OpenSceneGraph का परिचय

OpenSceneGraph उच्च प्रदर्शन 3 डी अनुप्रयोगों के विकास के लिए एक खुला स्रोत क्रॉस-प्लेटफॉर्म लाइब्रेरी है। यह एक गेम इंजन नहीं है जो उपयोगकर्ता के हाथ और पैर को उसमें रखी सीमाओं के साथ बांधता है, अर्थात् पुस्तकालय - उपयोगी मॉड्यूल का एक सेट जो व्यक्तिगत और विधानसभा दोनों में बहुत अच्छा काम करता है।



OpenSceneGraph का मूल, वास्तव में दृश्य ग्राफ, OpenGL के चारों ओर एक पतली आवरण है, जो आपको वस्तुओं के पदानुक्रम को परिभाषित करने और उन पर कोई वांछित परिवर्तन करने की अनुमति देता है:

• नोड्स की विशेषताओं को बदलें (अंतरिक्ष में वस्तुओं को ले जाएं, सामग्री, प्रकाश गुणों, शेड्स और अन्य ओपनग्ल मोड और उनके लिए विशेषता असाइन करें);
• किसी भी तरह से आप चाहते हैं कि पेड़ का पुनर्निर्माण करें (ऑब्जेक्ट बनाएं और हटाएं, उन्हें ग्राफ़ में अन्य नोड्स से लिंक करें);
• एक ग्राफ ट्रैवर्सल करें, उनके प्रत्येक नोड के लिए कोई भी क्रिया करना;
• और निश्चित रूप से OpenGL का उपयोग कर दृश्य प्रस्तुत करना।

OpenSceneGraph में दृश्य ग्राफ़

दृश्य ग्राफ के प्रत्येक नोड में नोड वर्ग के कुछ वंशजों का एक उदाहरण है। तीर एक माता पिता के बच्चे का रिश्ता है:



जिन नोड्स में बच्चे होते हैं उन्हें समूह कहा जाता है। एक सामान्य समूह अपने बच्चों के साथ कुछ नहीं करता है - वे सभी को वैसे ही प्रस्तुत किया जाएगा जैसे वे हैं। हालाँकि, समूह वारिस के पास अतिरिक्त व्यवहार हो सकता है। उदाहरण के लिए, मैट्रिक्सट्रांसफॉर्म ग्रुप क्लास को विरासत में मिला है, और आपको एक बार में सभी बच्चों के लिए ट्रांसफॉर्मेशन मैट्रिक्स लागू करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, यदि आप टैंक बुर्ज के लिए जिम्मेदार मैट्रिक्स को बदलते हैं, तो बुर्ज बैरल के साथ घूमेगा:



OpenSceneGraph की ड्राइंग प्रिमिटिव्स को ड्रॉबल्स कहा जाता है। प्रत्येक ड्रॉबल कुछ ओपनगेल ड्राइंग आदिम से मेल खाता है: गोला, घन, मनमाना जाल, ओपनजीएल चायदानी, आदि। ड्रॉबल्स खुद को केवल जियोड कंटेनर ("ज्यामिति नोड" के लिए कम) के दृश्य में मिलता है। जियोड में किसी भी संख्या में चित्र शामिल हो सकते हैं:



OpenSceneGraph की एक बहुत महत्वपूर्ण संपत्ति यह है कि किसी भी नोड में कई बच्चे हो सकते हैं। यह महत्वपूर्ण है कि समान वस्तुओं को डुप्लिकेट न करें और डुप्लिकेट टुकड़ों को संग्रहीत करने के लिए कंप्यूटर और वीडियो एडेप्टर की मेमोरी को बर्बाद न करें। उदाहरण के लिए, टैंक में कई पहिए और कई ट्रैक हैं, लेकिन चूंकि वे समान हैं, आप उन्हें एक प्रति में संग्रहीत कर सकते हैं, और इसलिए कि वे टैंक के विभिन्न स्थानों पर स्थित हैं, हम व्यक्तिगत मैट्रिक्सट्रांसफॉर्म द्वारा उनकी स्थिति निर्धारित करेंगे:



यदि हम एक टैंक का पूर्णरूपेण मॉडल बनाना चाहते हैं जो पहियों और पटरियों को मोड़ सकता है, बुर्ज को घुमा सकता है और बैरल को नियंत्रित कर सकता है, तो हमें इस तरह एक ग्राफ मिलता है:



पहियों को मोड़ने के लिए, बस बाएं या दाएं पहियों पर बनावट की मैपिंग बदलें। और उपयोगकर्ता यह देखेगा कि संबंधित पहिये एक ही बार में घूमते हैं। इसी तरह कैटरपिलर के साथ - बनावट में बदलाव, आप एक दृश्य गति प्रभाव प्राप्त कर सकते हैं।

