OSG编程指南＜十七＞：OSG光照与材质

1、OSG光照

  OSG 全面支持 OpenGL 的光照特性，包括材质属性（material property）、光照属性（light property）和光照模型（lighting model）。与 OpenGL 相似，OSG 中的光源也是不可见的，而非渲染一个灯泡或其他自然形状。同样，光源会创建着色效果，但并不创建阴影，osgShadow 可以用来创建阴影。

1.1 osg::Light 类

  OSG 将 OpenGL 中的 glLight()作了一个 light 状态的类封装，用于保存灯光的模式与属性参数信息。osg::Light 类派生自 osg::StateAttribute 类，继承了对模式与属性参数信息的操作接口。在 osg::light 类中通过 apply（State&state）函数将灯光的状态参数信息应用到 OpenGL 的状态机中。

osg::Light 类包括的属性参数如下：

int _lightnum; //灯光数量
Vec4 _ambient; //环境光颜色
Vec4 _diffuse; //漫射光颜色
Vec4 _specular; //镜面光颜色
Vec4 _position; //光源的位置信息
Vec3 _direction; //光源的方向
float _constant_attenuation; //常量衰减
float _linear_attenuation; //线性衰减
float _quadratic_attenuation;//二次方衰减
float _spot_exponent; //指数衰减
float _spot_cutoff; //关闭衰减（spread）

  上面的参数应该都比较容易理解。OSG 支持最多 8 个光源，即 GL_LIGHT0～GL_LIGHT7，这与OpenGL 版本也有关系。

1.2 osg::LightSource 类

  osg::LightSource 类直接继承自 osg::Group。作为一个灯光管理类，继承了 osg::Group 类的管理节点的接口；将灯光作为一个节点可以加入到场景图中进行渲染。

osg::LightSource 类中的成员函数为：

void setReferenceFrame (ReferenceFrame rf)//设置帧引用

帧引用包括如下两个枚举变量：

enum ReferenceFrame
{
RELATIVE_RF, //相对帧引用
ABSOLUTE_RF //绝对帧引用
};

  设置光源的引用帧时，不是相对于父节点的帧引用，就是相对于绝对坐标的帧，默认的设置为RELATIVE_RF，设置帧引用为 RELATIVE_RF 同样会设置 CullingActive 的标志量为（ON）状态，并且对它的父节点也起作用；否则，对它与它所有的父节点都禁用拣选（Culling），对防止不合适的拣选是必需的，如果绝对光源在场景图的深处将会对拣选的时间有影响，因此，推荐在场景的顶部使用绝对的光源。

1.3 场景中使用光源

在一个场景中添加光源主要包括以下步骤：

（1）指定场景模型的法线。
（2）允许光照并设置光照状态。
（3）指定光源属性并关联到场景图形。

  对于场景中的模型，只有当其中设有单位法线时才会正确地显示光照。当场景中的模型没有指定法线时，可以用前面讲到的 osgUtil::SmoothingVisitor 自动生成法线。需要注意的是，法向量必须单位化。有时场景中的模型虽然指定了单位法向量，但是光照的计算结果过于明亮或过于暗淡（可能是缩放变换造成的），这时最有效的解决方案是在 StateSet 中允许法线的重放缩模式，代码如下：

osg::StateSet*state = geode->setOrCreateStateSet();
state->setMode(GL_RESCALE_NORMAL, osg::StateAttribute::ON);

  与在 OpenGL 中相同，这一特性可以保证法线在均匀放缩变换时仍然保持单位长度。如果场景中的放缩变换是非均匀的，那么读者可以允许法线归一化模式，以保证法线为单位长度。由于要进行法线的重新放缩，归一化模式往往会耗费大量的时间，编程时要尽量避免。归一化模式的代码如下：

osg::StateSet*state = geode->setOrCreateStateSet();
state->setMode(GL_NORMALIZE, osg::StateAttribute::ON);

  要在 OSG 中获得光照效果，需要允许光照并至少允许一个光源。程序 osgviewer 在默认情况下就是这样做的，它在根节点的 StateSet 中已经设置了相应的模式。读者可以在自己的程序中进行相同的设置。下面的代码段用于允许光照并为根节点的 StateSet 允许两个光源（GL_LIGHT0 和 GL_LIGHT1）：

osg::StateSet*state = root->getOrCreateStateSet();
state->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::ON);
state->setMode(GL_LIGHT0, osg::StateAttribute::ON);
state->setMode(GL_LIGHT1, osg::StateAttribute::ON);

