【正文】 項(xiàng)目技術(shù)總結(jié)報(bào)告2012年年底技術(shù)總結(jié)報(bào)告 作者：宋力兵第一章 OSG、OSGEarth等軟件概述與環(huán)境編譯 OSG軟件概述開源是一種趨勢(shì)，以操作系統(tǒng)為例，linux系統(tǒng)市場(chǎng)份額占7080%。所以研究開源軟件并應(yīng)用于實(shí)際具有很大的研究?jī)r(jià)值。在此針對(duì)開源軟件OpenSceneGraph及其相關(guān)的插件進(jìn)行人工的裁剪、編譯 。OpenSceneGraph（簡(jiǎn)稱OSG）使用OpenGL技術(shù)開發(fā)，是一套基于C++平臺(tái)的應(yīng)用程序接口（API），它讓程序員能夠更加快速、便捷地創(chuàng)建高性能、跨平臺(tái)的交互式圖形程序。它作為中間件（middleware）為應(yīng)用軟件提供了各種高級(jí)渲染特性，IO，以及空間結(jié)構(gòu)組織函數(shù)；而更低層次的OpenGL 硬件抽象層（HAL）實(shí)現(xiàn)了底層硬件顯示的驅(qū)動(dòng)。從系統(tǒng)開發(fā)人員的角度看，相比工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)OpenGL 或其它的圖形庫(kù)，OSG的優(yōu)點(diǎn)顯而易見。除了開源和平臺(tái)無(wú)關(guān)性以外，它封裝并提供了數(shù)量眾多的提升程序運(yùn)行時(shí)性能的算法、針對(duì)包括分頁(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)在內(nèi)的幾乎所有主流數(shù)據(jù)格式的直接數(shù)據(jù)接口、以及對(duì)腳本語(yǔ)言系統(tǒng)Python 和Tcl 的支持，特別的，支持腳本語(yǔ)言系統(tǒng)的意義不僅限于用戶可以使用除C++語(yǔ)言以外的工具進(jìn)行圖形系統(tǒng)的開發(fā)，事實(shí)上，對(duì)弱類型計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的支持將突破現(xiàn)有交互式圖形系統(tǒng)在人機(jī)交互性能方面的最終限制。OSG采用以下思想和工具進(jìn)行構(gòu)建：a、ANSI標(biāo)準(zhǔn)C++；b、C++標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)（STL）；c、設(shè)計(jì)模式（Design patterns）。OSG發(fā)展至今以來(lái)，以非常驚人的速度在VR行業(yè)占據(jù)非常重要的地位，其開源、易學(xué)、易用的特性使其在短期內(nèi)取得了很大的成功。OpenSceneGraph從字面上看只是一個(gè)場(chǎng)景管理系統(tǒng)，從某種意義上講，OSG的對(duì)三維動(dòng)畫等等的支持還不是很強(qiáng)，打個(gè)比方來(lái)說(shuō)：OSG不適合做游戲引擎。因此工業(yè)控制，城市規(guī)劃，機(jī)械仿真、戰(zhàn)場(chǎng)仿真等方面OSG可以帶來(lái)極大的方便。 OSG編譯OSG是從開源的系統(tǒng)linux移植過(guò)來(lái)的，隨著OSG的不斷發(fā)展和相關(guān)插件的增多，OSG的及插件只提供源碼，沒(méi)有VC工程。所以在編譯OSG的時(shí)候必須利用相關(guān)工具生成VC工程。編譯環(huán)境 一臺(tái)具有顯示卡的計(jì)算機(jī)，推薦NVDIA的顯示卡 操作系統(tǒng)為WIN7或者XP 軟件編譯器VS2010OSG編譯相關(guān)工作準(zhǔn)備：1．OSG源碼，最新下載地址。如果想獲得最新的測(cè)試版需要利用軟件TortoiseSVN簽出各種版本源代碼，.2．OSG第三方庫(kù)，；最新下載地址：~bchrist3．OSG數(shù)據(jù)包，當(dāng)前最新版：，最新下載地址：，最新版：CMake ，下載地址：OSG編譯步驟1．安裝CMAKE，解壓OSG源碼；利用CMAKE生成OSG的VC編譯工程項(xiàng)目，即生成sln項(xiàng)目文件。在源碼或者其他地方建立一個(gè)文件夾，放置生成的OSG編譯項(xiàng)目。如圖1：第一行為源文件目錄；第二行為生成結(jié)果目錄。