स्मृति प्रबंधन के बारे में दो शब्द

एक दृश्य ग्राफ में एक बहुत ही जटिल संरचना हो सकती है, और स्मृति प्रबंधन को आसान बनाने के लिए, OpenSceneGraph एक संदर्भ काउंटर के साथ एक कचरा कलेक्टर का उपयोग करता है। प्रत्येक वर्ग को ऑर्गन विरासत में मिलता है :: संदर्भित अपना स्वयं का संदर्भ काउंटर प्राप्त करता है, जो ओएसजी :: ref_ptr स्मार्ट पॉइंटर सिस्टम का उपयोग करके स्वचालित रूप से बढ़ा और घटाया जाता है। यहाँ एक सरल उदाहरण है:

{ osg::ref_ptr<osg::Geode> geode = new osg::Geode; } 

इस उदाहरण में, osg :: Geode का एक नया उदाहरण बनाया गया है, स्मार्ट पॉइंटर को इनिशियलाइज़ किया जाता है, फिर पॉइंटर को नष्ट किया जाता है, और इसके साथ osg :: Geode, क्योंकि इसके और लिंक नहीं हैं। बच्चों को एक समूह में शामिल करते समय, जियोड में ड्रॉबल्स और ग्राफ ऑब्जेक्ट्स के बीच अन्य सभी क्रॉस-रेफरेंस, स्मार्ट पॉइंटर्स का उपयोग किया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि जब आप ग्राफ के रूट नोड के लिंक को हटाते हैं, तो सभी ऑब्जेक्ट सही ढंग से नष्ट हो जाएंगे।

नमस्ते दुनिया

यहाँ एक न्यूनतम OpenSceneGraph आवेदन है:

 #include <osgViewer/Viewer> int main() { osgViewer::Viewer viewer; return viewer.run(); } 

यह ऑसगवॉयर मॉड्यूल का उपयोग करता है, जो कि ग्राफिक विंडो को खोलने, ओपनजीएल को इनिशियलाइज़ करने, डिफॉल्ट कैमरा बनाने, एस्केप कुंजी हैंडलर और माउस कंट्रोलर को इनिशियलाइज़ करने का ख्याल रखता है ताकि आप इसके साथ कैमरा मूव कर सकें। जब कार्यक्रम शुरू होता है, तो हम एक खाली दृश्य देखेंगे, जो पलायन से बंद हो जाएगा।
अगला कदम रूट नोड बनाना है। उदाहरण के लिए, दर्शक के सामने गोला निर्माण कोड रखें। ():

  //  Drawable osg::Sphere *shape = new osg::Sphere( osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f), 1.0f); osg::ShapeDrawable *drawable = new osg::ShapeDrawable(shape); //  Geode osg::Geode *geode = new osg::Geode; geode->addDrawable(drawable); //     viewer.setSceneData(geode); 

इस एप्लिकेशन को शुरू करने के बाद हम गुंजाइश देखेंगे:



अब आप फ़ॉन्ट डाउनलोड करने और पाठ प्रदर्शित करने के लिए आगे बढ़ सकते हैं। हमें ऑग्सटेक्स्ट लाइब्रेरी की आवश्यकता है, जो पाठ के साथ काम करने के लिए जिम्मेदार है:

  osgText::Font *font = osgText::readFontFile( "/usr/share/fonts/truetype/msttcorefonts/arial.ttf"); osgText::Text *text = new osgText::Text; text->setFont(font); text->setAxisAlignment(osgText::Text::XZ_PLANE); text->setText(", !", osgText::String::ENCODING_UTF8); osg::Geode *geode = new osg::Geode; geode->addDrawable(text); 

ReadFontFile फ़ंक्शन फ़ाइल से फ़ॉन्ट को लोड करता है, फिर हम टेक्स्ट ऑब्जेक्ट बनाते हैं, जो ड्रॉएबल वंशज है। इसका मतलब है कि आप AddDrawable मेथड का उपयोग करके इसे जियोड में जोड़ सकते हैं।
कार्यक्रम शुरू करने के बाद, पाठ दिखाई देगा:

आवेदन मुख्य लूप

अधिकांश ग्राफिक अनुप्रयोगों को लगातार स्क्रीन पर छवि को अपडेट करना चाहिए: नई वस्तुओं को बनाएं और हटाएं, उन्हें स्थानांतरित करें, उनके गुणों को बदलें और फ्रेम द्वारा फ्रेम प्रदान करें:



