OGRE教程（一）：SceneNode, Entity, SceneManager

OGRE教程（一）
OGRE教程（二）


注意：这篇文章是针对OGRE 1.0.0，如果你使用其他的版本，如果遇到问题请到论坛中讨论。

目录

1 读者对象
2 简介
3 如何开始
4 OGRE如何工作
　　4.1 SceneManager 基础
　　4.2 Entity 基础
　　4.3 SceneNode 基础
5 你的第一个OGRE程序
6 坐标和向量
7 添加另一个物体
8 Entities more in Depth
9 SceneNodes more in Depth
10 尝试
　　10.1 Scale（变换）
　　10.2 旋转
11 总结

1 读者对象

　　这篇文章是假设你有C++编程知识，并设置了OGRE在编译器中，（如果你不知道如何设置，请参看《OGRE初学者引导》），对OGRE一无所知的情况下。


2 简介

　　在这篇教程中，我将介绍一些基本的OGRE结构：SceneManager, SceneNode, and Entity 。在这篇文章中，我不会使用太多的代码，而是讲解一些基本的理论。
　　通过这篇文章，你将慢慢的添加代码到你的程序中，并观察他的运行结果。对于这些理论，并没有固定的代码，你也可以通过这些理论写出其他的代码。


3 如何开始

　　对于这篇教程，我们使用了一段固定的代码，（也许你在《OGRE初学者引导》见过）。在这段代码中，你可以忽视其他的代码，但createScene中的代码应注意。在下一篇教程中，我们将深入讲解OGRE是如何工作的，因此这里的基本知识很重要。添加下面的代码到你的编译器中：

#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，请确定添加"[OgreSDK_DIRECTORY]/samples/include"这个目录到这个项目中。如果是使用OGRE的源代码，请添加"[OgreSource_DIRECTORY]/Samples/Common/include"这个目录。然后，就可以编译和运行了，如果还遇到问题，请参看WIKI的有关这些信息的页面，如果任然不行，请到论坛中讨论。

　　程序控制：用WASD移动，鼠标确定方向。ESC键退出。


4 OGRE如何工作

　　一个很宽的主题。我们将从他的基础 The SceneNode, Entity, and SceneManager 讲解。

4.1 SceneManager 基础

　　SceneManager管理出现在屏幕上的所有物体。当你把一个物体放到场景中，SceneManager就将对这个物体的坐标进行跟踪。当你建立一个摄象机时，SceneManager就将对他们所有东西进行跟踪。当你建立木块，广告牌，灯光...，SceneManager 还是会对他们进行跟踪。

　　SceneManager也有许多的类型，有渲染地形的，有渲染BSP树的，等等。在这篇文章中，你将学到许多类型的SceneManager。

4.2 Entity 基础

　　Entity是你在场景中渲染的物体的形状。你能把他想象成3D网格。一个机器人有网格，一条鱼有网格，你的角色行走的地形有一个大的网格。而如灯光，广告牌（Billboards），粒子，摄象机等没有Entity。

　　值得注意的一件事是，OGRE是根据物体的坐标和方向的可渲染性分别进行渲染的。这就意味着你不能直接到场景中的一个网格进行渲染。你必须将要渲染的物体的网格给予SceneNode ，SceneNode 包含诸如坐标和方向等信息。

4.3 SceneNode 基础

　　在上面已经提到，SceneNode 用于保持对所有与它联系的物体的坐标和方向进行跟踪。当你建立一个网格，他并不会在场景中进行渲染，除非你将这个网格赋予SceneNode 。相似的，SceneNode 不是你要在屏幕上显示的物体，只有当你建立一个SceneNode，并将一个网格赋予他，他才会在屏幕上显示一个物体。

　　SceneNode 能将许多的物体赋予他。例如，你在屏幕上有一个行走的物体，并且你想产生一个灯光环绕着他。首先，你需要建立一个SceneNode ，然后建立角色的网格，并将他赋予SceneNode 。下一步建立灯光，并将他赋予SceneNode 。SceneNode也允许你将他赋予其他SceneNode，这样就建立了一个有等级的节点系统。在下一篇文章中，我们将更详细的讲解SceneNode的功能。