注意：所有的項(xiàng)目文件路徑不要出現(xiàn)中文或者其他怪異的符號(hào)。圖1. CMKAE路徑2．點(diǎn)擊Configure,選擇Visual Studio 10（x86）,finish后進(jìn)行相關(guān)設(shè)置:比如ACTUAL_3RDPARTY_DIR值 D:/OSGdown/3rdParty。BUILD_OSG_EXAMPLES :ON……圖2 CMAKE配置里面有很多配置項(xiàng)，根據(jù)自己的需要選擇的配置，也就是指定各個(gè)插件的文件路徑，如圖2。如果不知道各個(gè)插件是干什么的就上網(wǎng)搜搜。一般配置一次Configure是不可能成功的，應(yīng)為它還用很多小項(xiàng)目，說(shuō)以要多點(diǎn)幾次Configure，直到CMAKE不再出現(xiàn)紅色的信息為止。最后點(diǎn)擊Generate，自此建構(gòu)完成?？梢栽谥付ǖ哪夸浳募纠贒/OSGdown/VCOSG下看見生成的VC工程，如圖3：圖3 生成的VC工程3．,打開OSG的VC工程項(xiàng)目；選擇菜單“生成”“批生成”在ALL_BUILD選項(xiàng)中選擇Debug|Win32和Release|Win32，如圖4，最后點(diǎn)擊“生成”。就開始了漫長(zhǎng)的編譯工作。這個(gè)編譯的過(guò)程很長(zhǎng)，根據(jù)自己的電腦配置情況不同，好的電腦一般要34小時(shí)，差的配置需要半天或者一天時(shí)間。圖4 批生成，對(duì)編譯的成果進(jìn)行轉(zhuǎn)移。，其子文件夾包括有bin：、include、lib、data。把編譯成功的bin文件下exe文件；；include文件來(lái)自源文件的include；。5．設(shè)置電腦的環(huán)境變量：OSG_FILE_PATH X:/（數(shù)據(jù)文件路徑）OSG_ROOT X:/(OSG文件路徑)Path X:/（執(zhí)行文件路徑）：利用命令行，在其輸入osgviewer ，則出現(xiàn)如圖5，表明編譯成功。，osgversion查看OSG版本號(hào)，osglogo查看官方圖標(biāo)。圖5 OSGEarth 概述及編譯osgEarth是一個(gè)c++地形渲染工具包。具有創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的XML文件,將它指向您的圖像紋理、海拔、和矢量數(shù)據(jù),并應(yīng)用于OpenSceneGraph程序。osgEarth支持所有類型的數(shù)據(jù),有許多的例子來(lái)幫助你更快、更容易來(lái)學(xué)習(xí)和使用它。OSGEarth編譯及相關(guān)步驟前提條件是完成了OSG的編譯工作，因?yàn)閛sgearth是OSG的一個(gè)分支，他的很多編譯依賴必需需要OSG的支持。Osgearth編譯比較繁瑣，它需要編譯很多其他工具，里面的CMAKE在此不再累述。在這里就大致說(shuō)明一下編譯的步驟，細(xì)節(jié)的東西不再詳述。1. osgearth源碼的下載，最新地址：2. 下載gdal并編譯，下載地址：編譯方法：u （VS2010安裝目錄下）u /f MSVC_VER=1600u nmake /f installu nmake /f devinstall u 最終結(jié)果在c:\warmerda下3. 下載geos 并編譯，下載地址： 編譯方法：u u u nmake /f MSVC_VER=1600u 最終結(jié)果在c:\warmerda下4. 下載SQLite并編譯，下載地址：編譯方法u 建立一個(gè)靜態(tài)鏈接工程，加入sqlite3開頭的三個(gè)文件u 建立一個(gè)exe工程，u ，分別表示debug和release版本5. ，下載地址：6. 下載libzip并編譯結(jié)果，下載地址：進(jìn)入contrib\vstudio\vc10目錄，雙擊工程進(jìn)行編譯。7. 下載并編譯proj4，下載地址：編譯方法u u nmake /f installu nmake /f installall8. 下載編譯VPB，使用svn簽出各版本源碼，.編譯工具還是用CMAKE9. 使用cmake編譯osgEarth，編譯的步驟與編譯OSG類似，在此不詳述。編譯的過(guò)程也是相當(dāng)?shù)穆L(zhǎng)。邊編譯邊做其他的事吧。10. 配置環(huán)境變量，把上面編譯的所有東西分別建立文件夾放在OSG的同級(jí)目錄下，并且在環(huán)境變量的path中加入各自的bin文件目錄路徑。