OSG报警特效学习总结
方法一：粒子系统
目的：
向场景中添加自定义的osgParticle实例，模拟坦克模型在地形上运动时产生的烟尘。
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概述：
添加粒子效果可以有效提高仿真程序的外观和真实性。粒子引擎一般用于模拟烟雾，火焰，尘埃以及其他一些类似的效果。如果要向OSG场景中添加粒子效果，通常可以使用下面的一些类：
粒子系统（osgParticle::ParticleSystem）- 维护并管理一系列粒子的生成，更新，渲染和销毁。粒子系统类继承自Drawable类。粒子的渲染控制因此与其它Drawable对象的渲染类似：控制其渲染属性StateAttribute即可。OSG提供了一个方便的函数以允许用户控制三个常用的渲染状态属性。方法setDefaultAttributes可以用于指定材质（或者指定为NULL以禁用材质），允许/禁止附加的图像融合，允许/禁止光照。
粒子（osgParticle::Particle）- 粒子系统的基本单元。粒子类同时具有物理属性和图像属性。它的形状可以是任意的点（POINT），四边形（QUAD），四边形带（QUAD_TRIPSTRIP），六角形（HEXAGON）或者线（LINE）。每个粒子都有自己的生命周期。生命周期也就是每个粒子可以存活的秒数。（生命周期为负数的粒子可以存活无限长时间）所有的粒子都具有大小（SIZE），ALPHA值和颜色（COLOR）属性。每一组粒子都可以指定其最大和最小值。为了便于粒子生命周期的管理，粒子系统通过改变生命周期的最大和最小值来控制单个粒子的渲染。（根据已经消耗的时间，在最小和最大值之间进行线性插值）
程序员也可以自行指定最小到最大值的插值方法。（参见osgParticle::Interpolator的代码）
放置器（osgParticle::Placer）- 设置粒子的初始位置。用户可以使用预定义的放置器或者定义自己的放置器。已定义的放置器包括：点放置器PointPlacer（所有的粒子从同一点出生），扇面放置器SectorPlacer（所有的粒子从一个指定中心点，半径范围和角度范围的扇面出生），以及多段放置器MultiSegmentPlacer（用户指定一系列的点，粒子沿着这些点定义的线段出生）。
发射器（osgParticle::Shooter）- 指定粒子的初始速度。RadialShooter类允许用户指定一个速度范围（米/秒）以及弧度值表示的方向。方向由两个角度指定：theta角 - 与Z轴夹角，phi角 - 与XY平面夹角。
计数器（osgParticle::Counter）- 控制每一帧产生的粒子数。RandomRateCounter类允许用户指定每帧产生粒子的最大和最小数目。
标准放射极（osgParticle::ModularEmitter）- 一个标准放射极包括一个计数器，一个放置器和一个发射器。它为用户控制粒子系统中多个元素提供了一个标准机制。
粒子系统更新器（osgParticle::ParticleSystemUpdater）- 用于自动更新粒子。将其置于场景中时，它会在拣选遍历中调用所有“存活”粒子的更新方法。
标准编程器（osgParticle::ModularProgram）- 在单个粒子的生命周期中，用户可以使用ModularProgram实例控制粒子的位置。ModularProgram需要与Operator对象组合使用。
计算器（osgParticle::Operator）- 提供了控制粒子在其生命周期中的运动特性的方法。用户可以改变现有Operator类实例的参数，或者定义自己的Operator类。OSG提供的Operator类包括：AccelOperator（应用常加速度），AngularAccelOperator（应用常角加速度），FluidFrictionOperator（基于指定密度和粘性的流体运动进行计算），以及ForceOperator（应用常力）。
代码：
为了使用上面的类创建高度自定义化的粒子系统，我们可以遵循以下的步骤。（括号中的步骤是可选的，如果所建立的粒子系统比较基本，也可以忽略）
- 创建粒子系统实例并将其添加到场景。
- （设置粒子系统的渲染状态属性。）
- 创建粒子对象并将其关联到粒子系统。
- （设置粒子的参数。）
- 创建粒子系统更新器，将其关联到粒子系统实例，并添加到场景中。
- （创建标准放射极，以定义：计数器 - 每帧创建的粒子数，放置器 - 粒子的出生位置，发射器 - 初始速度。）
- （将标准放射极关联到粒子系统。）
- （创建ModularProgram标准编程器实例，以控制粒子在生命周期中的运动：首先创建并定义Operator计算器；然后添加计算器到标准编程器。）
下面的代码将完成上述的步骤。首先，我们需要建立基本的坦克和地形模型。（稍后我们再添加坦克模型到场景中）
osg::Group* rootNode = new osg::Group(); osg::Node* terrainNode = new osg::Node(); osgViewer::Viewer viewer; terrainNode = osgDB::readNodeFile("//Models//JoeDirt//JoeDirt.flt"); if (! terrainNode){ std::cout << "Couldn't load models, quitting." << std::endl; return -1; } rootNode->addChild(terrainNode); osg::Node* tankNode = osgDB::readNodeFile("//Models//T72-Tank//T72-tank_des.flt"); if ( ! tankNode){ std::cout << "no tank" << std::endl; return -1; }
建立粒子系统的基本步骤是：创建一个粒子系统对象，一个更新器对象，以及一个粒子对象，同时设置场景。