　　一个重要的概念是，SceneNode的位置总是和他的父SceneNode有关，并且SceneManager包含所有被赋值的SceneNodes的根节点。


5 你的第一个OGRE程序

　　现在回到我们开始建立的代码中，找到TutorialApplication::createScene 成员函数。在这篇教程中，我们只将对这个函数进行操作。我们要做的第一件事是建立网格。我们可以通过调用 SceneManager's createEntity 函数来实现。添加下面的行到createScene ：

Entity *ent1 = mSceneMgr->createEntity( "Robot", "robot.mesh" );

　　到这里，有几个问题将弹出。首先，mSceneMgr来自哪里，我们用什么值去调用这个函数？
　　mSceneMgr常量包含当前SceneManager物体（这是通过ExampleApplication类来实现的）。第一个参数是我们通过createEntity建立的网格的名字。所有的网格必须有唯一的名字。如果你试图建立两个有相同名字的网格，你将得到错误。“robot.mesh" 唯一表明了我们要使用的网格的名字。在这里，我们使用的网格是通过ExampleApplication类导入的。

　　到现在，我们建立了网格，我们还需要用SceneNode 与他关联。又因为每个SceneManager有一个根 SceneNode，我们将用下面的代码建立他的一个子节点：

SceneNode *node1 = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode( "RobotNode" );

　　这条长长的语句首先调用当前SceneManager的getRootSceneNode方法。然后，他又调用根SceneNode的createChildSceneNode方法。createChildSceneNode方法中的参数是我们建立的SceneNode的名字。像前面所述一样，SceneNode也不允许名字相同。

　　最后，我们需要将网格赋予SceneNode，以便于ROBOT有渲染的坐标：

node1->attachObject( ent1 );

　　一切OK！编译并运行，你将在屏幕上看到一个机器人。


6 坐标和向量

　　在我们开始讲解之前，我们有必要讨论一下屏幕坐标和OGRE向量。OGRE像其他的图象引擎一样，用X，Z轴表示水平的面，Y表示垂直的轴。正如你看屏幕一样，X轴表示你的屏幕的左，右，右面是X轴正方向。Y轴表示你的屏幕的下到上，上面是Y轴正方向。Z轴表示你的屏幕的由里到外，外面是Z轴正方向。

　　注意，我们的机器人如何面对X轴的正方向？这是网格的一个属性，他是如何设计的呢？OGRE并没有规定你的初始模型的方向，所以你导入的每个物体网格的方向都是不一定的。

　　OGRE用向量类来表示坐标和方向。这些向量vectors可以定义为2(Vector2)，3(Vector3)，4(Vector4)维，其中Vector3最常用，如果你对向量不熟悉，我建议你看一下下面的网站：

http://en.wikipedia.org/wiki/Vector_%28spatial%29

笔者注：我建议大家在学习3D编程知识之前，看一下《线形代数》，《空间解析几何》。

关于向量的数学知识在以后的学习中将发挥重要的作用。


7 添加另一个物体

　　前面，我们讲解了坐标系统的作用，下面我们回到我们的代码中来。在前面，我们添加的代码中，我们并没有明确表明我们的机器人出现的坐标。但在OGRE中，有许多的函数可以初始坐标。例如：
　　SceneNode::createChildSceneNode 成员函数中，有三个参数：SceneNode的名字，SceneNode的坐标，和SceneNode的基本旋转。对于坐标，正如你所看到的，我们初始时为（0，0，0）。现在，我们建立另一个SceneNode，但是这次我们表明他的坐标为另一个值：

Entity *ent2 = mSceneMgr->createEntity( "Robot2", "robot.mesh" );
SceneNode *node2 = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode( "RobotNode2", Vector3( 50, 0, 0 ) );
node2->attachObject( ent2 );

　　这看起来和前面我们定义的一样，只是有轻微的变化。首先，我们命名网格和SceneNode时，有很小的不同。第二件不同的是我们初始网格开始的位置偏离了根SceneNode50个单位（记住SceneNode所有的坐标和他们的父节点有关）。编译并运行，现在，你有两个机器人。


