中級教程四
成批選擇和基本手動對象 目錄
[隱藏]
1 介紹
2 先決條件
3 ManualObject對象
3.1 3D對象的快速入門
3.2 介紹
3.3 代碼
4 體積選取
4.1 設置
4.2 鼠標處理
4.3 PlaneBoundedVolumeListSceneQuery
5 最後關於包圍盒的注意事項
介紹
在這一課裏，我們將涉及如何進行成批選取。意思就是，當你在屏幕上點擊並且拖拽鼠標時，一個白色矩形會追蹤你正在選擇的區域。當鼠標移動時，所有在選擇區域裏的物體都會被高亮。爲了實現它，我們將學習兩種對象：ManualObject（創建矩形）和PlaneBoundedVolumeListSceneQuery。注意，當我們涉及ManualObject的基本用法時，只是對它的簡單介紹，而不是教你如何完全用它創建3D物體。我們只會涉及我們所需要的。
你能在這裏找到本課的代碼。當你學習本課時，你應該逐個地往你的工程裏添加代碼，編譯後觀察相應的結果。
先決條件
用你喜歡的IDE創建一個cpp，並添加以下代碼：
#include <CEGUI/CEGUI.h>
#include <OgreCEGUIRenderer.h>
#include "ExampleApplication.h"
class SelectionRectangle : public ManualObject
{
public:
SelectionRectangle(const String &name)
: ManualObject(name)
{
}
/**
* Sets the corners of the SelectionRectangle. Every parameter should be in the
* range [0, 1] representing a percentage of the screen the SelectionRectangle
* should take up.
*/
void setCorners(float left, float top, float right, float bottom)
{
}
void setCorners(const Vector2 &topLeft, const Vector2 &bottomRight)
{
setCorners(topLeft.x, topLeft.y, bottomRight.x, bottomRight.y);
}
};
class DemoListener : public ExampleFrameListener, public OIS::MouseListener
{
public:
DemoListener(RenderWindow* win, Camera* cam, SceneManager *sceneManager)
: ExampleFrameListener(win, cam, false, true), mSceneMgr(sceneManager), mSelecting(false)
{
mMouse->setEventCallback(this);
} // DemoListener
~DemoListener()
{
}
/* MouseListener callbacks. */
bool mouseMoved(const OIS::MouseEvent &arg)
{
CEGUI::System::getSingleton().injectMouseMove(arg.state.X.rel, arg.state.Y.rel);
return true;
}
bool mousePressed(const OIS::MouseEvent &arg, OIS::MouseButtonID id)
{
return true;
}
bool mouseReleased(const OIS::MouseEvent &arg, OIS::MouseButtonID id)
{
return true;
}
void performSelection(const Vector2 &first, const Vector2 &second)
{
}
void deselectObjects()
{
std::list<MovableObject*>::iterator itr;
for (itr = mSelected.begin(); itr != mSelected.end(); ++itr)
(*itr)->getParentSceneNode()->showBoundingBox(false);
}
void selectObject(MovableObject *obj)
{
obj->getParentSceneNode()->showBoundingBox(true);
mSelected.push_back(obj);
}
private:
Vector2 mStart, mStop;
SceneManager *mSceneMgr;
PlaneBoundedVolumeListSceneQuery *mVolQuery;
std::list<MovableObject*> mSelected;
SelectionRectangle *mRect;