// 创建并初始化粒子系统。 osgParticle::ParticleSystem *dustParticleSystem = new osgParticle::ParticleSystem; // 设置材质，是否放射粒子，以及是否使用光照。 dustParticleSystem->setDefaultAttributes(dust2.rgb", false, false); // 由于粒子系统类继承自Drawable类，因此我们可以将其作为Geode的子节点加入场景。 osg::Geode *geode = new osg::Geode; rootNode->addChild(geode); geode->addDrawable(dustParticleSystem); // 添加更新器，以实现每帧的粒子管理。 osgParticle::ParticleSystemUpdater *dustSystemUpdater = new osgParticle::ParticleSystemUpdater; // 将更新器与粒子系统对象关联。 dustSystemUpdater->addParticleSystem(dustParticleSystem); // 将更新器节点添加到场景中。 rootNode->addChild(dustSystemUpdater); // 创建粒子对象，设置其属性并交由粒子系统使用。 osgParticle::Particle smokeParticle; smokeParticle.setSizeRange(osgParticle::rangef(0.01,20.0)); // 单位：米 smokeParticle.setLifeTime(4); // 单位：秒 smokeParticle.setMass(0.01); // 单位：千克 // 设置为粒子系统的缺省粒子对象。 dustParticleSystem->setDefaultParticleTemplate(smokeParticle);
下面的代码将使用标准放射极对象来设置粒子的一些基本参数：例如每帧创建的粒子数，新生粒子的产生位置，以及新生粒子的速度。
// 创建标准放射极对象。（包括缺省的计数器，放置器和发射器） osgParticle::ModularEmitter *emitter = new osgParticle::ModularEmitter; // 将放射极对象与粒子系统关联。 emitter->setParticleSystem(dustParticleSystem); // 获取放射极中缺省计数器的句柄，调整每帧增加的新粒子数目。 osgParticle::RandomRateCounter *dustRate = static_cast<osgParticle::RandomRateCounter *>(emitter->getCounter()); dustRate->setRateRange(5, 10); // 每秒新生成5到10个新粒子。 // 自定义一个放置器，这里我们创建并初始化一个多段放置器。 osgParticle::MultiSegmentPlacer* lineSegment = new osgParticle::MultiSegmentPlacer(); // 向放置器添加顶点，也就是定义粒子产生时所处的线段位置。 // （如果将坦克和标准放射极定义与同一位置，那么我们可以实现一种 // 灰尘粒子从坦克模型后下方的延长线上产生的效果。） lineSegment->addVertex(0,0,-2); lineSegment->addVertex(0,-2,-2); lineSegment->addVertex(0,-16,0); // 为标准放射极设置放置器。 emitter->setPlacer(lineSegment); // 自定义一个发射器，这里我们创建并初始化一个RadialShooter弧度发射器。 osgParticle::RadialShooter* smokeShooter = new osgParticle::RadialShooter(); // 设置发射器的属性。 smokeShooter->setThetaRange(0.0, 3.14159/2); // 弧度值，与Z轴夹角。 smokeShooter->setInitialSpeedRange(50,100); // 单位：米/秒 // 为标准放射极设置发射器。 emitter->setShooter(smokeShooter); 现在我们将把放射极和坦克模型作为Transform变换节点的子节点添加到场景中。放射极和坦克均由变换节点决定其位置。刚才定义的放置器将会根据变换的参量安排粒子的位置。 osg::MatrixTransform * tankTransform = new osg::MatrixTransform(); tankTransform->setUpdateCallback( new orbit() ); // 回调函数，使节点环向运动。 // 把放射极和坦克模型添加为变换节点的子节点。 tankTransform->addChild(emitter); tankTransform->addChild(tankNode); rootNode->addChild(tankTransform); 下面的代码将创建一个标准编程器ModularProgram实例，用于控制粒子在生命周期中的更新情况。标准编程器对象使用Operator计算器来实现对粒子的控制。 // 创建标准编程器对象并与粒子系统相关联。 osgParticle::ModularProgram *moveDustInAir = new osgParticle::ModularProgram; moveDustInAir->setParticleSystem(dustParticleSystem); // 创建计算器对象，用于模拟重力的作用，调整其参数并添加给编程器对象。 osgParticle::AccelOperator *accelUp = new osgParticle::AccelOperator; accelUp->setToGravity(-1); // 设置重力加速度的放缩因子。 moveDustInAir->addOperator(accelUp); // 向编程器再添加一个计算器对象，用于计算空气阻力。 osgParticle::FluidFrictionOperator *airFriction = new osgParticle::FluidFrictionOperator; airFriction->setFluidToAir(); moveDustInAir->addOperator(airFriction); // 最后，将编程器添加到场景中。 rootNode->addChild(moveDustInAir); 下面的代码就是仿真循环的内容了。 viewer.setCameraManipulator(new osgGA::TrackballManipulator()); viewer.setSceneData(rootNode); viewer.realize(); while( !viewer.done() ){ viewer.frame(); } return 0;