8 Entities more in Depth（深入Entities）

　　Entities类功能非常强大，我在这里并不想覆盖的太宽，只讲一下他的基本。首先，我们不得不提一下Entities中的一些功能强大的成员函数。

　　第一个是Entity::setVisible 和Entity::isVisible.你能把任何Entity 设置成可视。如果你需要先隐藏Entity ，然后又显示它，你可以不调用这个函数，而采用先删除Entity ，显示时又从新建立他。物体的网格和文理自动拷贝到内存中，不需要你自己保存他们。你需要保存的是Entity物体的建立和删除的东西。

　　getName函数用于返回Entity的名字，getParentSceneNode函数用于返回与Entity相关的SceneNode。


9 SceneNodes more in Depth

　　SceneNode 类非常复杂。在SceneNodes 上有许多的事情可以做，因此，我们在这里只覆盖到一些通用的功能。

　　你能用SceneNode的getPosition,setPosition函数得到和设置SceneNode的点（通常和SceneNode的父节点有关）。你能用translate函数移动物体。

　　SceneNode不仅能设置位置，还能管理物体的变换大小和旋转。你能设置变换大小用scale函数。你能用yaw,roll,pitch旋转物体。你也能用resetOrientation函数设置物体的旋转参数。你还能用setOrientation,getOrientation,rotate函数实现高质量的旋转。

　　我们再来看一下attachObject函数，如果你想把物体系到SceneNode点上，这些相关函数将非常有用：numAttachedObjects,getAttachedObject(这个函数有多个版本），detatchObject(也有多个版本），detatchAllObjects.也有整个一组函数处理父和子SceneNode。

　　所有的坐标和父SceneNode节点相关，我们能做两个相互移动的SceneNode节点。下面有一段代码：

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 );

如果我们把第六行：
SceneNode *node2 = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode( "RobotNode2", Vector3( 50, 0, 0 ) );

变化如下：

SceneNode *node2 = node1->createChildSceneNode( "RobotNode2", Vector3( 50, 0, 0 ) );

然后把RobotNode2 作为RobotNode的子节点。如果你移动node1就将移动node2.例如，下面的代码移动RobotNode2 ：
node2->translate( Vector3( 10, 0, 10 ) );

下面的代码可以移动RobotNode，因为RobotNode2是RobotNode的子节点，RobotNode2也将跟随移动：
node1->translate( Vector3( 25, 0, 0 ) );

　　如果，你在这里有麻烦，我们可以理解成从根SceneNode 自顶向下。在这里，我们开始node1从（0，0，0），然后转移到（25，0，0），因此，node1的坐标为（25，0，0）。node2开始在（50，0，0），加上（１０，０，０）。因此新坐标为（60，0，10）。

　　现在，让我们来计算这些物体的真正坐标。从根SceneNode 节点开始，他的位置总是（0，0，0）。现在，node1的坐标为（root+node1):(0,0,0)+(25,0,0)=(25, 0, 0). 而node2是node1子节点，因此，他的坐标为(root + node1 + node2): (0, 0, 0) + (25, 0, 0) + (60, 0, 10) = (85, 0, 10). 这只是描述关于SceneNode坐标层次的一个例子。

　　你能通过getSceneNode,getEntity函数得到SceneNodes and Entities 的名字。这两个函数是SceneManager中的方法，因此，你不需要在你建立的每个SceneNode中保持一个指针。你只需要悬挂你经常用的那个。


10 尝试

　　通过这章的学习，我们学习了Entities, SceneNodes, and the SceneManager. 的基本知识。下面，我将给出他们的一些例程。在这个例子中，我们在场景中建立一组机器人。

Scale

下面的代码是通过SceneNode中的scale函数旋转网格。

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 );

旋转

下面的代码是通过角度和半径，用the yaw, pitch, and roll 函数旋转物体。

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 总结

　　在一章中，我们学习了一些关于SceneManager, SceneNode, and Entity 类的基本知识。但对文中提到的函数，不是很了解，在下一章中，我们将详细讲解这些函数。