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长沙红胖子Qt（长沙创微智科）博文大全：开发技术集合（包含Qt实用技术、树莓派、三维、OpenCV、OpenGL、ffmpeg、OSG、单片机、软硬结合等等）持续更新中…
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需求
1.使用osg三维引擎进行动力学模型仿真性能测试；
2.打开动力学仿真模型文件，.k后缀的模型文件，测试加载解析过程；
3.解决第三方company的opengl制作的三维引擎，绘制面较多与弹丸路径模拟较卡顿的问题；
4.测试时，使用的模型为公开模型，基础面数量达到160多万个；
5.测试时，模拟动画使用的时100万条弹丸路径平行飞射出去；
相关博客
《OSG开发笔记（三十）：OSG加载动力学仿真K模型文件以及测试Demo》：该博文也有针对性性能测试过程
Demo V1.1.0
1.新增打开双模型，第一个模型在原来的位置，第二个模型在偏移后的位置
2.优化打开关闭重新打开模型的过程
3.对于100万线动画射击，用于测试性能
4.当前模型为160万个面，双模型的时候为320多万个元素基础面
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Demo v1.0.0
测试交互流畅性，交互无延迟！！！
模块化部署
关键源码
OsgWidget.h
#ifndef OSGWIDGET_H
#define OSGWIDGET_H
#include <QWidget>
#include "OsgViewerWidget.h"
#include "MyManipulator.h"
#include "osg/PolygonMode"
class AnimationPathCameraMainpulator;
namespace Ui {
class OsgWidget;
}
class OsgWidget : public QWidget
{
Q_OBJECT
public:
// 模型结构体
struct Element_Shell // *ELEMENT_SHELL
{
Element_Shell() {
}
qint64 eid; // 单元id
qint64 pid; // 材料id
qint64 n1; // 节点1，定义几何形状
qint64 n2; // 节点2，定义几何形状
qint64 n3; // 节点3，定义几何形状
qint64 n4; // 节点4，定义几何形状
qint64 n5; // 厚度，额外的节点在标准的LS-DYNA四边形壳单元定义中是没有意义的。
qint64 n6; // 积分点数，额外的节点在标准的LS-DYNA四边形壳单元定义中是没有意义的。
qint64 n7; // 额外的节点在标准的LS-DYNA四边形壳单元定义中是没有意义的。
qint64 n8; // 额外的节点在标准的LS-DYNA四边形壳单元定义中是没有意义的。
};
struct Part // *PART
{
Part() {
}
qint64 pid; // 部件的id号，唯一
qint64 secid; // 有*section关键字定义的section的id号
QList<Element_Shell> listElementShell; // 部件片元
qint64 mid; // 部件的材料号
qint64 eosid; // 部件所属材料涉及的状态方程号，由*EOS关键字定义
qint64 hgid; // 沙漏或体积粘性参数编号，由*HOURGLASS关键字定义，取0表示将采用默认的数值：
qint64 grav; // 仅对实体单元有效，取0表示对所有PART进行重力初始化，取1表示仅对当前材料初始化
qint64 adpopt; // 标识该部件是否采用自适应网格划分，取0表示不采用
qint64 tmid; // 标识该部件是否采用自适应网格划分，取0表示不采用
};
struct Node {
Node() {
}
qint64 nid; // 结点号，唯一
double x; // 三维x坐标（全局）
double y; // 三维y坐标（全局）
double z; // 三维z坐标（全局）
int tc; // 平动自由度受约束状态，枚举值：0-无平动约束,1-X方向平动约束,2-Y方向平动约束
int rc; // 转动自由度收约束状态，枚举值：0-无转动约束,1-X方向转动约束,2-Y方向转动约束
};
struct K_Mode
{
K_Mode() {}
QList<Part> listPart;
QList<Node> listNode;
QHash<int, Node> hashNid2Node;
};
// 添加模型
K_Mode kMode;
public:
explicit OsgWidget(QWidget *parent = 0);
~OsgWidget();
public:
bool getFixXAxis() const; // 获取X轴固定状态
bool getFixYAxis() const; // 获取Y轴固定状态
bool getFixZAxis() const; // 获取Z轴固定状态
void getCenter(double &x, double &y, double &z);
// 获取引擎中心点坐标
void getPersonPoint(double &x, double &y, double &z);
// 获取初始化人眼的角度（看向引擎中心点）
public:
void setFixXAxis(bool fixXAxis); // 设置固定X轴
void setFixYAxis(bool fixYAxis); // 设置固定Y轴
void setFixZAxis(bool fixZAxis); // 设置固定Z轴
void setCenter(double x, double y, double z);