11. Osgearth測(cè)試：在osgearth的test文件夾下，命令行中輸入：osgearth_viewer ,出現(xiàn)如圖6漂亮的小地球，恭喜你編譯成功了。圖6 osgearth測(cè)試這一章關(guān)于OSG和OSGEarth的概述和編譯就到這里，在此列出最終的編譯結(jié)果文件夾，如圖7所示。 圖 7 編譯的最終結(jié)果文件目錄第二章 OSG原理初窺 第一個(gè)程序現(xiàn)在來(lái)使用OSG編程，在這里需要明確一個(gè)概念，就是OSG的語(yǔ)法是標(biāo)準(zhǔn)C++的。所以開發(fā)者必須具有Ｃ++知識(shí)。在學(xué)習(xí)各種語(yǔ)言的時(shí)候當(dāng)中，都會(huì)有第一個(gè)程序，名為Hello World的，在OSG中也不例外，在OSG中也會(huì)有了幾行的程序來(lái)說(shuō)明OSG中的一些功能、機(jī)制和原理。打開VS2010，點(diǎn)擊菜單：文件新建項(xiàng)目Visual C++ WIN32控制臺(tái)應(yīng)用程序，項(xiàng)目名稱設(shè)置為：HelloWorld，現(xiàn)在需要設(shè)置項(xiàng)目的相關(guān)文件。在VS2005中設(shè)置項(xiàng)目的包含目錄可以全局設(shè)定，但是在VS2010中屏蔽了此功能了，只能在每一個(gè)項(xiàng)目里每次進(jìn)行設(shè)定。 設(shè)定項(xiàng)目包含路徑OSG編譯后自身可用的有三部分組成，一部分是運(yùn)行時(shí)文件，一部分是庫(kù)文件，另一部分是頭文件。這三部分在開發(fā)的過(guò)程當(dāng)中都會(huì)用到。 如果你使用的是安裝包，可以跳過(guò)這一段，否則需要把path設(shè)置為編譯后的庫(kù)文件目錄，就是里面有很多DLL與EXE文件的目錄，把OSG_FILE_PATH指向測(cè)試模型的目錄。如果是自己編譯的，也建議把庫(kù)文件、頭文件與數(shù)據(jù)文件都放入同一個(gè)文件夾中，類似安裝包那樣。在VS里面，右鍵點(diǎn)擊項(xiàng)目屬性配置屬性VC++目錄，包含文件中加入安裝或編譯后的include文件夾，如果include文件夾為空，則拷一下源文件中的include文件內(nèi)容就可以了。可執(zhí)行文件目錄指向編譯的OSG的bin目錄，把庫(kù)文件指向lib目錄即可。如果你要編譯release版的程序，還需要在release選項(xiàng)卡中完成類似設(shè)置。這樣設(shè)置項(xiàng)目的包含路徑就配置好了。 包含目錄設(shè)置 添加相關(guān)的庫(kù)添加OSG相關(guān)的庫(kù)，在這里我們把所有的鏈接庫(kù)都添加進(jìn)去，以免出什么亂子。菜單：項(xiàng)目屬性配置屬性鏈接器輸入在附加依賴項(xiàng)中輸入： ，或者到項(xiàng)目屬性配置屬性鏈接器命令行下輸入這些。這時(shí)如果需要在R版中也配置R版的庫(kù)，就在配置中選中“release”。 加入lib這里要注意，調(diào)度版的庫(kù)后面都是帶個(gè)d的，然而R版的就不帶這個(gè)D。發(fā)布版的可執(zhí)行文件會(huì)比較小，因?yàn)槔锩娌缓{(diào)試信息。3. 編寫第一個(gè)HelloWorld程序：CTRL＋： helloworld首先這個(gè)程序很簡(jiǎn)單，實(shí)際有用的就三句話，這也說(shuō)明OSG編程很方便。與C或者C++類似，雖然程序很短，但是五臟俱全。其中包括了必要的OSG工作原理。在此對(duì)此簡(jiǎn)單的說(shuō)明。osgViewer負(fù)責(zé)視圖的管理，其中包括事件的管理osgGA，模型的讀取osgDB等。最后一個(gè)viewer的方法run，就是啟動(dòng)渲染，進(jìn)行渲染。 helloworld的原理圖現(xiàn)在來(lái)具體看看每一行的功能：第1~2行：這里是包含頭文件，可以打開OSG的安裝目錄，發(fā)現(xiàn)應(yīng)該存在osgViewer和osgDB的文件夾，而ReadFile和Viewer都是其中的頭文件。這里要說(shuō)一下，一般需要頭文件與對(duì)應(yīng)庫(kù)和動(dòng)態(tài)鏈接DLL就可以編譯了，不需要CPP文件，頭文件是說(shuō)明庫(kù)文件和DLL的。