Ogre三维框架基础篇（一）

Ogre场景示例

SceneManager

在写代码前要先明白一些概念。首先是SceneManager，我称之为场景管理器。它是管理所有出现在屏幕上的东西，比如模型，比如光源，比如摄像头。场景管理器也有不同的类型，具体的类型可以查看这里SceneManagers FAQ .

SceneNode

SceneNode保存着与之相连的模型信息，一个模型只有与SceneNode绑定后才能被渲染出来。相对的，SceneNode没有对象与之绑定的话也是无法在屏幕上渲染出来的。SceneNode携带一些比如位置，缩放，旋转等信息用于对绑定对象进行简单的处理。
SceneNode作为一个节点存在在整个节点树中，所有节点组成一棵庞大的树，我们可以不断向树里面添加节点。

mSceneMgr->getRootSceneNode()//获得根节点
mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode("Node");//在根节点上生成一个新的子节点，并赋予姓名“Node”.

还有一点是节点与其父节点关系是相对的。
比如说现在RootNode坐标为（0,0,0），Node1作为RootNode的子节点坐标为（0,0,0），Node2作为Node1的子节点坐标为（10,20,30）。现在将Node1的坐标改为（10,10,10），则Node2的坐标也会相应的变为（20,30,40）。

场景代码

在createScene方法中加入以下代码

//创建视图-------------------------------------------------------------------------------------
void TutorialApplication::createScene(void)
{
	// create your scene here :)
	// Set the scene's ambient light 设置环境光源的亮度 默认为0不可见，故一定要加上这句
	mSceneMgr->setAmbientLight(Ogre::ColourValue(0.5f, 0.5f, 0.5f));
	//移动摄像头的位置
	mCamera->setPosition(0, 47, 222);
	//生成模型
	Ogre::Entity* ogreEntity = mSceneMgr->createEntity("MyEntity", "ogrehead.mesh");
	//创建子场景结点并加入结点树中
	Ogre::SceneNode* node = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode("Node1");
	//设置结点位置
	//node->setPosition(10,0,0);
	//将模型与场景结点绑定使其可见
	node->attachObject(ogreEntity);
	//建立点光源，位置为20,80,50
	Ogre::Light* light = mSceneMgr->createLight("MainLight");
	light->setPosition(20.0f, 80.0f, 50.0f);

	//现在建立第二个模型，使用构造函数直接指定坐标
	Ogre::Entity* ogreEntity2 = mSceneMgr->createEntity("SecondEntity","ogrehead.mesh");
	Ogre::SceneNode* node2 = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode("Node2",Ogre::Vector3(84,48,0));
	node2->attachObject(ogreEntity2);

	//建立第三个模型，用于缩放
	Ogre::Entity* ogreEntity3 = mSceneMgr->createEntity("ogrehead.mesh");
	Ogre::SceneNode* ogreNode3 = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode();
	ogreNode3->setPosition(0, 104, 0);
	ogreNode3->setScale(2, 1.2, 1); //x轴上放大为普通的两倍，y轴1.2倍，z轴不变
	ogreNode3->attachObject(ogreEntity3);

	//建立第四个模型，用于旋转
	Ogre::Entity* ogreEntity4 = mSceneMgr->createEntity("ogrehead.mesh");
	Ogre::SceneNode* ogreNode4 = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode();
	ogreNode4->setPosition(-84, 48, 0);
	//基于正方向，顺时针
	ogreNode4->roll(Ogre::Degree(-90));//逆时针90度
	ogreNode4->attachObject(ogreEntity4);
}

XYZ坐标&缩放

如图所示，基本上所有的三维编程都是基于这个标准设定三维空间。

旋转

想象自己作为原点，向各轴正方向看去，以顺时针为正方向，逆时针为负方向。

文件配置

plugins.cfg是加载插件的配置文件。
resources.cfg是加载资源文件的配置文件。
ogre.cfg是整个Ogre系统的配置文件。
它们存在于../bin/debug or release 文件夹下。
详细的内容在官方WIKI上。

Ogre的显示

Camera——Ogre摄像头

在BaseApplication中的createCamera()就是创建摄像头，现在我们在TutorialApplication类中重写createCamera()方法。

//TutorialApplication.h中加入
virtual void createCamera();

//TutorialApplication.cpp中加入
void TutorialApplication::createCamera()
{
}

createCamera中的代码,其中SDKCameraMan用于控制摄像头

//创建摄像头--------------------
void TutorialApplication::createCamera(void){
	//创建一个名为“PlayerCam”的摄像头
	mCamera = mSceneMgr->createCamera("PlayerCam");
	//设定摄像头位置
	mCamera->setPosition(Ogre::Vector3(0, 300, 500));
	//摄像头朝向
	mCamera->lookAt(Ogre::Vector3(0, 0, 0));
	//盲区为5，即是说在5单位里面的mesh都将不会被渲染
	mCamera->setNearClipDistance(5);
	//SDKCameraMan是一个摄像头控制器
	mCameraMan = new OgreBites::SdkCameraMan(mCamera);
	//以上这些变量都是在BaseApplication中定义，同样也在其析构函数中释放变量的内存
}