  在场景中添加一个光源，可以创建一个 osg::Light 对象以定义光源参数，然后将 osg::Light 添加到一个 osg::LightSource 节点中，并将 LightSource 节点添加到场景图形。osg::LightSource 是一个包含了唯一的 Light 定义的高效的组节点，而由 osg::Light 定义的光源将对整个场景产生影响。下面的代码实现将 osg::Light 添加到 osg::LightSource 对象中：

osg::ref_ptr<osg::LightSource> ls = new osg::LightSource;
ls->setLight(light.get());

  在实际生活中，当光照照射到物体上时都会反射等现象，所以，在对光源的设置完成以后需要设置模型的表面材质，下面先看看关于光照的两个示例。

1.4 简单光源示例

在这里插入图片描述

#include <windows.h>
#include <osgViewer/Viewer>
#include <osg/Vec3>
#include <osg/Vec4>
#include <osg/Quat>
#include <osg/Matrix>
#include <osg/ShapeDrawable>
#include <osg/Geometry>
#include <osg/Geode>
#include <osg/Notify>
#include <osg/MatrixTransform>
#include <osg/Texture3D>
#include <osg/Stencil>
#include <osg/ColorMask>
#include <osg/GLExtensions>
#include <osg/Depth>
#include <osg/AnimationPath>
#include <osg/Transform>
#include <osg/Material>
#include <osg/NodeCallback>
#include <osg/Depth>
#include <osg/CullFace>
#include <osg/TexMat>
#include <osg/TexGen>
#include <osg/TexEnv>
#include <osg/TextureCubeMap>
#include <osgViewer/ViewerEventHandlers> //事件监听
#include <osgGA/StateSetManipulator> //事件响应类，对渲染状态进行控制
#include <osgUtil/Simplifier> //简化几何体
#include <osgDB/WriteFile>
#include <osgDB/ReadFile>
#include <osg/Camera>
#include <osg/Light>
#include <osg/LightSource>
#include <osg/BoundingSphere>
#include <osg/BoundingBox>
#include <osgUtil/Optimizer>#include <iostream>#pragma comment(lib, "OpenThreadsd.lib")
#pragma comment(lib, "osgd.lib")
#pragma comment(lib, "osgDBd.lib")
#pragma comment(lib, "osgUtild.lib")
#pragma comment(lib, "osgGAd.lib")
#pragma comment(lib, "osgViewerd.lib")
#pragma comment(lib, "osgTextd.lib")//向场景中添加光源
osg::ref_ptr<osg::Group> createLight(osg::ref_ptr<osg::Node> node)
{osg::ref_ptr<osg::Group> lightRoot = new osg::Group();lightRoot->addChild(node);//开启光照osg::ref_ptr<osg::StateSet> stateset = new osg::StateSet();stateset = lightRoot->getOrCreateStateSet();stateset->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::ON);stateset->setMode(GL_LIGHT0, osg::StateAttribute::ON);//计算包围盒osg::BoundingSphere bs;node->computeBound();bs = node->getBound();//创建一个Light对象osg::ref_ptr<osg::Light> light = new osg::Light();light->setLightNum(0);//设置方向light->setDirection(osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));//设置位置light->setPosition(osg::Vec4(bs.center().x(), bs.center().y(), bs.center().z() + bs.radius(), 1.0f));//设置环境光的颜色light->setAmbient(osg::Vec4(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f));//设置散射光的颜色light->setDiffuse(osg::Vec4(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f));//设置恒衰减指数light->setConstantAttenuation(1.0f);//设置线形衰减指数light->setLinearAttenuation(0.0f);//设置二次方衰减指数light->setQuadraticAttenuation(0.0f);//创建光源osg::ref_ptr<osg::LightSource> lightSource = new osg::LightSource();lightSource->setLight(light.get());lightRoot->addChild(lightSource.get());return lightRoot.get();
}int main()
{osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer();osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group();//读取模型osg::ref_ptr<osg::Node> node = osgDB::readNodeFile("cessna.osgt");//向场景中添加光源root->addChild(createLight(node.get()));//优化场景数据osgUtil::Optimizer optimzer;optimzer.optimize(root.get());//方便查看在多边形之间切换，以查看三角网viewer->addEventHandler(new osgGA::StateSetManipulator(viewer->getCamera()->getOrCreateStateSet()));viewer->addEventHandler(new osgViewer::StatsHandler());viewer->addEventHandler(new osgViewer::WindowSizeHandler());viewer->setSceneData(root.get());viewer->setUpViewInWindow(600, 600, 800, 600);return viewer->run();
}