bool mSelecting;
static void swap(float &x, float &y)
{
float tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
};
class DemoApplication : public ExampleApplication
{
public:
DemoApplication()
: mRenderer(0), mSystem(0)
{
}
~DemoApplication()
{
if (mSystem)
delete mSystem;
if (mRenderer)
delete mRenderer;
}
protected:
CEGUI::OgreCEGUIRenderer *mRenderer;
CEGUI::System *mSystem;
void createScene(void)
{
mRenderer = new CEGUI::OgreCEGUIRenderer(mWindow, Ogre::RENDER_QUEUE_OVERLAY, false, 3000, mSceneMgr);
mSystem = new CEGUI::System(mRenderer);
CEGUI::SchemeManager::getSingleton().loadScheme((CEGUI::utf8*)"TaharezLookSkin.scheme");
CEGUI::MouseCursor::getSingleton().setImage((CEGUI::utf8*)"TaharezLook", (CEGUI::utf8*)"MouseArrow");
mCamera->setPosition(-60, 100, -60);
mCamera->lookAt(60, 0, 60);
mSceneMgr->setAmbientLight(ColourValue::White);
for (int i = 0; i < 10; ++i)
for (int j = 0; j < 10; ++j)
{
Entity *ent = mSceneMgr->createEntity("Robot" + StringConverter::toString(i + j * 10), "robot.mesh");
SceneNode *node = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode(Vector3(i * 15, 0, j * 15));
node->attachObject(ent);
node->setScale(0.1, 0.1, 0.1);
}
}
void createFrameListener(void)
{
mFrameListener = new DemoListener(mWindow, mCamera, mSceneMgr);
mFrameListener->showDebugOverlay(true);
mRoot->addFrameListener(mFrameListener);
}
};
#if 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
DemoApplication app;
try {
app.go();
} catch(Exception& e) {
#if OGRE_PLATFORM == OGRE_PLATFORM_WIN32
MessageBoxA(NULL, e.getFullDescription().c_str(), "An exception has occurred!",
MB_OK | MB_ICONERROR | MB_TASKMODAL);
#else
fprintf(stderr, "An exception has occurred: %s/n",
e.getFullDescription().c_str());
#endif
}
return 0;
}
繼續之前，請確保這段代碼能夠編譯。當你運行它時，你應該能夠移動鼠標指針，但程序目前不能做其它的。按ESC退出。
ManualObject對象
3D對象的快速入門
在我們開始進入製作網格(mesh)之前，有必要講一下mesh是什麼，以及它的構成。儘管非常簡化，mesh大致由兩部分組成：頂點緩存(Vertex
buffer)和索引緩存(Index buffer)。
頂點緩存在3D空間裏定義點集。頂點緩存裏的每一個元素由若干你能設置的屬性來定義。唯一一個你必須設置的屬性就是頂點的座標。除了這個，你還有設置其它可選的屬性，比如頂點顏色、紋理座標等。你實際需要的屬性取決於mesh的用途。
索引緩存通過從頂點緩存選取頂點，以“把點連起來”。索引緩存裏每三個頂點定義了一個由GPU繪製的三角形。你在索引緩存裏選取頂點的順序，告訴了顯卡這個三角形的朝向。逆時針繪製的三角形是朝向你的，順時針繪製的三角形是背向你的。一般情況下只有三角形的正面才被繪製，所以確保你的三角形被正確載入是很重要的。