Viewports——视图监视器

Viewports是用于处理多摄像头时的情况。可用于分屏和迷你地图。一个Viewport是对一个Camera所拍摄到的场景的反映，所以一个Viewport只能绑定一个Camera。而一个Camera所拍摄到的场景可以通过多个Viewport反映到不同的区域，所以一个Camera则可以绑定多个Viewport。一个Camera同时只可以拍摄一个场景，所以一个Camera只可以绑定一个场景。一个场景可以由多个观察者去观察，所以它可以绑定多个Camera。
我们打个比方吧，将一个酒店大厅作为一个Scene,它同时被多台监视器监控，那么监视器就是camera，在监控室中，每个监视器反馈到不同的屏幕上，如此一个屏幕就作为一个Viewport，而整个监控室就相当于整个程序的窗口。
同样重写BaseApplication中的createViewports()方法

//TutorialApplication.h中加入
virtual void createViewports();

//TutorialApplication.cpp中加入
void TutorialApplication::createViewports()
{
}

在createViewports中添加代码

//创建可视区域--------------
void TutorialApplication::createViewports(void){
	//一个视图监视器，将其与一个摄像机绑定
	Ogre::Viewport* vp = mWindow->addViewport(mCamera);
	//设置背景颜色为黑
	vp->setBackgroundColour(Ogre::ColourValue(0,0,0));

	//窗口的纵横比，使其与Camera的宽高比相同
	mCamera->setAspectRatio(
		Ogre::Real(vp->getActualWidth()) / Ogre::Real(vp->getActualHeight()));
}

创建一个Plane模型

我们现在要做的是不通过导入mesh数据凭空建一个模型，当然是一个最简单的模型——平面模型，并加上材质贴图。
首先，新建一个Plane实例

Ogre::Plane plane(Ogre::Vector3::UNIT_Y, 0);

然后通过MeshManager来建立一个平面模型。MeshManager是管理所有mesh资源的一个类。

Ogre::MeshManager::getSingleton().createPlane(
  "ground",
  Ogre::ResourceGroupManager::DEFAULT_RESOURCE_GROUP_NAME,
  plane, 
  1500, 1500, 20, 20, 
  true, 
  1, 5, 5, 
  Ogre::Vector3::UNIT_Z);

其中各个参数的含义

/*
	OgreMeshManager.h 中定义：

	Mesh * Ogre::MeshManager::createPlane ( 
	const String & name, // 平面模型的名称 　　
	const Plane & plane, // 所使用的平面定义的名称 　　
	Real width, // 平面宽度 (X 方向) 　　
	Real height, // 平面高度 (Y 方向) 　　
	int xsegments = 1, // X 方向分割数目 　　
	int ysegments = 1, // Y 方向分割数目 　　
	bool normals = true, // 是否创建垂直于平面的法线 　　
	int numTexCoordSets = 1, // 纹理坐标集的数目(也就是多层纹理的层数) 　　
	Real uTile = 1.0f, // U 方向纹理铺嵌行数 　　
	Real vTile = 1.0f, // V 方向纹理铺嵌行数 　　
	const Vector3 & upVector = Vector3::UNIT_Y, 　　// 上方向法线，指示平面的正面朝向 　　
	HardwareBuffer::Usage vertexBufferUsage = HardwareBuffer::HBU_STATIC_WRITE_ONLY,  // 顶点缓存用途 　　
	HardwareBuffer::Usage indexBufferUsage = HardwareBuffer::HBU_STATIC_WRITE_ONLY, 　　// 索引缓存用途 　　
	bool vertexShadowBuffer = true, // 顶点阴影缓存 　　
	bool indexShadowBuffer = true // 索引阴影缓存 　

	)
	*/

最后通过mSceneMgr来调用

//设置平面模型的材质
groundEntity->setMaterialName("Examples/Rockwall");
Ogre::Entity* groundEntity = mSceneMgr->createEntity("ground");
mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode()->attachObject(groundEntity);

灯光&投影

灯光在Ogre中可以分为三种类型

Ogre::Light::LT_POINT - 点光源，类似于电灯泡
Ogre::Light::LT_SPOTLIGHT - 投射光源，类似于手电筒
Ogre::Light::LT_DIRECTIONAL - 平行光源，类似与太阳光

