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OSG开发笔记（三十三）：同时观察物体不同角度的多视图从相机技术

news 2025/7/1 22:19:35

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前言

  前面的相机hud可以单独显示图形，继续深入研究相机hud，技术就是子视图了，实现该功能的直接技术是从相机技术。
  本篇描述osg从相机技术


Demo

  请添加图片描述

  请添加图片描述


相机视口的关键调用

是否清除颜色深度缓存（清除）

pCamera->setClearMask(GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

  如果不清除颜色缓存，渲染的窗口中若无内容，则将其他窗口渲染的内容显示到当前窗口。

设置渲染顺序（最后渲染）

// 设置POST渲染顺序(最后渲染)
pCamera->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);

  后渲染的优先级比较高（最后显示，显示优先级最高）。

设置是否接受事件（不接受）

// 设置为不接收事件,始终得不到焦点
pCamera->setAllowEventFocus(false);

设置视口大小

// 视口就是引擎三维的区域，但是注意区别于屏幕的坐标系（屏幕是左上为0，0，而三维引擎是左下为0，0）
pSlaveFrontCamera->setViewport(0,0,rect().width() / 4,rect().height() / 4);

设置从相机故过程

步骤一：新建相机

osg::ref_ptr<osg::Camera> pSlaveFrontCamera = new osg::Camera;

步骤二：设置上下文

pSlaveFrontCamera->setGraphicsContext(_pViewer->getWindow());

步骤三：设置视图区域

// 视口就是引擎三维的区域，但是注意区别于屏幕的坐标系（屏幕是左上为0，0，而三维引擎是左下为0，0）
pSlaveFrontCamera->setViewport(0,0,rect().width() / 4,rect().height() / 4);

步骤四：设置渲染顺序

pSlaveFrontCamera->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);

步骤五：关键步骤添加从相机

  第二个参数是缩放矩阵，第三个参数是旋转矩阵

_pViewer->addSlave(pSlaveFrontCamera,osg::Matrix(),osg::Matrix::rotate(osg::DegreesToRadians(0.0), 0.0, 0.0, 0.0),true);

