OGRE教程（一）：SceneNode, Entity, SceneManager

OGRE教程（一）：SceneNode, Entity, SceneManager

原始作者：Clay Culver 中文譯者：Antking 　　OGRE教程（一） 　　OGRE教程（二） 注意：這篇文章是針對OGRE 1.0.0，如果你使用其他的版本，如果遇到問題請到論壇中討論。 目錄 1 讀者對象 2 簡介 3 如何開始 4 OGRE如何工作 　　4.1 SceneManager 基礎 　　4.2 Entity 基礎 　　4.3 SceneNode 基礎 5 你的第一個OGRE程式 6 座標和向量 7 添加另一個物體 8 Entities more in Depth 9 SceneNodes more in Depth 10 嘗試 　　10.1 Scale（變換） 　　10.2 旋轉 11 總結 12 你的想法？ 1 讀者對象 　　這篇文章是假設你有C++編程知識，並設定了OGRE在編譯器中，（如果你不知道如何設定，請參看《OGRE初學者引導》），對OGRE一無所知的情況下。 2 簡介 　　在這篇教程中，我將介紹一些基本的OGRE結構：SceneManager, SceneNode, and Entity 。在這篇文章中，我不會使用太多的代碼，而是講解一些基本的理論。 　　通過這篇文章，你將慢慢的添加代碼到你的程式中，並觀察他的運行結果。對於這些理論，並沒有固定的代碼，你也可以通過這些理論寫出其他的代碼。 3 如何開始 　　對於這篇教程，我們使用了一段固定的代碼，（也許你在《OGRE初學者引導》見過）。在這段代碼中，你可以忽視其他的代碼，但createScene 中的代碼應注意。在下一篇教程中，我們將深入講解OGRE是如何工作的，因此這裡的基本知識很重要。添加下面的代碼到你的編譯器中： #include "ExampleApplication.h" class TutorialApplication : public ExampleApplication { protected: public:     TutorialApplication()     {     }     ~TutorialApplication()     {     } protected:     void createScene(void)     {     } }; #if OGRE_PLATFORM == PLATFORM_WIN32 || OGRE_PLATFORM == OGRE_PLATFORM_WIN32 #define WIN32_LEAN_AND_MEAN #include "windows.h" INT WINAPI WinMain( HINSTANCE hInst, HINSTANCE, LPSTR strCmdLine, INT ) #else int main(int argc, char **argv) #endif {     // Create application object     TutorialApplication app;     try {         app.go();     } catch( Exception& e ) { #if OGRE_PLATFORM == PLATFORM_WIN32         MessageBox( NULL, e.getFullDescription().c_str(), "An exception has occured!", MB_OK | MB_IConERROR | MB_TASKMODAL); #else         fprintf(stderr, "An exception has occured: %s/n", e.getFullDescription().c_str()); #endif     }     return 0; } 　　如果你是使用WINDOWS下的OGRESDK，請確定添加"[OgreSDK_DIRECTORY]/samples/include"這個目錄到 這個項目中。如果是使用OGRE的原始碼，請添加"[OgreSource_DIRECTORY]/Samples/Common/include"這個 目錄。然後，就可以編譯和運行了，如果還遇到問題，請參看WIKI的有關這些資訊的頁面，如果任然不行，請到論壇中討論。 　　程式控制：用WASD移動，滑鼠確定方向。ESC鍵退出。 4 OGRE如何工作 　　一個很寬的主題。我們將從他的基礎 The SceneNode, Entity, and SceneManager 講解。 4.1 SceneManager 基礎 　　SceneManager管理出現在螢幕上的所有物體。當你把一個物體放到情境中，SceneManager就將對這個物體的座標進行跟蹤。當你建立 一個攝象機時，SceneManager就將對他們所有東西進行跟蹤。當你建立木塊，廣告牌，燈光...，SceneManager 還是會對他們進行跟蹤。 　　SceneManager也有許多的類型，有渲染地形的，有渲染BSP樹的，等等。在這篇文章中，你將學到許多類型的SceneManager。 4.2 Entity 基礎 　　Entity是你在情境中渲染的物體的形狀。你能把他想象成3D網格。一個機器人有網格，一條魚有網格，你的角色行走的地形有一個大的網格。而如燈光，廣告牌（Billboards），粒子，攝象機等沒有Entity。 　　值得注意的一件事是，OGRE是根據物體的座標和方向的可渲染性分別進行渲染的。這就意味著你不能直接到情境中的一個網格進行渲染。你必須將要渲染的物體的網格給予SceneNode ，SceneNode 包含諸如座標和方向等資訊。 4.3 SceneNode 基礎 　　在上面已經提到，SceneNode 用於保持對所有與它聯絡的物體的座標和方向進行跟蹤。當你建立一個網格，他並不會在情境中進行渲染，除非你將這個網格賦予SceneNode 。相似的，SceneNode 不是你要在螢幕上顯示的物體，只有當你建立一個SceneNode，並將一個網格賦予他，他才會在螢幕上顯示一個物體。 　　SceneNode 能將許多的物體賦予他。例如，你在螢幕上有一個行走的物體，並且你想產生一個燈光環繞著他。首先，你需要建立一個SceneNode ，然後建立角色的網格，並將他賦予SceneNode 。下一步建立燈光，並將他賦予SceneNode 。SceneNode也允許你將他賦予其他SceneNode，這樣就建立了一個有等級的節點系統。在下一篇文章中，我們將更詳細的講解SceneNode的功能。 　　