三种类型光源的调用代码

//阴影投射技术
	mSceneMgr->setShadowTechnique(Ogre::SHADOWTYPE_STENCIL_ADDITIVE);

	//光柱
	Ogre::Light* spotLight = mSceneMgr->createLight("SpotLight");
	//漫反射
	spotLight->setDiffuseColour(0, 0, 1.0);
	//镜面反射
	spotLight->setSpecularColour(0, 0, 1.0);
	//设置光源的类型为光柱（类似手电筒的投射光）
	spotLight->setType(Ogre::Light::LT_SPOTLIGHT);
	//灯光投射方向，此处为x,y轴45度方向处。
	spotLight->setDirection(-1, -1, 0);
	//灯光位置
	spotLight->setPosition(Ogre::Vector3(200, 200, 0));

	Ogre::Light* directionalLight = mSceneMgr->createLight("DirectionalLight");
	//设置灯光类型为平行光
	directionalLight->setType(Ogre::Light::LT_DIRECTIONAL);
	directionalLight->setDiffuseColour(Ogre::ColourValue(.4, 0, 0));
	directionalLight->setSpecularColour(Ogre::ColourValue(.4, 0, 0));
	directionalLight->setDirection(Ogre::Vector3(0, -1, 1));

	Ogre::Light* pointLight = mSceneMgr->createLight("PointLight");
	//设置灯光类型为点光源
	pointLight->setType(Ogre::Light::LT_POINT);
	pointLight->setDiffuseColour(.3, .3, .3);
	pointLight->setSpecularColour(.3, .3, .3);
	pointLight->setPosition(Ogre::Vector3(0, 150, 250));

运行结果

在createScene()中的完整代码如下：

//创建视图-------------------------------------------------------------------------------------
void TutorialApplication::createScene(void)
{
	// create your scene here :)
	Ogre::Entity* ninjaEntity = mSceneMgr->createEntity("ninja.mesh");
	//打开实物投影
	ninjaEntity->setCastShadows(true);
	mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode()->attachObject(ninjaEntity);

	//一个平台实例，y轴为0,铺满x和z轴
	Ogre::Plane plane(Ogre::Vector3::UNIT_Y, 0);
	//Mesh管理器，用于mesh模型资源的管理器
	//createPlane方法用于建立一个平面
	Ogre::MeshManager::getSingleton().createPlane(
		"ground",
		Ogre::ResourceGroupManager::DEFAULT_RESOURCE_GROUP_NAME,
		plane, 
		1500, 1500, 20, 20, 
		true, 
		1, 5, 5, 
		Ogre::Vector3::UNIT_Z);

	Ogre::Entity* groundEntity = mSceneMgr->createEntity("ground");
	mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode()->attachObject(groundEntity);
	groundEntity->setCastShadows(false);
	//设置平面模型的材质
	groundEntity->setMaterialName("Examples/Rockwall");

	mSceneMgr->setAmbientLight(Ogre::ColourValue(0, 0, 0));

	//阴影投射技术
	mSceneMgr->setShadowTechnique(Ogre::SHADOWTYPE_STENCIL_ADDITIVE);

	//光柱
	Ogre::Light* spotLight = mSceneMgr->createLight("SpotLight");
	//漫反射
	spotLight->setDiffuseColour(0, 0, 1.0);
	//镜面反射
	spotLight->setSpecularColour(0, 0, 1.0);
	//设置光源的类型为光柱（类似手电筒的投射光）
	spotLight->setType(Ogre::Light::LT_SPOTLIGHT);
	//灯光投射方向，此处为x,y轴45度方向处。
	spotLight->setDirection(-1, -1, 0);
	//灯光位置
	spotLight->setPosition(Ogre::Vector3(200, 200, 0));

	Ogre::Light* directionalLight = mSceneMgr->createLight("DirectionalLight");
	//设置灯光类型为平行光
	directionalLight->setType(Ogre::Light::LT_DIRECTIONAL);
	directionalLight->setDiffuseColour(Ogre::ColourValue(.4, 0, 0));
	directionalLight->setSpecularColour(Ogre::ColourValue(.4, 0, 0));
	directionalLight->setDirection(Ogre::Vector3(0, -1, 1));

	Ogre::Light* pointLight = mSceneMgr->createLight("PointLight");
	//设置灯光类型为点光源
	pointLight->setType(Ogre::Light::LT_POINT);
	pointLight->setDiffuseColour(.3, .3, .3);
	pointLight->setSpecularColour(.3, .3, .3);
	pointLight->setPosition(Ogre::Vector3(0, 150, 250));
}

结语

Ogre基础的场景，摄像头和灯源显示的部分就到此为止了。

详情的可以查看Ogre wiki的基础教程1和Ogre wiki的基础教程2部分。