简单整理入门笔记，内容包括：
1.场景图形与OpenSceneGraph概述；
2.建立一个场景图形：内存管理、叶节点和组节点、渲染状态、文件I/O、NodeKit与osgText;
3.在程序中使用OpenSceneGrpah：渲染、动态更改；

OpenScenceGraph图形系统是基于OpenGL的软件接口，可以高效率的开发交互式图形系统。它使用可移植的ANSI C++编写。它是由很多开源的图形库组成，提供了不同的功能模块，一个简单的基于OSG的程序往往需使用osgViewer、osgDB、osgUtil和osg库。

场景图形概述

OSG场景特性

场景图形除了提供底层渲染API中具备的几何信息和状态管理功能之外，还兼备如下的附加特性和功能：

1.空间结构

场景图形采用的树状数据结构更直观，也更符合人们一般理解中的空间事物的排布和组织结构。

2.场景拣选

使用本地CPU的投影剔除（frustum culling）和隐藏面剔除（occlusion culling）来减少系统总体负担，其基本原理是，在最终渲染图像时忽略对不会显示的几何体的处理。

3.细节层次

使用几何体包围盒计算观测者与物体的距离，使得用户可以更高效地渲染处于不同细节层次上的物体。并且实时的，场景中进入指定观察距离的那部分对象将从磁盘中载入，而它们一旦超出这一距离时，将从内存中被移除。

4.透明

要实现透明或半透明几何体的正确和高效的渲染，需要首先渲染所有不透明的几何体，再渲染透明几何体。而且，透明几何体必须按照深度排序并按照“从后向前”的顺序渲染。场景图形一般都会提供上述这些操作。

5.状态改动最少化

为了最大限度地提升程序性能，应该避免冗余和不必要的状态改变。场景图形会按状态几何体进行排序以最小化状态改动，OpenScenceGraph的状态管理工具则负责消除冗余的状态改变。

6.文件I/O

场景图形可以高效地读写磁盘上的3D数据集。在将数据读入内存之后，应用程序可以方便地通过内建的场景图形数据结构操控动态3D数据。场景图形也是一个高效的文件格式转换工具。

7.更多高性能函数

除了底层API提供的基础函数之外，场景图形库还提供了高效能的功能函数，例如全特性的文字支持，渲染特效的支持（例如粒子特效、阴影），渲染优化，3D模型文件读写的支持，并支持对跨平台的输入、渲染及显示设备的访问

场景图形渲染方式

为了实现动态的几何体更新，拣选，排序和高效渲染，有三种需要遍历的操作：
更新：更新遍历（程序遍历）允许程序修改场景图形，以实现动态场景。更新操作由程序或者场景图形中节点对应的回调函数完成。例如，在飞行模拟系统中，程序可以使用更新遍历来改变一个飞行器的位置，或者通过输入设备来实现与用户的交互。
拣选：在拣选遍历中，场景图形库检查场景里所有节点的包围体。如果一个叶节点在视口内，场景图形库将在最终的渲染列表中添加该节点的一个引用。此列表按照不透明体与透明体的方式排序，透明体还要按照深度再次排序。
绘制：在绘制遍历中（渲染遍历），场景图形将遍历由拣选遍历过程生成的几何体列表，并调用底层API，实现几何体的渲染。

特别地，这种遍历操作在每一个渲染帧中只会执行一次。但是，有些渲染特例需要将同一个场景（不同或相同部分）在多个视口中进行同步显示，例如立体化渲染和多屏显系统的实现。这种情况下，每一帧的更新遍历将只会执行一次，但拣选和绘制遍历在每个视口内均执行一次（对于简单的立体化渲染，每帧执行两次；对于多屏显系统，每块显示每帧执行一次）。这样多处理器和多显卡的系统就可以实现并行场景图形处理。其中，拣选遍历必须为只读操作以允许多线程下的数据访问。

OSG组件

OSG运行时文件由一系列动态链接库和可执行文件组成。这些链接库可分为以下五大类：
OSG核心库 基本的场景图形和渲染功能。
NodeKits 扩展OSG场景图形节点类的功能，以提供高级节点类型和渲染特性。
OSG插件 包括2D图像和3D模型文件的读写功能库。
互操作库 使OSG易于与其它开发环境集成
不断扩展中的程序和示例集 功能函数和使用OSG例子

OSG核心库包括四个链接库：
osg库：osg 库包含了用于构建场景图形的场景图形节点类，用作向量和矩阵运算的类，几何体类，以及用于描述和管理渲染状态的类。osg 库中还包括3D 图形程序所需的典型功能类，例如命令行参数解析，动画路径管理，以及错误和警告信息类。

osgUtil 库：osg 工具库包括的类和函数，可以用于场景图形及其内容的操作，场景图形数据统计和优化，以及渲染器的创建。它还包括了几何操作的类，例如Delaunay 三角面片化（Delaunay triangulation），三角面片条带化（triangle stripification），纹理坐标生成等。

osgDB 库：此链接库包括了建立和渲染3D 数据库的类与函数。其中包括用于2D 和3D 文件读写的OSG 插件类的注册表，以及用于访问这些插件的特定功能类。osgDB 数据库分页机（database pager）可以支持大型数据段的动态读入和卸载。

osgViewer 库：这个库是OSG 的2.0 版本新增的，它包含了场景中视口及可视化内容的管理类。osgViewer 已将OSG 集成到多种多样的视窗系统中。