1.5 聚光灯示例

在这里插入图片描述

#include <windows.h>
#include <osgViewer/Viewer>
#include <osg/Vec3>
#include <osg/Vec4>
#include <osg/Quat>
#include <osg/Matrix>
#include <osg/ShapeDrawable>
#include <osg/Geometry>
#include <osg/Geode>
#include <osg/Notify>
#include <osg/MatrixTransform>
#include <osg/Texture3D>
#include <osg/Stencil>
#include <osg/ColorMask>
#include <osg/GLExtensions>
#include <osg/Depth>
#include <osg/AnimationPath>
#include <osg/Transform>
#include <osg/Material>
#include <osg/NodeCallback>
#include <osg/Depth>
#include <osg/CullFace>
#include <osg/TexMat>
#include <osg/TexGen>
#include <osg/TexEnv>
#include <osg/TextureCubeMap>
#include <osgViewer/ViewerEventHandlers> //事件监听
#include <osgGA/StateSetManipulator> //事件响应类，对渲染状态进行控制
#include <osgUtil/Simplifier> //简化几何体
#include <osgDB/WriteFile>
#include <osgDB/ReadFile>
#include <osg/Camera>
#include <osg/Light>
#include <osg/LightSource>
#include <osg/BoundingSphere>
#include <osg/BoundingBox>
#include <osgUtil/Optimizer>
#include <osg/TexGenNode>
#include <osgUtil/DelaunayTriangulator>
#include <iostream>
#include <osg/Material>
#include <osg/CullFace>#pragma comment(lib, "OpenThreadsd.lib")
#pragma comment(lib, "osgd.lib")
#pragma comment(lib, "osgDBd.lib")
#pragma comment(lib, "osgUtild.lib")
#pragma comment(lib, "osgGAd.lib")
#pragma comment(lib, "osgViewerd.lib")
#pragma comment(lib, "osgTextd.lib")/**创建聚光灯纹理贴图*创建聚光灯状态属性（前面的纹理贴图也是渲染状态属性之一）*创建聚光灯节点*创建路径动画*创建地形平面（变量vertex报错，注释掉这个类，在场景中将之直接设置为模型牛）*创建动画模型（路径为前面设置好的路径动画），将聚光灯节点添加添加到其中，则聚光灯是动态的（飞机）*创建场景：创建动画模型和地形平面（地形平面出错，此处设为飞机），动画模型为聚光灯位置，地形平面（牛）为聚光灯照射的地方；将状态属性添加到组节点*则飞机飞到哪个地方（即聚光灯在哪里），牛的哪个地方就照亮
*/
//创建聚光灯纹理的mipmap贴图
osg::ref_ptr<osg::Image> createSpotLightImage(const osg::Vec4 centerColour, const osg::Vec4& backgroudColour, unsigned int size, float power)
{//创建Image对象osg::ref_ptr<osg::Image> image = new osg::Image();//动态分配一个size*size大小的imageimage->allocateImage(size, size, 1, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE);//填充image//以中心为原点，颜色逐渐向四周衰减float mid = (float(size) - 1) * 0.5f;float div = 2.0f / float(size);for (unsigned int r = 0; r < size; ++r){unsigned char* ptr = image->data(0, r, 0);for (unsigned int c = 0; c < size; ++c){float dx = (float(c) - mid) * div;float dy = (float(r) - mid) * div;float r = powf(1.0f - sqrtf(dx * dx + dy * dy), power);if (r < 0.0f)r = 0.0f;osg::Vec4 color = centerColour * r + backgroudColour * (1.0f - r);*ptr++ = (unsigned char)((color[0]) * 255.0f);*ptr++ = (unsigned char)((color[1]) * 255.0f);*ptr++ = (unsigned char)((color[2]) * 255.0f);*ptr++ = (unsigned char)((color[3]) * 255.0f);}}return image.release();
}//创建聚光灯状态属性
osg::ref_ptr<osg::StateSet> createSpotLightDecoratorState(unsigned int lightNum, unsigned int textureUnit)