Demo关键源码

osg::ref_ptr<osg::Node> OsgWidget::getMulViewCameraNode()
{// 隐藏整个demo全局的按钮面板（没用到按键的直接隐藏，不影响此Demo）{ui->groupBox_pannel->setVisible(false);ui->label_cursor->setVisible(false);ui->label_cursor_2->setVisible(false);ui->label_msg->setVisible(false);ui->label_state->setVisible(false);}osg::ref_ptr<osg::Group> pGroup = new osg::Group;// 绘制盒体（立方体、长方体）{osg::ref_ptr<osg::Geode> pGeode = new osg::Geode;// 创建专门指明精细度的类osg::TessellationHints，并设置对应精细度osg::ref_ptr<osg::TessellationHints> pHints = new osg::TessellationHints;pHints->setDetailRatio(0.5);// 绘制几何类型(几何体)qreal width = 5.0f;// 函数1pGeode->addDrawable(new osg::ShapeDrawable(new osg::Box(osg::Vec3(0, 0, 0), width), pHints));
#if 1// 设置关闭光照：OFF，同时旋转都能看到了（光照关闭，法向量不起作用）{osg::StateSet *pStateSet = pGeode->getOrCreateStateSet();pStateSet->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::ON);
//            pStateSet->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);}
#endifpGroup->addChild(pGeode);}// 创建多视口相机{
#if 0// 这里改用了自己窗口已经创建的，这块废掉了，但是保留，基本的核心思想是一样的osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext::WindowingSystemInterface> pWindowingSystemInterface= osg::GraphicsContext::getWindowingSystemInterface();if(!pWindowingSystemInterface.get()){LOG << "if(!pWindowingSystemInterface.get())";return pGroup.get();}unsigned int width = 0;unsigned int height = 0;pWindowingSystemInterface->getScreenResolution(osg::GraphicsContext::ScreenIdentifier(0),width,height);osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext::Traits> pTraits = new osg::GraphicsContext::Traits;{pTraits->x = 0;pTraits->y = 0;pTraits->width = width;pTraits->height = height;pTraits->windowDecoration = false;pTraits->doubleBuffer = true;pTraits->sharedContext = 0;}LOG << pTraits->x << pTraits->y << pTraits->width << pTraits->height;osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext> pGraphicsContext = osg::GraphicsContext::createGraphicsContext(pTraits.get());if(!pGraphicsContext->valid()){LOG << "if(!pGraphicsContext->valid())";return pGroup.get();}
#endifdouble angle = 15.0f;#if 1// 前osg::ref_ptr<osg::Camera> pSlaveFrontCamera = new osg::Camera;pSlaveFrontCamera->setGraphicsContext(_pViewer->getWindow());// 视口就是引擎三维的区域，但是注意区别于屏幕的坐标系（屏幕是左上为0，0，而三维引擎是左下为0，0）pSlaveFrontCamera->setViewport(0,0,rect().width() / 4,rect().height() / 4);pSlaveFrontCamera->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);_pViewer->addSlave(pSlaveFrontCamera,osg::Matrix(),osg::Matrix::rotate(osg::DegreesToRadians(0.0), 0.0, 0.0, 0.0),true);
#endif#if 1// 后osg::ref_ptr<osg::Camera> pSlaveBehindCamera = new osg::Camera;pSlaveBehindCamera->setGraphicsContext(_pViewer->getWindow());// 视口就是引擎三维的区域，但是注意区别于屏幕的坐标系（屏幕是左上为0，0，而三维引擎是左下为0，0）pSlaveBehindCamera->setViewport(0,rect().width() / 4 * 3,rect().width() / 4,rect().height() / 4);pSlaveBehindCamera->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);_pViewer->addSlave(pSlaveBehindCamera,osg::Matrix::translate(0, 0, 0),osg::Matrix::rotate(osg::DegreesToRadians(30), 1.0, 0.0, 0.0),true);
#endif#if 0// 左
//        osg::ref_ptr<osg::Camera> pSlaveLeftCamera = new osg::Camera;
//        pSlaveLeftCamera->setGraphicsContext(_pViewer->getWindow());osg::ref_ptr<HudRotateCamera> pSlaveLeftCamera = new HudRotateCamera;pSlaveLeftCamera->setGraphicsContext(_pViewer->getWindow());pSlaveLeftCamera->setMasterCamera(_pViewer->getCamera());pSlaveLeftCamera->setViewport(0,rect().height() / 8 * 3,rect().width()  / 4,rect().height() / 4);pSlaveLeftCamera->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);#if 0_pViewer->addSlave(pSlaveLeftCamera,osg::Matrix(),osg::Matrix::rotate(osg::DegreesToRadians(angle), 0.0, 0.0, 1.0),true);
#endif
#if 0// 设置相机位置，观察目标点和方向osg::Vec3f vec3Eye = osg::Vec3f(100, 100, 0);osg::Vec3f vec3Center = osg::Vec3f(0, 0, 0);osg::Vec3f vec3Up = osg::Vec3f(0, 1, 0);pSlaveLeftCamera->setViewMatrixAsLookAt(vec3Eye, vec3Center, vec3Up);_pViewer->addSlave(pSlaveLeftCamera);
#endif
#if 1// 设置slave相机的位置和方向osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> transform = new osg::MatrixTransform();// 设置平移矩阵，根据需要进行调整osg::Matrix matrix;matrix.makeTranslate(0, 0, 0); // 这里的x, y, z是你想要平移到的位置transform->setMatrix(matrix);transform->addChild(pGroup);_pViewer->addSlave(pSlaveLeftCamera,osg::Matrix(),osg::Matrix::rotate(osg::DegreesToRadians(15.0f), 0.0, 1.0, 1.0),true);pSlaveLeftCamera->setProjectionMatrixAsPerspective(100.0f, 1.0, 1.0f, 100.0f);
#endif#endif#if 0// 右osg::ref_ptr<osg::Camera> pSlaveRightCamera = new osg::Camera;pSlaveRightCamera->setGraphicsContext(_pViewer->getWindow());pSlaveRightCamera->setViewport(rect().width()  / 4 * 3,rect().height() / 8 * 3,rect().width()  / 4,rect().height() / 4);pSlaveRightCamera->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);_pViewer->addSlave(pSlaveRightCamera,osg::Matrix(),osg::Matrix::rotate(osg::DegreesToRadians(-angle), 0.0, 0.0, 1.0),true);
#endif#if 0// 上osg::ref_ptr<osg::Camera> pSlaveUpCamera = new osg::Camera;pSlaveUpCamera->setGraphicsContext(_pViewer->getWindow());pSlaveUpCamera->setViewport(rect().width()  / 8 * 3,0,rect().width()  / 4,rect().height() / 4);pSlaveUpCamera->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);_pViewer->addSlave(pSlaveUpCamera,osg::Matrix(),osg::Matrix::rotate(osg::DegreesToRadians(angle), 1.0, 0.0, 0.0),true);
#endif#if 0// 下osg::ref_ptr<osg::Camera> pSlaveDownCamera = new osg::Camera;pSlaveDownCamera->setGraphicsContext(_pViewer->getWindow());pSlaveDownCamera->setViewport(rect().height() / 8 * 3,rect().height() / 8 * 6,rect().width() / 4,rect().height() / 4);pSlaveDownCamera->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);_pViewer->addSlave(pSlaveDownCamera,osg::Matrix(),osg::Matrix::rotate(osg::DegreesToRadians(-angle), 1.0, 0.0, 0.0),true);
#endif}return pGroup.get();
}