第3行：主函數(shù)，這里主函數(shù)還沒(méi)有任何的參數(shù)。第4~5行：這里申請(qǐng)了一個(gè)viewer，這里要解釋一下，為什么要osgViewer::Viewer， osgViewer是名字空間，與std::的地位是一樣的，關(guān)于名字間是C++防止重名的很重要的一個(gè)機(jī)制，從而使程序看起來(lái)井井有條。這里你可以理解為申請(qǐng)一個(gè)觀察器，該觀察器可以查看模型就可以了，在現(xiàn)實(shí)中我們也是叫Viewer的。比如，你的Viewer寫的有問(wèn)題，用Viewer等等打招乎語(yǔ)。注意這里申請(qǐng)的是一個(gè)智能指針，它具有內(nèi)存的自我管理能力。在此我們來(lái)看看osgViewer：：viewer的類關(guān)系圖， osgViewer：：viewer的類關(guān)系圖它是繼承自osgviewer：：ViewerBase和osgviewer：：View，繼承的子節(jié)點(diǎn)具有父節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)大的功能，并且具有父節(jié)點(diǎn)的全部功能；其中osgviewer：：ViewerBase負(fù)責(zé)場(chǎng)景的渲染線程；osgviewer：：View負(fù)責(zé)場(chǎng)景的數(shù)據(jù)加載和事件處理；osgGA：：GUIActionAdapter負(fù)責(zé)與操作系統(tǒng)UI部分的交互功能；osg：：View負(fù)責(zé)狀態(tài)與相機(jī)處理。還有其他的類。 osgviewer：：viewer類繼承圖功能說(shuō)明OSG的所有類都是從osg：：Referenced，referenced有兩個(gè)很好的方法就是ref與unref，這兩個(gè)方法就構(gòu)成了OSG里的著名模板ref_ptr,智能指針：使用棧中的資源管理堆中的東西。關(guān)于超級(jí)指針的問(wèn)題由來(lái)已久，用的頗廣。在OSG中問(wèn)題是這樣提出來(lái)的，有這樣一個(gè)場(chǎng)景，有一輛卡車，卡車上有一個(gè)箱子。如果說(shuō)卡車在運(yùn)行過(guò)程中，箱子突然掉了，這樣就知道該把箱子的結(jié)點(diǎn)刪除。那么如果說(shuō)還有一個(gè)箱子，在地上放著，從感覺上來(lái)講他們應(yīng)該用同一塊內(nèi)存?？ㄜ嚿系南渥与m然掉了，但是地上的箱子還在，所以箱子所占的資源不能被粗魯?shù)尼尫诺簟?這樣就引用了超級(jí)指針的機(jī)制，其實(shí)就是引用一個(gè)計(jì)數(shù)器，這個(gè)計(jì)數(shù)器會(huì)計(jì)算這個(gè)箱子被引用的次數(shù)，被別人引用一次執(zhí)行ref方法，計(jì)數(shù)器加1，別人不用一次，執(zhí)行unref方法，計(jì)數(shù)器減1。當(dāng)減至0時(shí)，內(nèi)存放掉不用，這樣有效的防止內(nèi)存泄露。第6行：這里是設(shè)置觀察器Viewer中的數(shù)據(jù)，換句話說(shuō)，有了觀察器， 得可以年模型呀，模型中要以含有路徑，(osgDB::readNodeFile(C://glider.osg))。表示打開C盤根目錄下的該模型。其中//為轉(zhuǎn)義字符，編譯器會(huì)識(shí)別為/，從某種意義上講，我個(gè)人從來(lái)不把文件夾設(shè)置為中文名，OSG對(duì)中文支持的可不是很好。所以最好不用要中文路徑名，還有就是有空格的路徑名，最好也不用，不要讓這些無(wú)所謂的東西干擾你。第7行：這里主要就是run方法，run的具體干了什么工作，我們就得查看osg源碼。從源碼可以看出：它是執(zhí)行osgviewer：：Base的run，我們?cè)賮?lái)查看osgviewer：：Base的run，通過(guò)代碼可以看出里面就是渲染的工作，包括的功能有：realize()，frame()等。 run程序框架說(shuō)明，只要viewer沒(méi)有結(jié)束，那么就繪制它的每一個(gè)幀［frame］。 添加事件 上面的簡(jiǎn)單的三句話程序沒(méi)有事件響應(yīng)，如響應(yīng)鍵盤，按下S鍵顯示幀速率，W鍵顯示網(wǎng)格等等功能。實(shí)現(xiàn)方法很簡(jiǎn)單，viewer自己有一個(gè)函數(shù)式addEventHandler()，此函數(shù)可以加載