第18.2节 OE3.1实例-在地表绘制点画线

致谢

感谢网友提出这个问题。大家有问题也可以在评论区提出,有问必有答。如果涉及商业需求,需要较完整/详尽的工程,可以联系作者133-2459-8743。

问题描述

网友提出要做一个基于osgearth的导弹按轨迹飞行的程序,并放置一些地面站。我准备基于最新的oe版本3.1,分几个步骤把这个功能给做出来。节号命名为18.1, 18.2以示连贯。oe当前最新版本是3.1,说老实话不是很稳定。其提供的效果图如下:
image.png

本节资源

本文集包括本节所有资源包括模型代码都在此下载,按节的序号有文件或文件夹:

【击此打开网盘资源链接】

本节功能

上图中有很多点画线组成的轨迹。这一节就把这个功能做出来,功能展示如下:
image.png

实现关键点

1. 这个点划线的功能还不能小瞧了,因为涉及远近的问题,离远离近都需要看起来是正常的。那么openGL早期版本有个功能叫glLineStipple可以做这个事情。在OSG中代码如下:

    //设置成点画线
    osg::LineStipple* ls = new osg::LineStipple(1, 0x00FF);
    lineGeom->getOrCreateStateSet()->setAttributeAndModes(ls, osg::StateAttribute::ON);

2. 其二是线宽度,设置线宽有linewidth,在OSG中这样设置:

    //线的宽度设置成5
    osg::LineWidth* lw = new osg::LineWidth(3.0);
    lineGeom->getOrCreateStateSet()->setAttributeAndModes(lw, osg::StateAttribute::ON);

3. 经纬度转XYZ,注意经纬度是弧角入参,这样转换:

//全局椭球体,用于经纬度坐标与XYZ坐标互相转换
osg::EllipsoidModel* _em = new osg::EllipsoidModel;

    osg::Vec3d fromV;
    _em->convertLatLongHeightToXYZ(osg::inDegrees(fromLLH.x()), osg::inDegrees(fromLLH.y()), fromLLH.z(), fromV.x(), fromV.y(), fromV.z());

4. 最后一个要注意的点是要避免大坐标,比如一个点是(x, y, z),要绘制这个点有两种方法,一个是在(0, 0, 0)绘制这个点,使用Matrix->setTrans(x,y,z)移过去。一个是直接在(x,y,z)绘制一个点。这两者有巨大的曲别。因为视口内所有的坐标点都会被压入到[-1, 1]范围内,浮点数精度。因此坐标值不能跨度太大,比如一个点在(0,0,0)一个点在(10000000000.0, 0, 0),都压入到[-1, 1]大点可能精确就损失了。因此我们要将坐标点尽量小,本文要划的点都在地球上,其点值都大于地球半径,我们统一减去第一个点以达到将所有点的值整体变小的目的。我们这样做:

    //防止大坐标抖动,将所有顶点的值都减动一个fromLLH
    osg::Vec3d fromV;
    _em->convertLatLongHeightToXYZ(osg::inDegrees(fromLLH.x()), osg::inDegrees(fromLLH.y()), fromLLH.z(), fromV.x(), fromV.y(), fromV.z());
//使用矩阵将点都移一个fromV
    mtLine->setMatrix(osg::Matrix::translate(fromV));

        osg::Vec3d tempV;
        _em->convertLatLongHeightToXYZ(osg::inDegrees(tempPoint.x()), osg::inDegrees(tempPoint.y()), tempPoint.z(), tempV.x(), tempV.y(), tempV.z());
        tempV -= fromV; //防止大坐标抖动,所有顶点都减去一个fromV
        vertex->push_back(tempV);

5. 插值方面,我们从起点到终点采用平均间隔插值,中间有个高点,高点放中间,可以换成自己的轨道。

以下为所有代码

#include <osgViewer/Viewer>
#include <osgEarth/EarthManipulator>
#include <osgDB/ReadFile>
#include <osg/Geode>
#include <osg/MatrixTransform>
#include <osg/LineWidth>
#include <osg/LineStipple>