工程模板v1.36.0

  在这里插入图片描述


入坑

入坑一：设置相机就崩溃

问题

  在这里插入图片描述

解决过程

  定位到不设置相机就不崩溃，然后这里是笔者自己造的Qt与OSG结合的，使用了位置，这里也可以查看实际打印的创建的区域坐标和大小，确实也是不对：
  在这里插入图片描述

  那直接把场景里面的gc赋值给他测试，是可以的，修改的地方有点多，因为这个Qt+OSG是笔者根据源码原理进行调整渲染的，与直接编译出来的qt+osg还是有点区别，总之一句话，就是Qt渲染窗口里面已经有这个osg::ref_ptrosg::GraphicsContext了，不用去额外建立了：
  删除以下代码：
  在这里插入图片描述

  然后再调整相机代码，还有从Qt渲染窗口里面增加拿到这个内容上下文的函数就好了。

解决

  新增获取函数，原本不能获取
  在这里插入图片描述

  在这里插入图片描述

  这里实际大小为：
  在这里插入图片描述

  所以外面代码，直接用窗口的宽高好了（笔者是铺满的）：这里是要缩小放前面，那就是改为4/1吧：
  在这里插入图片描述

  在这里插入图片描述

入坑二：左视图没有

问题

  左视图应该显示，但是没显示
  在这里插入图片描述

解决过程

  改成一样的：
  在这里插入图片描述

  然后不偏移试试：
  在这里插入图片描述

  偏移一个小角度试试：
  在这里插入图片描述

  所以是Y轴的中心不对，但是我们也没有改，测试绕x轴：
  在这里插入图片描述

  然后绕z轴，发现就z轴没有偏移：
  在这里插入图片描述

  在这里插入图片描述

  在这里插入图片描述

  尝试单独设置添加相机的视口是无效的:
  在这里插入图片描述

  在这里插入图片描述

  尝试单独修改同步旋转的相机去修改视口，也是无效：
  在这里插入图片描述

  继续尝试：
  在这里插入图片描述

  是否与内置相机的视口有关系，测试也无关：
  在这里插入图片描述

  在这里插入图片描述

解决（主技术方向未解决）

  从原始从相机技术方面暂时没有解决，因为也尝试了更改矩阵、修改相机视角观看位置都没什么变化。
  可以确认的是，应该是相机旋转的中心不对，并不是场景中心不对，所以鼠标拽托中间还是在旋转，而视角旋转则x和y轴存在偏移。X和y存在偏移就是左右和里外，若是与屏幕有关也是上下和左右，所以这里这么分析推断也不对。
  代码全部放出，读者有兴趣可以提供协助，一起探讨。

规避解决方法

  直接在相机中修改偏移旋转，然后当作结点加入，是可以解决，而且还不能是从相机，需要addChild进入：
  在这里插入图片描述

  这时候拉伸有问题：
  在这里插入图片描述

  变形了：
  在这里插入图片描述

  在这里插入图片描述

  终于外挂一个东西解决：
  在这里插入图片描述

  在这里插入图片描述

  但是鼠标中键按下偏移中心点，会都向右，理论上反向180°的y轴应该向左，但是还是向右，因为是场景偏移，我们规避是对场景下的相机进行旋转，所以实际是移动场景相机了，相机里面的正反对外无效。