// 设置引擎中心点坐标
void setPersonPoint(double x, double y, double z);
void setEnablePolygonMode(bool enable);
void startAnimation();
void pauseAnimation();
void stopAnimation();
public:
bool loadKFile(QString filePath);
bool loadK2File(QString filePath, int num, int x, int y, int z);
void clear();
void resetCoordinate();
protected:
void initOsg(); // osg初始化
void loadNode(osg::ref_ptr<osg::Node> pNode);
// 加载场景根节点
protected:
osg::ref_ptr<osg::Node> createScene(); // 创建总场景
osg::ref_ptr<osg::Node> createAnimation(); // 创建动画
protected:
void resizeEvent(QResizeEvent *event);
void keyPressEvent(QKeyEvent* event);
void keyReleaseEvent(QKeyEvent* event);
void mousePressEvent(QMouseEvent* event);
void mouseReleaseEvent(QMouseEvent* event);
void mouseDoubleClickEvent(QMouseEvent* event);
void mouseMoveEvent(QMouseEvent* event);
void wheelEvent(QWheelEvent* event);
void timerEvent(QTimerEvent *event);
private:
Ui::OsgWidget *ui;
private:
OsgViewerWidget *_pViewer; // osg场景嵌入Qt核心类
osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> _pRoot; // osg场景根节点
private:
float _xDistance; // x轴单个tick间距
int _xTickNumber; // x轴tick数(例如：5的时候，是6个，0~5)
float _yDistance; // y轴单个tick间距
int _yTickNumber; // y轴tick数(例如：5的时候，是6个，0~5)
float _zDistance; // z轴单个tick间距
int _zTickNumber; // z轴tick数(例如：5的时候，是6个，0~5)
QString _zUnit; // z轴单位
float _zTickLabelOffset; // z轴坐标偏移
QString _yUnit; // y轴单位
float _zTickUnitLabelOffset; // z轴坐标偏移
QColor _gridColor; // 轴颜色
QColor _labelColor; // 轴tickLabel的颜色
osg::ref_ptr<osg::Node> _pNode; // 模型
osg::ref_ptr<osg::Node> _pNode2; // 子弹
osg::ref_ptr<MyManipulator> _pManipulator; // 自定义漫游器
osg::Vec3d _eyeVect3D; // 原始坐标，用于复位原始视角
osg::Vec3d _centerVect3D; // 原始坐标，用于复位原始视角
osg::Vec3d _upVect3D; // 原始坐标，用于复位原始视角
K_Mode _kMode;
int _timerId;
osg::ref_ptr<osg::StateSet> _pStateSet;
osg::ref_ptr<osg::PolygonMode> _pPolygonMode;
osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> _pVec3Array; // 炮弹
bool _animationPausing;
};
#endif // OSGWIDGET_H
OsgWidget.cpp
bool OsgWidget::loadK2File(QString filePath, int num, int x, int y, int z)
{
if(!QFile::exists(filePath))
{
LOG << "Not exist file:" << filePath;
QMessageBox::information(0, "错误", QString("Not exist file: %1").arg(filePath));
return false;
}
QFile file(filePath);
if(!file.open(QIODevice::ReadOnly))
{
LOG << "Failed to open file:" << filePath;
QMessageBox::information(0, "错误", QString("Failed to open file: %1").arg(filePath));
return false;
}
kMode = K_Mode();
QTextStream textStream(&file);
QString context;
qint64 rowIndex = -1;
context = textStream.readLine();
rowIndex++;
LOG;
...