雖然所有的mesh都有頂點緩存，但不一定都有索引緩存。比如，我們只要創建一個空的三角形（而不是實心的），我們創建的mesh就不需要索引緩存。最後要注意，頂點緩存和索引緩存通常保存在顯卡自己的內存裏，所以你的軟件只要發送一些離散的命令，告訴它使用預定義的緩存來一口氣渲染整個3D網格。
介紹
在Ogre裏有兩種方法來創建你自己的網格。第一種是繼承SimpleRenderable，並直接提供給它頂點和索引緩存。這是最直接的創建方式，但也是最不直觀的。爲了使事情更簡單，Ogre提供一個更棒的接口叫做ManualObject，它能讓你用一些簡單的函數來定義一個網格，而不用往緩存裏寫原始數據。你僅僅調用"position"和"colour"函數，而不用往緩存裏丟位置、顏色等數據。
在本課裏，當我們拖動鼠標去選擇物體時，我們要創建並顯示一個白色矩形。在Ogre裏並沒有真正的用來顯示2D矩形的類。我們必須自己找一個解決辦法。我們可以使用一個Overlay並縮放它，以顯示一個矩形選擇框，但這樣做帶來的問題是，選擇框的圖像可能會隨着拉昇而難看變形。取而代之，我們將生成一個非常簡單的2D網格，來作爲我們的選擇矩形。
代碼
當我們創建選擇矩形的時候，我們想讓它以2D的形式呈現。我們還想保證當在屏幕裏發生重疊時，它顯示在所有其它物體之上。實現這個非常簡單。找到SelectionRectangle的構造器，並添加如下代碼：
setRenderQueueGroup(RENDER_QUEUE_OVERLAY);
setUseIdentityProjection(true);
setUseIdentityView(true);
第一個函數把這個物體的渲染隊列設置成重疊隊列(Overlay queue)。接下來的兩個函數把投影矩陣(projection
matrix)和視圖矩陣(view
matrix)設置成identity。投影矩陣和視圖矩陣被很多渲染系統所使用(比如OpenGL和DirectX)，以定義物體在世界中的座標。既然Ogre爲我們做了抽象，我們不必深究這些矩陣是什麼樣的或他們幹了些什麼。然而，你需要知道如果你把投影矩陣和視圖矩陣設置成identity，就像剛纔那樣，我們基本上就是在繪製2D物體。這樣定義之後，座標系統發生了一些改變。我們不再需要Z軸(若你被要求提供Z軸，設置成-1)。取而代之，我們有一個新的座標系統，X和Y的範圍分別都是-1到1。最後，我們將把這個物體的查詢標記設置成0，如下：
setQueryFlags(0);
現在，對象設置好了，我們來實際構建這個矩形。我們開始之前還有一個小小阻礙，我們將使用鼠標座標來調用這個函數。也就是，傳給我們一個0到1之間的數字爲每個座標軸，然而我們需要把這個數字轉換成範圍[-1，1]的。還有更復雜的，y座標要反向。在CEGUI裏，鼠標指針在屏幕頂部時，值爲+1，在底部時，值爲-1。感謝上帝，用一個快速轉換就能解決這個問題。找到setCorners函數並添加如下代碼：
left = left * 2 - 1;
right = right * 2 - 1;
top = 1 - top * 2;
bottom = 1 - bottom * 2;
現在轉換成新座標系統了。下面，我們來真正創建這個對象。爲此，我們首先調用begin方法。它需要兩個參數，物體的這一部分所使用的材質，以及它所使用的渲染操作。因爲我們不使用紋理，把這個材質置空。第二個參數是渲染操作(RenderOperation)。我們可以使用點、線、三角形來渲染這個網格。如果我們要渲染一個實心的網格，可以用三角形。但我們只需要一個空的矩形，所以我們使用線條(line
strip)。從你定義的前一個頂點到現在的頂點，線條繪製一條直線。所以爲了創建我們的矩形，需要定義5個點(第一個和最後一個是相同的，這樣才能連接成整個矩形)：
clear();
begin("", RenderOperation::OT_LINE_STRIP);
position(left, top, -1);
position(right, top, -1);
position(right, bottom, -1);
position(left, bottom, -1);
position(left, top, -1);
end();
注意，因爲我們將在後面多次調用它，我們在最前面加入clear函數，在重新繪製矩形之前移除上次的矩形。當定義一個手動物體時，你可能要多次調用begin/end來創建多個子網格(它們可能有不同的材質/渲染操作)。注意，我們把Z參數設成-1，因爲我們只定義一個2D對象而不必使用Z軸。把它設置爲-1，可以保證當渲染時我們不處在攝像機之上或之後。
最後我們還要爲這個物體設置包圍盒。許多場景管理器會把遠離屏幕的物體剔除掉。儘管我們創建的差不多是一個2D物體，但Ogre仍是一個3D引擎，它把2D物體當作在3D空間裏對待。這意味着，如果我們創建這個物體，並把它綁在場景節點上(正如我們下面要做的那樣)，當我們遠一點觀看時會消失。爲了修正這個問題，我們將把這個物體的包圍盒設置成無限大，這樣攝像機就永遠在它裏面：
AxisAlignedBox box;
box.setInfinite();
setBoundingBox(box);
請注意，我們在調用clear()之後添加這段代碼的。當每你調用ManualObject::clear，包圍盒都會被重置，所以當你創建經常清空的ManualObject時要格外小心，每當你重新創建它的時候，也要重新設置包圍盒。