官方从相机示例（也存在问题，怀疑是osg3.4.0源码bug）

  为了再次深入论证是否代码问题，笔者又用官方的demo实现：

#include <osg/Camera>
#include <osg/Group>
#include <osg/Geode>
#include <osg/ShapeDrawable>
#include <osgViewer/Viewer>
#include <osg/GraphicsContext>int main(int argc, char *argv[])
{osg::ref_ptr<osg::Group> pGroup = new osg::Group;// 绘制盒体（立方体、长方体）{osg::ref_ptr<osg::Geode> pGeode = new osg::Geode;// 创建专门指明精细度的类osg::TessellationHints，并设置对应精细度osg::ref_ptr<osg::TessellationHints> pHints = new osg::TessellationHints;pHints->setDetailRatio(0.5);// 绘制几何类型(几何体)double width = 5.0f;// 函数1pGeode->addDrawable(new osg::ShapeDrawable(new osg::Box(osg::Vec3(0, 0, 0), width), pHints));// 设置关闭光照：OFF，同时旋转都能看到了（光照关闭，法向量不起作用）{osg::StateSet *pStateSet = pGeode->getOrCreateStateSet();pStateSet->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::ON);}pGroup->addChild(pGeode);}osg::GraphicsContext::WindowingSystemInterface * wsi = osg::GraphicsContext::getWindowingSystemInterface();if(!wsi){return 0;}osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext::Traits > traits = new osg::GraphicsContext::Traits;traits->x = 0;traits->y = 0;traits->width = 800;traits->height = 600;traits->windowDecoration = false;traits->doubleBuffer = true;traits->sharedContext = 0;osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext> gc = osg::GraphicsContext::createGraphicsContext(traits);if(!gc.valid()){return 0;}osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer;osg::ref_ptr<osg::Camera> master = new osg::Camera;master->setGraphicsContext(gc);master->setViewport(0, 0, 800, 600);viewer->addSlave(master.get());osg::ref_ptr<osg::Camera> leftcam = new osg::Camera;leftcam->setGraphicsContext(gc);leftcam->setViewport(0, 0, 800 / 2, 600 / 2);leftcam->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);viewer->addSlave(leftcam.get(),osg::Matrix(),osg::Matrix::rotate(osg::DegreesToRadians(15.0), 0.0, 1.0, 0.0),true);viewer->setSceneData(pGroup);viewer->run();return 0;
}

  在这里插入图片描述

  改进后相机代码：

    osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer;osg::ref_ptr<osg::Camera> master = new osg::Camera;master->setGraphicsContext(gc);master->setViewport(0, 0, 800, 800);viewer->addSlave(master.get());{osg::ref_ptr<osg::Camera> leftcam = new osg::Camera;leftcam->setGraphicsContext(gc);leftcam->setViewport(0, 0, 100, 100);leftcam->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);viewer->addSlave(leftcam.get(),osg::Matrix(),osg::Matrix::rotate(osg::DegreesToRadians(15.0), 1.0, 0.0, 0.0),true);}{osg::ref_ptr<osg::Camera> leftcam = new osg::Camera;leftcam->setGraphicsContext(gc);leftcam->setViewport(100, 0, 100, 100);leftcam->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);viewer->addSlave(leftcam.get(),osg::Matrix(),osg::Matrix::rotate(osg::DegreesToRadians(15.0), 0.0, 1.0, 0.0),true);}{osg::ref_ptr<osg::Camera> leftcam = new osg::Camera;leftcam->setGraphicsContext(gc);leftcam->setViewport(200, 0, 100, 100);leftcam->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);viewer->addSlave(leftcam.get(),osg::Matrix(),osg::Matrix::rotate(osg::DegreesToRadians(15.0), 0.0, 0.0, 1.0),true);}{osg::ref_ptr<osg::Camera> leftcam = new osg::Camera;leftcam->setGraphicsContext(gc);leftcam->setViewport(300, 0, 100, 100);leftcam->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);viewer->addSlave(leftcam.get(),osg::Matrix(),osg::Matrix::rotate(osg::DegreesToRadians(180.0), 0.0, 0.0, 1.0),true);}

  所以是osg3.4.0的源码这块就有问题：
  在这里插入图片描述


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