दृश्य बदलना - ये ऐसे ऑपरेशन हैं जो एप्लिकेशन करता है। जब तक एप्लिकेशन अपने अपडेट को पूरा नहीं करता, तब तक अगले फ्रेम को रेंडर करना शुरू करना असंभव है - अन्यथा, रेंडरिंग सिस्टम द्वारा ट्री ट्रैवर्सल के दौरान, ग्राफ असंगत स्थिति में हो सकता है, और एप्लिकेशन इसकी मेमोरी को नुकसान पहुंचाएगा या बस क्रैश करेगा। इसका मतलब है कि जितनी तेजी से अपडेट पूरे होंगे, एफपीएस उतना ही ज्यादा आउटपुट पर होगा।
वास्तविक अनुप्रयोगों का निर्माण करते समय, यह एक दूसरे धागे में रेंडरिंग चरण के साथ एक साथ भारी गणना करने के लिए समझ में आता है। वहां आप नए दृश्य ऑब्जेक्ट बना सकते हैं। और जब मुख्य चक्र दृश्य परिवर्तन चरण तक पहुंच जाता है, तो दृश्य वस्तुओं पर गणना परिणामों को जल्दी से लागू करना संभव होगा, बनाए गए उपप्रकारों को दृश्य ग्राफ से लिंक करें। इसी तरह, बड़ी संख्या में वस्तुओं को हटाने के साथ। दृश्य परिवर्तन के चरण के दौरान, आप बस उन्हें पेड़ से अनलिंक कर सकते हैं और उन्हें विलोपन कतार में रख सकते हैं, और वास्तव में वस्तुओं को दूसरे धागे में नष्ट कर सकते हैं।

कैसे एक दृश्य को बदलने के लिए

उदाहरण के लिए, आइए शिलालेख को "हैलो, हैबर" स्क्रीन पर कताई करते हैं। ऐसा करने के लिए, हम पहले जियोड को एक मैट्रिक्सट्रांसफॉर्म में लपेटते हैं:

  osg::MatrixTransform *mat = new osg::MatrixTransform; mat->addChild(geode); viewer.setSceneData(mat); 

फिर व्यूअर को हमारे ईवेंट हैंडलर को पंजीकृत करने के लिए कहें:

  RotationHandler *handler = new RotationHandler(mat); viewer.addEventHandler(handler); 

प्रत्येक ईवेंट हैंडलर एक ऐसी वस्तु है जो ऑसगेजा :: GUIEventHandler वर्ग को विरासत में मिलती है। अब हम रुचि रखते हैं कि फ्रेम फ्रेम को कैसे संभाला जाए, जो प्रत्येक फ्रेम से पहले उठाया जाता है:

 class RotationHandler: public osgGA::GUIEventHandler { public: RotationHandler(osg::MatrixTransform *mat): m_mat(mat) { } virtual bool handle(const osgGA::GUIEventAdapter& ea, osgGA::GUIActionAdapter &adapter) { osg::Matrix mat; switch (ea.getEventType()) { case osgGA::GUIEventAdapter::FRAME: mat.makeRotate(ea.getTime(), osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f)); m_mat->setMatrix(mat); } } private: osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> m_mat; }; 

जब प्रोग्राम शुरू होता है, तो पाठ अक्ष (0, 0, 1) के चारों ओर घूमना शुरू कर देगा।

OpenSceneGraph में अन्य क्या विशेषताएं हैं

हमने दृश्य निर्माण के मूल सिद्धांतों की जांच की, दृश्य ग्राफ ट्रैवर्सल को पीछे छोड़ते हुए, नोड्स (सामग्री, प्रकाश), कैमरा नियंत्रण, माउस और कीबोर्ड प्रसंस्करण, और बहुत कुछ के लिए विशेषताओं को असाइन किया गया। बस कुछ दिलचस्प सुविधाओं का उल्लेख करने के लिए:

• विज़िटर पैटर्न के कार्यान्वयन से आप अपनी कक्षा लिख ​​सकते हैं और OpenSceneGraph को प्रत्येक उपयुक्त दृश्य ऑब्जेक्ट के लिए अपने कोड को कॉल करके ग्राफ को बायपास करने के लिए कह सकते हैं;
• स्विच नोड (जो समूह का उत्तराधिकारी है) आपको ग्राफ के चारों ओर जाने से बाहर करते हुए बच्चों को चालू और बंद करने की अनुमति देता है;
• LOD नोड (समूह के वारिस भी) आपको यह निर्दिष्ट करने की अनुमति देता है कि किस कैमरे से बच्चों की किस दूरी तक प्रतिपादन किया जाना चाहिए। आपको कैमरे से बड़ी दूरी पर सरल मॉडल का उपयोग करने की अनुमति देता है;
• shader समर्थन (टुकड़ा और ज्यामिति);
• उच्च प्रदर्शन और मापनीयता प्राप्त करने के लिए कई कैमरों से छवियों के बहु-थ्रेडेड प्रतिपादन के लिए समर्थन है। जिसमें मल्टी-जीपीयू शामिल है;
• बनावट को प्रस्तुत करना संभव है;
• बहुपरत बनावट, अनिसोट्रोपिक लाइटिंग, बम्प-मैपिंग, स्पेक्युलर हाइलाइट्स;
• दृश्य वस्तुओं का चयन करना जिसमें उपयोगकर्ता माउस के साथ इंगित करता है (अधिक सटीक रूप से, परिवर्तित स्क्रीन एक लंबे और तेज पॉलीहेड्रॉन में समन्वयित करता है जो स्क्रीन में चिपक जाता है, और फिर दृश्य वस्तुओं के साथ इस पॉलीहेड्रॉन के चौराहों की खोज करता है और कैमरे से दूरी के साथ पाया वस्तुओं को सॉर्ट करता है);
• मेट्रिसेस, क्वाटरनियन, पॉलीहेड्रा (चौराहों, यूनियनों आदि की गणना), 3 डी-मॉर्फिंग के साथ काम करने के लिए कई गणितीय आदिम;
• दृश्य वस्तुओं को क्रमबद्ध और deserialized किया जा सकता है। नए निर्यात और आयात प्रारूप प्लग-इन सिस्टम का उपयोग करके आसानी से जुड़े हुए हैं। मूल प्रारूप (ओएसजी) एक मानव-पठनीय पाठ प्रारूप में वस्तुओं की सभी विशेषताओं को बचाता है और आपको डीरियलाइजेशन के बाद ग्राफ को सटीक रूप से पुनर्स्थापित करने की अनुमति देता है;
• HUD ग्राफ (हेड अप डिस्प्ले) के विशेष नोड्स आपको बच्चों का विस्तार करने की अनुमति देते हैं ताकि वे हमेशा मॉनिटर का सामना करने के लिए उन्मुख हों;
  कण प्रणाली आपको विभिन्न विशेष प्रभाव बनाने की अनुमति देती है जैसे कि आग, धुआं, चिंगारी, प्रत्येक कण की आवृत्ति, इसकी उड़ान पथ, जीवन समय, बनावट, आदि।
• पारभासी वस्तुओं और छाया के लिए समर्थन;
• ओपन थ्रेड्स मल्टीथ्रेडिंग लाइब्रेरी आपको ऑपरेटिंग सिस्टम से सार करने और सभी प्लेटफार्मों के लिए एक ही कोड लिखने की अनुमति देता है;
• ऑस्बीडी मॉड्यूल, डिस्क में केवल वस्तुओं को लोड करने और उतारने के अलावा, इसके शस्त्रागार में एक ऑब्जेक्ट डेटाबेस मॉड्यूल है जो उन्हें पृष्ठभूमि स्ट्रीम (पेजिंग मोड) में लोड करने की अनुमति देता है;
• क्यूटी के साथ एकीकरण आपको जीयूआई को एक बनावट में प्रस्तुत करने की अनुमति देता है, जो बदले में, दृश्य में किसी वस्तु को बढ़ाया जा सकता है। विशेष रूप से, आप एक वेब ब्राउज़र का क्यूटी घटक ले सकते हैं, इसे एक बनावट पर रख सकते हैं, इसे एक दृश्य पर प्रदर्शित कर सकते हैं, एक ब्राउज़र में YouTube खोल सकते हैं और कुछ वीडियो देख सकते हैं। और यह काम करता है;
• पृथ्वी की सतह (इलाके) और आकाश (स्काईबॉक्स) की कल्पना के लिए समर्थन है;
• मोबाइल प्लेटफार्मों एंड्रॉइड और आईओएस पर काम करने की क्षमता;
• उत्कृष्ट लाइसेंस (आराम से एलजीपीएल), जो आपको पुस्तकालय को बंद परियोजनाओं के साथ सांख्यिकीय रूप से जोड़ने की अनुमति देता है।

कहाँ से लाऊँ?

आधिकारिक वेबसाइट - www.openscenegraph.org
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मुफ्त में उपलब्ध सर्वोत्तम प्रलेखन पुस्तकालय के साथ आने वाले उदाहरणों की सरासर संख्या है, और महान कोड जो पढ़ने में आसान और सुखद है।