好了，我們要爲SelectionRectangle類所做的全部就是這些。繼續下去之前請保證能編譯你的代碼，但目前還沒有爲程序添加功能。
體積選取
設置
在我們進入選取操作的代碼之前，先來設置一些東西。首先，我們要創建一個SelectionRectangle類的實例，然後讓SceneManager來爲我們創建一個體積查詢：
mRect = new SelectionRectangle("Selection SelectionRectangle");
mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode()->attachObject(mRect);
mVolQuery = mSceneMgr->createPlaneBoundedVolumeQuery(PlaneBoundedVolumeList());
再來，我們要保證結束時幀監聽器做一些清理。把下面的代碼加到~DemoListener：
mSceneMgr->destroyQuery(mVolQuery);
delete mRect;
注意，我們讓SceneManager爲我們進行清理，而不是直接刪除。
鼠標處理
我們要展示的特性是體積選取。這意味着當用戶點擊鼠標並拖拽時，屏幕裏將繪製一個矩形。隨着鼠標的移動，所有在矩形內的物體將被選取。首先，我們要處理鼠標的點擊事件。我們要保存鼠標的起始位置，並且把SelectionRectangle設置成可見的。找到mousePressed函數並添加如下代碼：
if (id == OIS::MB_Left)
{
CEGUI::MouseCursor *mouse = CEGUI::MouseCursor::getSingletonPtr();
mStart.x = mouse->getPosition().d_x / (float)arg.state.width;
mStart.y = mouse->getPosition().d_y / (float)arg.state.height;
mStop = mStart;
mSelecting = true;
mRect->clear();
mRect->setVisible(true);
}
注意，我們使用的是CEGUI::MouseCursor的x和y座標，而不是OIS的鼠標座標。這是因爲有時OIS反映的座標與CEGUI實際顯示的不一樣。爲了保證我們與用戶所看到的相一致，我們使用CEGUI的鼠標座標。
接下來我們要做的是，當用戶釋放鼠標按鈕時，停止顯示選擇框，並執行這個選取查詢。在mouseReleased里加入以下代碼：
if (id == OIS::MB_Left)
{
performSelection(mStart, mStop);
mSelecting = false;
mRect->setVisible(false);
}
最後，每當鼠標移動時，我們需要更新矩形的座標：
if (mSelecting)
{
CEGUI::MouseCursor *mouse = CEGUI::MouseCursor::getSingletonPtr();
mStop.x = mouse->getPosition().d_x / (float)arg.state.width;
mStop.y = mouse->getPosition().d_y / (float)arg.state.height;
mRect->setCorners(mStart, mStop);
}
每當鼠標移動時，我們都調整mStop向量，這樣我們就能輕鬆地使用setCorners成員函數了。編譯並運行你的程序，現在你能用鼠標繪製一個矩形了。
PlaneBoundedVolumeListSceneQuery
現在，我們可以讓SelectionRectangle正確地渲染了，我們還想執行一個體積選擇。找到performSelection函數，並添加如下代碼：
float left = first.x, right = second.x,
top = first.y, bottom = second.y;
if (left > right)
swap(left, right);
if (top > bottom)
swap(top, bottom);
在這段代碼裏，我們分別爲left、right、top、botton變量賦予向量參數。if語句保證了我們實際的left和top值最小。(如果這個矩形是“反向”畫出來的，意味着從右下角到左上角，我們就要進行這種交換。)
接下來，我們要檢查並瞭解矩形區域的實際小大。如果這個矩形太小了，我們的創建平面包圍體積的方法就會失敗，並且導致選取太多或太少的物體。如果這個矩形小於屏幕的某個百分比，我們只將它返回而不執行這個選取。我隨意地選擇0.0001作爲取消查詢的臨界點，但在你的程序裏你應該自己決定它的值。還有，在真實的應用裏，你應該找到這個矩形的中心，並執行一個標準查詢，而不是什麼都不做：
if ((right - left) * (bottom - top) < 0.0001)
return;
