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Implementation Model Editor of AVEVA in OpenSceneGraph

本文详细介绍了工厂和海工设计软件AVEVA的交互方式，并阐述了OpenSceneGraph中的人机交互工具拖拽器的实现方法。在该框架中，我们成功实现了模型的直接交互操作。对对三维建模感兴趣的读者可以结合其源代码，对其实现细节进行深入分析。

一、引言

在当代三维辅助设计软件中，交互建模设计已成为主流。友好、高效的对三维模型直接编辑或修改，不仅提高了用户的工作效率，也为用户留下了良好的用户体验。常见的交互建模方法包括拖曳、约束、栅格捕捉、橡皮筋方法和引力场方法等。如何设计高效、友好、方便的用户接口，是当前各开发系统厂家和专家共同关心的问题，其设计好坏直接影响用户是否接受产品。

本文主要介绍了AVEVA的交互建模方式，详细说明了OpenSceneGraph中拖拽器的工作原理，并在其中实现了模型的直接交互操作。通过实践，发现OpenSceneGraph的代码规范和设计非常优秀。对于对交互建模感兴趣的读者，可以结合其源代码，对实现细节进行深入分析。

二、AVEVA模型编辑器

AVEVA（原CADCENTRE）是国际知名的工厂工程信息技术企业，总部位于英国剑桥。AVEVA提供的工厂工程一体化解决方案涵盖多个行业，包括石油天然气、电力、化工等。其交互建模功能以Model Editor为核心，用户可以通过鼠标直接对模型进行操作，如轴向移动、平面移动、旋转和对齐等。

Model Editor的Handle允许用户对模型进行多种方式的编辑。例如，通过Linear and Planar handles进行轴向或平面移动，移动距离可通过设置移动增量来精确控制。旋转操作则通过Rotation handle完成，旋转增量可设置以确保精度。对齐功能则允许用户将模型对齐到点、边或面，提供了高效的交互体验。

三、OpenSceneGraph拖拽器

OpenSceneGraph由Don Burns和Robert Osfield共同开发，是一款广泛应用于三维场景渲染的开源引擎。其核心优势包括快速开发、高品质、高性能以及开源特性。OpenSceneGraph提供了多种拖拽器，满足不同交互需求。

常见拖拽器类型包括：

通过组合模式（CompositeDragger），开发者可以将拖拽器灵活组合，例如将TranslateAxisDragger组合成三维平称拖拽器。OpenSceneGraph的开源特性使其适合定制化需求，例如与AVEVA的Model Editor类似的操作方式。

四、示例程序

为了实现模型的拖拽操作，我们可以通过以下步骤进行：

以下是示例代码：

#pragma once
#include 
   
    
#include 
    
     
#include 
     
      
#include 
      
       
class ModelShape : public osg::Group
{
public:
    ModelShape(osg::Node* shape);
    ~ModelShape(void);
    void EnableDragger(void);
    void DisableDragger(void);
    void setMatrix(const osg::Matrix& matrix);
    
private:
    osg::ref_ptr
       
         mShape;
    osg::ref_ptr
        
          mDragger; osg::ref_ptr
         
           mSelection; };
         
        
       
      
     
    
   

#include "ModelShape.h"
ModelShape::ModelShape(osg::Node* shape) : mShape(shape), mDragger(new TranslateAxisDragger()), mSelection(new Selection())
{
    float scale = shape->getBound().radius() * 1.6;
    mDragger->setMatrix(osg::Matrix::scale(scale, scale, scale) * 
        osg::Matrix::translate(shape->getBound().center()));
    mDragger->setupDefaultGeometry();
    mSelection->addChild(shape);
    addChild(mSelection);
}
ModelShape::~ModelShape(void)
{
}
void ModelShape::EnableDragger(void)
{
    addChild(mDragger);
    mDragger->addTransformUpdating(mSelection);
    mDragger->setHandleEvents(true);
}
void ModelShape::DisableDragger(void)
{
    removeChild(mDragger);
    mDragger->removeTransformUpdating(mSelection);
    mDragger->setHandleEvents(false);
}