一個重要的概念是，SceneNode的位置總是和他的父SceneNode有關，並且SceneManager包含所有被賦值的SceneNodes的根節點。 5 你的第一個OGRE程式 　　現在回到我們開始建立的代碼中，找到TutorialApplication::createScene 成員函數。在這篇教程中，我們只將對這個函數進行操作。我們要做的第一件事是建立網格。我們可以通過調用 SceneManager's createEntity 函數來實現。添加下面的行到createScene ： Entity *ent1 = mSceneMgr->createEntity( "Robot", "robot.mesh" ); 　　到這裡，有幾個問題將彈出。首先，mSceneMgr來自哪裡，我們用什麼值去調用這個函數？ 　　mSceneMgr常量包含當前SceneManager物體（這是通過ExampleApplication類來實現的）。第一個參數是我們通過 createEntity建立的網格的名字。所有的網格必須有唯一的名字。如果你試圖建立兩個有相同名字的網格，你將得到錯誤。“robot.mesh" 唯一表明了我們要使用的網格的名字。在這裡，我們使用的網格是通過ExampleApplication類匯入的。 　　到現在，我們建立了網格，我們還需要用SceneNode 與他關聯。又因為每個SceneManager有一個根 SceneNode，我們將用下面的代碼建立他的一個子節點： SceneNode *node1 = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode( "RobotNode" ); 　　這條長長的語句首先調用當前SceneManager的getRootSceneNode方法。然後，他又調用根SceneNode的 createChildSceneNode方法。createChildSceneNode方法中的參數是我們建立的SceneNode的名字。像前面所 述一樣，SceneNode也不允許名字相同。 　　最後，我們需要將網格賦予SceneNode，以便於ROBOT有渲染的座標： node1->attachObject( ent1 ); 　　一切OK！編譯並運行，你將在螢幕上看到一個機器人。 6 座標和向量 　　在我們開始講解之前，我們有必要討論一下螢幕座標和OGRE向量。OGRE像其他的圖象引擎一樣，用X，Z軸表示水平的面，Y表示垂直的軸。正如你看 螢幕一樣，X軸表示你的螢幕的左，右，右面是X軸正方向。Y軸表示你的螢幕的下到上，上面是Y軸正方向。Z軸表示你的螢幕的由裡到外，外面是Z軸正方向。 　　注意，我們的機器人如何面對X軸的正方向？這是網格的一個屬性，他是如何設計的呢？OGRE並沒有規定你的初始模型的方向，所以你匯入的每個物體網格的方向都是不一定的。 　　OGRE用向量類來表示座標和方向。這些向量vectors可以定義為2(Vector2)，3(Vector3)，4(Vector4)維，其中Vector3最常用，如果你對向量不熟悉，我建議你看一下下面的網站： http://en.wikipedia.org/wiki/Vector_%28spatial%29 筆者註：我建議大家在學習3D編程知識之前，看一下《線形代數》，《空間解析幾何》。 關於向量的數學知識在以後的學習中將發揮重要的作用。 7 添加另一個物體 　　前面，我們講解了座標系統的作用，下面我們回到我們的代碼中來。在前面，我們添加的代碼中，我們並沒有明確表明我們的機器人出現的座標。但在OGRE中，有許多的函數可以初始座標。例如： 　　SceneNode::createChildSceneNode 成員函數中，有三個參數：SceneNode的名字，SceneNode的座標，和SceneNode的基本旋轉。對於座標，正如你所看到的，我們初始時為（0，0，0）。現在，我們建立另一個SceneNode，但是這次我們表明他的座標為另一個值： Entity *ent2 = mSceneMgr->createEntity( "Robot2", "robot.mesh" ); SceneNode *node2 = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode( "RobotNode2", Vector3( 50, 0, 0 ) ); node2->attachObject( ent2 ); 　　這看起來和前面我們定義的一樣，只是有輕微的變化。首先，我們命名網格和SceneNode時，有很小的不同。第二件不同的是我們初始網格開始的位置 偏離了根SceneNode50個單位（記住SceneNode所有的座標和他們的父節點有關）。編譯並運行，現在，你有兩個機器人。 8 Entities more in Depth（深入Entities） 　　Entities類功能非常強大，我在這裡並不想覆蓋的太寬，只講一下他的基本。首先，我們不得不提一下Entities中的一些功能強大的成員函數。 　　第一個是Entity::setVisible 和Entity::isVisible.你能把任何Entity 設定成可視。如果你需要先隱藏Entity ，然後又顯示它，你可以不調用這個函數，而採用先刪除Entity ，顯示時又從建立立他。物體的網格和文理自動拷貝到記憶體中，不需要你自己儲存他們。你需要儲存的是Entity物體的建立和刪除的東西。 　　getName函數用於返回Entity的名字，getParentSceneNode函數用於返回與Entity相關的SceneNode。 9 SceneNodes more in Depth 　　SceneNode 類非常複雜。在SceneNodes 上有許多的事情可以做，因此，我們在這裡只覆蓋到一些通用的功能。 　　你能用SceneNode的getPosition,setPosition函數得到和設定SceneNode的點（通常和SceneNode的父節點有關）。你能用translate函數移動物體。 　　SceneNode不僅能設定位置，還能管理物體的變換大小和旋轉。你能設定變換大小用scale函數。你能用yaw,roll,pitch旋轉物 體。你也能用resetOrientation函數設定物體的旋轉參數。你還能用 setOrientation,getOrientation,rotate函數實現高品質的旋轉。 　　我們再來看一下attachObject函數，如果你想把物體繫到SceneNode點上，這些相關函數將非常有 用：numAttachedObjects,getAttachedObject(這個函數有多個版本），detatchObject(也有多個版 本），detatchAllObjects.