現在，我們進入了這個函數的核心，我們要執行這個查詢本身。PlaneBoundedVolumeQueries使用平面來包圍一個區域，所以所有在區域裏的物體都被選取。我們將創建一個被五個平面包圍的區域，它是朝向裏面的。爲了創建這些平面，我們建立了4條射線，每一條都是矩形的一個角產生的。一旦我們有四條射線，
For this example we will build an area enclosed by five planes which face
inward. To create these planes out of our rectangle, we will create 4 rays,
one for each corner of the rectangle. Once we have these four rays, we will
grab points along the rays to create the planes:
Ray topLeft = mCamera->getCameraToViewportRay(left, top);
Ray topRight = mCamera->getCameraToViewportRay(right, top);
Ray bottomLeft = mCamera->getCameraToViewportRay(left, bottom);
Ray bottomRight = mCamera->getCameraToViewportRay(right, bottom);
現在我們來創建平面。注意，我們沿着射線走100個單位抓取一個點。這是隨便選擇的，我們也可以選擇2而不是100。在這裏唯一重要的是前平面，它在攝像機前面3個單位的位置。
PlaneBoundedVolume vol;
vol.planes.push_back(Plane(topLeft.getPoint(3), topRight.getPoint(3), bottomRight.getPoint(3))); // 前平面
vol.planes.push_back(Plane(topLeft.getOrigin(), topLeft.getPoint(100), topRight.getPoint(100))); // 頂平面
vol.planes.push_back(Plane(topLeft.getOrigin(), bottomLeft.getPoint(100), topLeft.getPoint(100))); // 左平面
vol.planes.push_back(Plane(topLeft.getOrigin(), bottomRight.getPoint(100), bottomLeft.getPoint(100))); // 底平面
vol.planes.push_back(Plane(topLeft.getOrigin(), topRight.getPoint(100), bottomRight.getPoint(100))); // 右平面
這些平面定義了一個在攝像機前無限伸展的“開放盒子”。你可以把我們用鼠標繪製的矩形，想像成在鏡頭跟前，這個盒子的終點。好了，我們已經創建了平臺，我們還需要執行這個查詢：
PlaneBoundedVolumeList volList;
volList.push_back(vol);
mVolQuery->setVolumes(volList);
SceneQueryResult result = mVolQuery->execute();
最後我們需要處理查詢返回的結果。首先我們要取消所有先前選取的物體，然後選取所有查詢得到的物體。deselectObjects和selectObject函數已經爲你寫好了，因爲在前面的教程裏我們就已經介紹了這些函數：
deselectObjects();
SceneQueryResultMovableList::iterator itr;
for (itr = result.movables.begin(); itr != result.movables.end(); ++itr)
selectObject(*itr);
這就是全部我們要爲查詢所做的。注意，我們在體積查詢裏也使用查詢標記，雖然本課我們還沒有這麼做。想了解更多關於查詢標記，請參考上一課。
翻譯並運行程序。你現在可以在場景裏選取物體了!
最後關於包圍盒的注意事項
也許你可能注意到了，在這一課裏以及前面兩課中，Ogre的選取依賴於物體的包圍盒而不是網格本身。這意味着RaySceneQuery和PlaneBoundedVolumeQuery總是承認這個查詢實際上接觸的東西。存在一些方法，可以進行基於像素的完美射線選取(比如在FPS遊戲裏，需要判斷一個射擊是否命中目標，你就需要這麼做)。而出於速度考慮，使用體積選取也能爲你提供非常精確的結果。不幸的是，這超出了本課的範圍。更多關於如何在純Ogre裏實現，請參考多面體級別的射線構建。
如果你爲Ogre整合了物理引擎，比如OgreNewt，它們也會爲你提供一些方法。但你仍然不會白學了射線查詢和體積查詢。做一個基於網格的選取是非常費時的，而且如果你嘗試檢測所有在場景裏的東西，會大大影響你的幀率。事實上，進行一個鼠標選取最常用的方法是，首先執行一個Ogre查詢(比如射線場景查詢)，然後再用物理引擎逐個檢測查詢返回的結果，檢查網格的幾何形狀來看看是否真的擊中了，還是僅僅非常的接近。