OSG核心库之链接库

OSG链接库之场景图形类
OSG中所有的场景图形类都继承自OSG::Node，OSG中的根节点并不是特定的节点类型，它仅仅是一个没有父类的osg::Node类。
Node:Node类是场景图形中所有节点的基类。它包含了用于场景图形遍历、拣选、程序回调以及状态管理的办法。

Group:Group类时所有可分支节点的基类。它是场景图形空间组织结构的关键类。

Geode:Geode类相当于OSG中的叶节点。它没有子节点，但是包含了osg::Drawable对象，而osg::Drawable对象中存放了将要被渲染的几何体。

LOD:LOD类根据观察点与图像子节点的距离显示子节点。通常使用它来创建场景中物体的多个显示层级。

MatrixTransform:MatrixTransform 类包含了用于实施子节点几何体空间转换的矩阵，以实现场景对象的旋转、平移、缩放、倾斜、映射等操作。

Switch：Switch 类用布尔掩板来允许或禁止子节点的运作。
OSG链接库之几何体类
Geode类是OSG的叶节点，它包含了渲染用的几何数据。使用以下列出的类可以实现Geode中几何数据的存储。

Drawable:Drawable类时用于存储几何数据信息的基类，Geode维护了一个Drawable的列表。Drawable是纯虚类，无法直接实例化。用户必须实例化其派生类，如Geometry或者ShapeDrawable(允许用户程序绘制预定义的几何形状，如球体、圆锥体和长方体)

Geometry:Geometry类与PrimitiveSet类相关联，实现了对OpenGL顶点数据功能的高级封装，Geometry保存顶点数据的数据，纹理坐标，颜色以及法线数组。

PrimitiveSet:Primitive类提供了OpenGL顶点数组绘图的高层次支持，用户可以从相关的Geometry类中取得保存的数据，再使用这个类来指定要绘制的几何体数据的类型。

Vector类（Vec2,Vec3等）:OSG提供了预定义好的二维，三维和四维元素向量，支持float或者double类型。使用这些向量来指定顶点、颜色、法线和纹理坐标的信息。

Array类（Vec2Array，Vec3Array等）:OSG定义了一些常用的数组类型。如用于贴图纹理坐标的Vec2Array。指定顶点数组数据时，程序首先将几何数据从保存到这些数组中，然后传递至Geometry类对象。
OSG链接库之状态管理类
OSG 提供了一种机制，用以保存场景图形所需的OpenGL 渲染状态。在拣选遍历中，同一状态的几何体将被组合集中到一起以使状态的改变呈最小化。在绘制遍历中，状态管理代码将记录当前状态的历史轨迹，以清除冗余的渲染状态变更。

状态集合（StateSet）：OSG 在StateSet 类中保存一组定义状态数据（模式和属性）。场景图形中的任何osg::Node 都可以与一个StateSet 相关联。

模式（Modes）：与OpenGL 的函数glEnable()和glDisable()相似，模式用于打开或关闭OpenGL 固定功能（fixed-function）的渲染管道，例如灯光，混合和雾效。方法osg::StateSet::setMode()在StateSet 中保存一个模式信息。

属性（Attributes）：应用程序使用属性来指定状态参数，例如混和函数，材质属性，雾颜色等。方法osg::StateSet::setAttribute()在StateSet 中保存属性信息。

纹理模式和属性：纹理模式和属性可应用在OpenGL 多重纹理的某个指定纹理单元上。应用程序必须在设定纹理模式和属性时提供纹理单元的信息，注意，和OpenGL 不同，OSG 不存在缺省的纹理单元。StateSet类的方法setTextureMode()和setTextureAttribute()用于设定状态参量以及纹理单元信息。

继承标志：OSG 提供了一些标志量，用于控制场景图形遍历中的状态值。缺省情况下，子节点中的状态集合将重载父节点的状态集合，但是也可以强制父节点的状态重载子节点的状态，或者指定子节点的状态受到保护而不会被其父节点重载。
OSG链接库之其它实用类（OSG 的内存引用计数策略）
Referenced：Referenced 类是所有场景图形节点和OSG 的许多其它对象的基类。它实现了一个用于跟踪内存使用情况的引用计数（reference count）。如果某个继承自Referenced 的对象，其引用计数的数值到达0，那么系统将自动调用其析构函数并清理为此对象分配的内存。

ref_ptr<>：模板类ref_ptr<>为其模板内容定义了一个智能指针，模板内容必须继承自Referenced 类（或提供一个与之相同的、能实现引用计数的接口）。当对象的地址分配给ref_ptr<>时，对象的引用计数将自动增加。同样，清除或者删去ref_ptr 时，对象的引用计数将自动减少。

Object：纯虚类Object 是OSG 中一切需要I/O 支持，拷贝和引用计数的对象的基类。所有的节点类，以及某些OSG 对象均派生自Object 类。

Notify：osg 库提供了一系列控制调试，警告和错误输出的函数。用户可以通过指定一个来自NotifySeverity 枚举量的数值，设定输出的信息量。OSG 中的大部分代码模块执行时都会显示相关的信息。

OSG入门基础_00 01 02概况图：

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