也有整個一組函數處理父和子SceneNode。 　　所有的座標和父SceneNode節點相關，我們能做兩個相互移動的SceneNode節點。下面有一段代碼： Entity *ent1 = mSceneMgr->createEntity( "Robot", "robot.mesh" ); SceneNode *node1 = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode( "RobotNode" ); node1->attachObject( ent1 ); Entity *ent2 = mSceneMgr->createEntity( "Robot2", "robot.mesh" ); SceneNode *node2 = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode( "RobotNode2", Vector3( 50, 0, 0 ) ); node2->attachObject( ent2 ); 如果我們把第六行： SceneNode *node2 = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode( "RobotNode2", Vector3( 50, 0, 0 ) ); 變化如下： SceneNode *node2 = node1->createChildSceneNode( "RobotNode2", Vector3( 50, 0, 0 ) ); 然後把RobotNode2 作為RobotNode的子節點。如果你移動node1就將移動node2.例如，下面的代碼移動RobotNode2 ： node2->translate( Vector3( 10, 0, 10 ) ); 下面的代碼可以移動RobotNode，因為RobotNode2是RobotNode的子節點，RobotNode2也將跟隨移動： node1->translate( Vector3( 25, 0, 0 ) ); 　　如果，你在這裡有麻煩，我們可以理解成從根SceneNode 自頂向下。在這裡，我們開始node1從（0，0，0），然後轉移到（25，0，0），因此，node1的座標為（25，0，0）。node2開始在（50，0，0），加上（１０，０，０）。因此新座標為（60，0，10）。 　　現在，讓我們來計算這些物體的真正座標。從根SceneNode 節點開始，他的位置總是（0，0，0）。現在，node1的座標為（root+node1):(0,0,0)+(25,0,0)=(25, 0, 0). 而node2是node1子節點，因此，他的座標為(root + node1 + node2): (0, 0, 0) + (25, 0, 0) + (60, 0, 10) = (85, 0, 10). 這隻是描述關於SceneNode座標層次的一個例子。 　　你能通過getSceneNode,getEntity函數得到SceneNodes and Entities 的名字。這兩個函數是SceneManager中的方法，因此，你不需要在你建立的每個SceneNode中保持一個指標。你只需要懸掛你經常用的那個。 10 嘗試 　　通過這章的學習，我們學習了Entities, SceneNodes, and the SceneManager. 的基本知識。下面，我將給出他們的一些常式。在這個例子中，我們在情境中建立一組機器人。 Scale 下面的代碼是通過SceneNode中的scale函數旋轉網格。 Entity *ent = mSceneMgr->createEntity( "Robot", "robot.mesh" ); SceneNode *node = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode( "RobotNode" ); node->attachObject( ent ); node->scale( .5, 1, 2 ); ent = mSceneMgr->createEntity( "Robot2", "robot.mesh" ); node = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode( "RobotNode2", Vector3( 50, 0, 0 ) ); node->attachObject( ent ); node->scale( 1, 2, 1 ); 旋轉 下面的代碼是通過角度和半徑，用the yaw, pitch, and roll 函數旋轉物體。 Entity *ent = mSceneMgr->createEntity( "Robot", "robot.mesh" ); SceneNode *node = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode( "RobotNode", Vector3( -100, 0, 0 ) ); node->attachObject( ent ); node->yaw( Degree( -90 ) ); ent = mSceneMgr->createEntity( "Robot2", "robot.mesh" ); node = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode( "RobotNode2"); node->attachObject( ent ); node->pitch( Degree( -90 ) ); ent = mSceneMgr->createEntity( "Robot3", "robot.mesh" ); node = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode( "RobotNode3", Vector3( 100, 0, 0 ) ); node->attachObject( ent ); node->roll( Degree( -90 ) ); 11 總結 　　在一章中，我們學習了一些關於SceneManager, SceneNode, and Entity 類的基本知識。但對文中提到的函數，不是很瞭解，在下一章中，我們將詳細講解這些函數。 12 你的想法？ 　　如果你對文中的一些東西不是很清楚，請到論壇中討論。關於這篇譯稿的問題，請發郵件給我 antking@gmail.cn 我的blog為：http://akinggame.gameres.com