{//设置中心的颜色和环境光的颜色osg::Vec4 centerColour(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);osg::Vec4 ambientColour(0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f);//创建聚光灯纹理osg::ref_ptr<osg::Texture2D> texture = new osg::Texture2D();texture->setImage(createSpotLightImage(centerColour, ambientColour, 64, 1.0));texture->setBorderColor(osg::Vec4(ambientColour));texture->setWrap(osg::Texture::WRAP_S, osg::Texture::CLAMP_TO_BORDER);texture->setWrap(osg::Texture::WRAP_T, osg::Texture::CLAMP_TO_BORDER);texture->setWrap(osg::Texture::WRAP_R, osg::Texture::CLAMP_TO_BORDER);osg::ref_ptr<osg::StateSet> stateset = new osg::StateSet();//开启ID为lightNum的光照stateset->setMode(GL_LIGHT0 + lightNum, osg::StateAttribute::ON);//设置自动生成纹理坐标stateset->setTextureMode(textureUnit, GL_TEXTURE_GEN_S, osg::StateAttribute::ON);stateset->setTextureMode(textureUnit, GL_TEXTURE_GEN_T, osg::StateAttribute::ON);stateset->setTextureMode(textureUnit, GL_TEXTURE_GEN_R, osg::StateAttribute::ON);stateset->setTextureMode(textureUnit, GL_TEXTURE_GEN_Q, osg::StateAttribute::ON);//打开纹理单元stateset->setTextureAttributeAndModes(textureUnit, texture.get(), osg::StateAttribute::ON);return stateset.release();
}//创建聚光灯节点
osg::ref_ptr<osg::Node> createSpotLightNode(const osg::Vec3& position, const osg::Vec3& direction, float angle, unsigned int lightNum, unsigned int textureUnit)
{//创建光源osg::ref_ptr<osg::LightSource> lightsource = new osg::LightSource();osg::ref_ptr<osg::Light> light = lightsource->getLight();light->setLightNum(lightNum);light->setPosition(osg::Vec4(position, 1.0f));light->setAmbient(osg::Vec4(0.00f, 0.00f, 0.05f, 1.0f));light->setDiffuse(osg::Vec4(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f));//计算法向量osg::Vec3 up(0.0f, 0.0f, 1.0f);up = (direction ^ up) ^ direction;up.normalize();//创建自动生成纹理坐标节点osg::ref_ptr<osg::TexGenNode> texgenNode = new osg::TexGenNode();//关联纹理单元texgenNode->setTextureUnit(textureUnit);//设置纹理坐标生成器osg::ref_ptr<osg::TexGen> texgen = texgenNode->getTexGen();//设置模式为视觉线性texgen->setMode(osg::TexGen::EYE_LINEAR);//从视图中指定参考平面texgen->setPlanesFromMatrix(osg::Matrixd::lookAt(position, position + direction, up) * osg::Matrixd::perspective(angle, 1.0, 0.1, 100));osg::ref_ptr<osg::Group> group = new osg::Group();group->addChild(lightsource);group->addChild(texgenNode.get());return group.release();
}
//创建动画路径
osg::ref_ptr<osg::AnimationPath> createAnimationPath(const osg::Vec3 center, float radius, double looptime)
{osg::ref_ptr<osg::AnimationPath> animationPath = new osg::AnimationPath();animationPath->setLoopMode(osg::AnimationPath::LOOP);int numSamples = 40;float yaw = 0.0f;float yaw_delta = 2.0f * osg::PI / ((float)numSamples - 1.0f);float roll = osg::inDegrees(30.0f);double time = 0.0f;double time_delta = looptime / (double)numSamples;for (int i = 0; i < numSamples; ++i){osg::Vec3 position(center + osg::Vec3(sinf(yaw) * radius, cosf(yaw) * radius, 0.0f));osg::Quat rotation(osg::Quat(roll, osg::Vec3(0.0, 1.0, 0.0)) * osg::Quat(-(yaw + osg::inDegrees(90.0f)), osg::Vec3(0.0, 0.0, 1.0)));animationPath->insert(time, osg::AnimationPath::ControlPoint(position, rotation));yaw += yaw_delta;time += time_delta;}return animationPath.release();
}//创建动画模型