//全局椭球体,用于经纬度坐标与XYZ坐标互相转换
osg::EllipsoidModel* _em = new osg::EllipsoidModel;

//起点经纬度,终点经纬度,中间最高点,来创建一个简单的曲线
osg::Group* BuildScene(osg::Vec3 fromLLH, osg::Vec3 toLLH, float topH)
{
    osg::Group* sceneRoot = new osg::Group;
    
    //给线前面加一个mt是为了防止大坐标抖动
    osg::MatrixTransform* mtLine = new osg::MatrixTransform;
    sceneRoot->addChild(mtLine);

    osg::Geode* line = new osg::Geode;
    mtLine->addChild(line);

    osg::Geometry* lineGeom = new osg::Geometry;
    line->addDrawable(lineGeom);

    //线的宽度设置成5
    osg::LineWidth* lw = new osg::LineWidth(3.0);
    lineGeom->getOrCreateStateSet()->setAttributeAndModes(lw, osg::StateAttribute::ON);
    lineGeom->getOrCreateStateSet()->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);

    //设置成点画线
    osg::LineStipple* ls = new osg::LineStipple(1, 0x00FF);
    lineGeom->getOrCreateStateSet()->setAttributeAndModes(ls, osg::StateAttribute::ON);

    osg::Vec3Array* vertex = new osg::Vec3Array;
    lineGeom->setVertexArray(vertex);

    //线的颜色设置成高级灰
    osg::Vec4Array* color = new osg::Vec4Array;
    color->push_back(osg::Vec4(0.8, 0.8, 0.8, 1.0));
    lineGeom->setColorArray(color, osg::Array::BIND_OVERALL);

    //从起点到终点的经纬度,采用简单插值算法,插上100个点
    float deltaLat = (toLLH.x() - fromLLH.x()) / 100;
    float deltaLon = (toLLH.y() - fromLLH.y()) / 100;
    //高度变化前半程
    float deltaHF = (topH - fromLLH.z()) / 50;
    //高度变化后半程
    float deltaHT = (toLLH.z() - topH) / 50;

    //防止大坐标抖动,将所有顶点的值都减动一个fromLLH
    osg::Vec3d fromV;
    _em->convertLatLongHeightToXYZ(osg::inDegrees(fromLLH.x()), osg::inDegrees(fromLLH.y()), fromLLH.z(), fromV.x(), fromV.y(), fromV.z());
    mtLine->setMatrix(osg::Matrix::translate(fromV));

    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        osg::Vec3 tempPoint = fromLLH + osg::Vec3(deltaLat*i, deltaLon*i, deltaHF*i);
        if (i > 49)//到中间了要往下了
        {
            tempPoint.z() = topH + deltaHT*(i-49);
        }

        osg::Vec3d tempV;
        _em->convertLatLongHeightToXYZ(osg::inDegrees(tempPoint.x()), osg::inDegrees(tempPoint.y()), tempPoint.z(), tempV.x(), tempV.y(), tempV.z());
        tempV -= fromV; //防止大坐标抖动
        vertex->push_back(tempV);
    }

    lineGeom->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(GL_LINE_STRIP, 0, vertex->size()));

    return sceneRoot;
}


int main(int argc, char** argv)
{
    osgEarth::initialize();
    osgViewer::Viewer viewer;
    viewer.setCameraManipulator(new osgEarth::Util::EarthManipulator);

    osg::Group* root = new osg::Group;
    root->addChild(BuildScene(osg::Vec3(25.04, 121.50, 100), osg::Vec3(33.22, 131.66, 100), 100000));
    root->addChild(osgDB::readNodeFile("simple.earth"));

    viewer.setSceneData(root);
    return viewer.run();
}

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THE END
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