pragma comment(lib, "osgFXd.lib")

//使用分格化绘制凹多边形
osg::ref_ptr<osg::Geode> tesslatorGeometry()
{
	osg::ref_ptr<osg::Geode> geode = new osg::Geode();

	osg::ref_ptr<osg::Geometry> geom = new osg::Geometry();
	geode->addDrawable(geom.get());

	//以下是一些顶点数据
	//墙
	const float wall[5][3] =
	{ { 2200.0f, 0.0f, 1130.0f },
	{ 2600.0f, 0.0f, 1130.0f },
	{ 2600.0f, 0.0f, 1340.0f },
	{ 2400.0f, 0.0f, 1440.0f },
	{ 2200.0f, 0.0f, 1340.0f } };

	//门
	const float door[4][3] =
	{ { 2360.0f, 0.0f, 1130.0f },
	{ 2440.0f, 0.0f, 1130.0f },
	{ 2440.0f, 0.0f, 1230.0f },
	{ 2360.0f, 0.0f, 1230.0f } };

	//四扇窗户
	const float windows[16][3] =
	{ { 2240.0f, 0.0f, 1180.0f },
	{ 2330.0f, 0.0f,1180.0f },
	{ 2330.0f, 0.0f, 1220.0f },
	{ 2240.0f, 0.0f, 1220.0f },
	{ 2460.0f, 0.0f, 1180.0f },
	{ 2560.0f, 0.0f, 1180.0f },
	{ 2560.0f, 0.0f, 1220.0f },
	{ 2460.0f, 0.0f, 1220.0f },
	{ 2240.0f, 0.0f, 1280.0f },
	{ 2330.0f, 0.0f, 1280.0f },
	{ 2330.0f, 0.0f, 1320.0f },
	{ 2240.0f, 0.0f, 1320.0f },
	{ 2460.0f, 0.0f, 1280.0f },
	{ 2560.0f, 0.0f, 1280.0f },
	{ 2560.0f, 0.0f, 1320.0f },
	{ 2460.0f, 0.0f, 1320.0f } };

	//设置顶点数据
	osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> coords = new osg::Vec3Array();
	geom->setVertexArray(coords.get());

	//设置法线
	osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> normal = new osg::Vec3Array();
	normal->push_back(osg::Vec3(0.0f, -1.0f, 0.0f));
	geom->setNormalArray(normal.get());
	geom->setNormalBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);

	//添加墙
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		coords->push_back(osg::Vec3(wall[i][0], wall[i][1], wall[i][2]));

	}
	geom->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::POLYGON, 0, 5));


	//添加门
	for (int i = 0; i < 4; i++)
	{
		coords->push_back(osg::Vec3(door[i][0], door[i][1], door[i][2]));
	}

	//添加窗
	for (int i = 0; i < 16; i++)
	{
		coords->push_back(osg::Vec3(windows[i][0], windows[i][1], windows[i][2]));
	}
	geom->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS, 5, 20));

	//创建分格化对象
	osg::ref_ptr<osgUtil::Tessellator> tscx = new osgUtil::Tessellator();
	//设置分格类型为几何体
	tscx->setTessellationType(osgUtil::Tessellator::TESS_TYPE_GEOMETRY);
	//设置只显示轮廓线为 false，这里还需要填充
	tscx->setBoundaryOnly(false);
	//设置环绕规则
	tscx->setWindingType(osgUtil::Tessellator::TESS_WINDING_ODD);

	//使用分格化
	tscx->retessellatePolygons(*(geom.get()));

	return geode.get();
}

int main()
{
	//创建Viewer对象，场景浏览器
	osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer();

	osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group();

	//添加到场景
	root->addChild(tesslatorGeometry());

	//优化场景数据
	osgUtil::Optimizer optimizer;
	optimizer.optimize(root.get());

	viewer->setSceneData(root.get());

	//切换网格模式，方便比较
	viewer->addEventHandler(new osgGA::StateSetManipulator(viewer->getCamera()->getOrCreateStateSet()));
	viewer->addEventHandler(new osgViewer::StatsHandler());//实现状态信息统计
	viewer->addEventHandler(new osgViewer::WindowSizeHandler());

	viewer->setUpViewInWindow(400,400,1000,800);

	viewer->run();

	return 0;
}

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