file.close();
LOG;
osg::ref_ptr<osg::Group> pGroup = new osg::Group;
for(int index = 0; index < num; index++)
{
LOG << index;
// 绘图
{
for(int partIndex = 0; partIndex < kMode.listPart.size(); partIndex++)
{
// 创建一个用户保存几何信息的对象
osg::ref_ptr<osg::Geometry> pGeometry = new osg::Geometry;
// 创建四个顶点的数组
osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> pVec3Array = new osg::Vec3Array;
// 添加四个顶点
pGeometry->setVertexArray(pVec3Array.get());
// 创建四种颜色的数据
osg::ref_ptr<osg::Vec4Array> pVec4Array = new osg::Vec4Array;
// 添加四种颜色
pGeometry->setColorArray(pVec4Array.get());
// 绑定颜色
pGeometry->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_PER_VERTEX);
double r, g, b;
r = qrand() % 100 * 1.0f / 100;
g = qrand() % 100 * 1.0f / 100;
b = qrand() % 100 * 1.0f / 100;
for(int elementShellIndex = 0; elementShellIndex < kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.size(); elementShellIndex++)
{
// x y z
pVec3Array->push_back(osg::Vec3(kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n1).x + index * x,
kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n1).y + index * y,
kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n1).z + index * z));
pVec3Array->push_back(osg::Vec3(kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n2).x + index * x,
kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n2).y + index * y,
kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n2).z + index * z));
pVec3Array->push_back(osg::Vec3(kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n3).x + index * x,
kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n3).y + index * y,
kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n3).z + index * z));
pVec3Array->push_back(osg::Vec3(kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n4).x + index * x,
kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n4).y + index * y,
kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n4).z + index * z));
// r g b a(a设置无效，估计需要其他属性配合)
pVec4Array->push_back(osg::Vec4(r, g, b, 1.0));
pVec4Array->push_back(osg::Vec4(r, g, b, 1.0));
pVec4Array->push_back(osg::Vec4(r, g, b, 1.0));
pVec4Array->push_back(osg::Vec4(r, g, b, 1.0));
}
// 注意：此处若不绑定画笔，则表示使用之前绑定的画笔
// 为唯一的法线创建一个数组 法线: normal
osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> pVec3ArrayNormal = new osg::Vec3Array;
pGeometry->setNormalArray(pVec3ArrayNormal.get());
pGeometry->setNormalBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);
pVec3ArrayNormal->push_back(osg::Vec3(0.0, -1.0, 0.0));
// 由保存的数据绘制四个顶点的多边形
pGeometry->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS, 0, kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.size() * 4));
// pGeometry->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS, 0, 4));
// 向Geode类添加几何体(Drawable)
osg::ref_ptr<osg::Geode> pGeode = new osg::Geode;
pGeode->addDrawable(pGeometry.get());
#if 0
{
_pStateSet = pGeometry->getOrCreateStateSet();
// _pPolygonMode = new osg::PolygonMode(osg::PolygonMode::FRONT_AND_BACK, osg::PolygonMode::LINE);
_pPolygonMode = new osg::PolygonMode(osg::PolygonMode::FRONT_AND_BACK, osg::PolygonMode::FILL);
_pStateSet->setAttribute(_pPolygonMode, osg::StateAttribute::ON);
}
#endif
pGroup->addChild(pGeode.get());
}
}
}
// 始终是灰色，这里需要设置关闭光照：OFF，同时旋转都能看到了（光照关闭，法向量不起作用）
{
osg::StateSet *pStateSet = pGroup->getOrCreateStateSet();
// pStateSet->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::ON);
pStateSet->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);
}
_pNode = pGroup.get();
if(_pNode.get() == 0)
{
return false;
}
_pRoot->addChild(_pNode);
return true;
}
工程模板v1.1.0
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