#pragma once
#include 
   
    
class PickHandler : public GUIEventHandler
{
public:
    PickHandler(void);
    ~PickHandler(void);
    virtual bool handle(const GUIEventAdapter& ea, GUIActionAdapter& aa);
    void pick(const GUIEventAdapter& ea, GUIActionAdapter& aa);
    
private:
    float mX;
    float mY;
    bool mEnableDragger;
};
   

#include "PickHandler.h"
#include "ModelShape.h"
PickHandler::PickHandler(void) : mX(0.0f), mY(0.0f), mEnableDragger(true)
{
}
PickHandler::~PickHandler(void)
{
}
bool PickHandler::handle(const GUIEventAdapter& ea, GUIActionAdapter& aa)
{
    View* view = dynamic_cast
   
    (aa);
    if (NULL == view)
    {
        return false;
    }
    switch (ea.getEventType())
    {
        case PUSH:
        {
            mX = ea.getX();
            mY = ea.getY();
            break;
        }
        case RELEASE:
        {
            if (ea.getX() == mX && ea.getY() == mY)
            {
                pick(ea, aa);
            }
            break;
        }
        case KEYDOWN:
        {
            if (ea.getKey() == 'd')
            {
                mEnableDragger = !mEnableDragger;
            }
            break;
        }
        default:
            break;
    }
    return false;
}
void PickHandler::pick(const GUIEventAdapter& ea, GUIActionAdapter& aa)
{
    View* view = dynamic_cast
    
     (aa);
    LineSegmentIntersector::Intersections hits;
    if (view->computeIntersections(ea.getX(), ea.getY(), hits))
    {
        LineSegmentIntersector::Intersection intersection = *hits.begin();
        NodePath& nodePath = intersection.nodePath;
        int nNodeSize = nodePath.size();
        if (nNodeSize > 0)
        {
            Node* node = nodePath[nNodeSize - 1];
            Node* grandParent = node->getParent(0)->getParent(0);
            ModelShape* shape = dynamic_cast
     
      (grandParent);
            if (shape)
            {
                mEnableDragger ? shape->EnableDragger() : shape->DisableDragger();
            }
        }
    }
}
     
    
   

#include 
   
    
#include 
    
     
#include 
     
      
using namespace std;
int main(void)
{
    Viewer viewer;
    RefPtr
      
        root = new Group();
    for (int i = 1; i < 10; ++i)
    {
        for (int j = 1; j < 10; ++j)
        {
            RefPtr
       
         box = new MatrixTransform();
            RefPtr
        
          glider = new MatrixTransform(); box->setMatrix(osg::Matrix::translate(i * 6.0, j * 6.0, 0.0)); glider->setMatrix(osg::Matrix::translate(i * 2.5, j * 2.5, 6.0)); box->addChild(new ModelShape(osgDB::readNodeFile("box.stl"))); glider->addChild(new ModelShape(osgDB::readNodeFile("glider.osg"))); root->addChild(box); root->addChild(glider); } } viewer.setSceneData(root.get()); viewer.addEventHandler(new StatsHandler()); viewer.addEventHandler(new WindowSizeHandler()); viewer.addEventHandler(new StateSetManipulator(viewer.getCamera()->getOrCreateStateSet())); viewer.addEventHandler(new PickHandler()); viewer.run(); }
        
       
      
     
    
   

五、结论

通过实践，我们发现OpenSceneGraph的人机交互方式非常友好，提供了灵活的拖拽器来操纵模型。拖拽器采用组合模式设计，便于扩展和定制。OpenSceneGraph的开源特性使其适合调试和定制，同时避免了知识产权问题。

此外，OpenSceneGraph还提供了丰富的仿真效果，如烟雾、火焰、粒子效果等，这些功能可以提升建模设计的体验。如果在建模过程中适量添加这些效果，相信会让您的作品更加酷炫。

六、参考资料

转载地址：http://nyhfk.baihongyu.com/