osg::ref_ptr<osg::Node> createMovingModel(const osg::Vec3 center, float radius)
{osg::ref_ptr<osg::Group> model = new osg::Group();osg::ref_ptr<osg::Node> cessna = osgDB::readNodeFile("cessna.osg");if (cessna.get()){const osg::BoundingSphere& bs = cessna->getBound();float size = radius / bs.radius() * 0.3f;osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> positioned = new osg::MatrixTransform();positioned->setDataVariance(osg::Object::STATIC);positioned->setMatrix(osg::Matrix::translate(-bs.center()) * osg::Matrix::scale(size, size, size) * osg::Matrix::rotate(osg::inDegrees(180.0f), 0.0f, 0.0f, 2.0f));positioned->addChild(cessna.get());float animationLength = 10.0f;osg::ref_ptr<osg::AnimationPath> animationPath = createAnimationPath(center, radius, animationLength);osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> xform = new osg::MatrixTransform();xform->setUpdateCallback(new osg::AnimationPathCallback(animationPath, 0.0f, 2.0));xform->addChild(positioned);//添加聚光灯节点xform->addChild(createSpotLightNode(osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f), osg::Vec3(0.0f, 1.0f, -1.0f), 60.0f, 0, 1));model->addChild(xform.get());}return model.release();
}//创建地形平面
osg::ref_ptr<osg::Node> createBase()
{//创建顶点数组osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> coords = new osg::Vec3Array();//添加顶点数据int nMin = -5;int nMax = 10;for (int i = -100; i < 100; i += 10){if (i > -100 && i < 0){nMin = -6;nMax = 3;}else if (i > 0 && i < 50){nMin = -3;nMax = 7;}else if (i > 50 && i < 100){nMin = 5;nMax = 3;}for (int j = -100; j < 100; j += 10){float nZ = (float)(nMin, nMax) / 2;osg::Vec3 vertex(i, j, nZ);coords->push_back(vertex);}}//创建颜色数组osg::ref_ptr<osg::Vec4Array> color = new osg::Vec4Array();//添加颜色数据 for (unsigned int i = 0; i < 400; i++){int nR = rand() % 10 + 2;color->push_back(osg::Vec4(0.0f, (double)nR / 10.0, 0.0f, 0.5f));}//创建Delaunay三角网对象osg::ref_ptr<osgUtil::DelaunayTriangulator> dt = new osgUtil::DelaunayTriangulator(coords.get());//生成三角网dt->triangulate();//创建几何体osg::ref_ptr<osg::Geometry> pGeometry = new osg::Geometry();//设置顶点数组pGeometry->setVertexArray(coords.get());osg::ref_ptr<osg::Image> sImagePath = osgDB::readImageFile("Terrain.png");if (sImagePath.get()){osg::ref_ptr<osg::Texture2D> texture2D = new osg::Texture2D;texture2D->setImage(sImagePath.get());// 绑定纹理后，释放内部的ref_ptr<Image>，删除image图像texture2D->setUnRefImageDataAfterApply(true);// 建立纹理顶点osg::ref_ptr<osg::Vec2Array> pVec2Array = new osg::Vec2Array;for (int i = -100; i < 100; i += 10){for (int j = -100; j < 100; j += 10){osg::Vec2 textCoord(0.0, 0.0);textCoord.x() = (double)(j + 100.0) / 200.0;textCoord.y() = (double)(i + 100.0) / 200.0;pVec2Array->push_back(textCoord);}}// Texture类关联到渲染状态StateSetosg::ref_ptr<osg::StateSet> pStateSet = pGeometry->getOrCreateStateSet();// 将纹理关联给StateSet纹理单元0、osg::StateAttribute::OFF关闭纹理pStateSet->setTextureAttributeAndModes(0, texture2D.get(), osg::StateAttribute::ON);pGeometry->setTexCoordArray(0, pVec2Array.get());// 建立法线数组normalosg::ref_ptr<osg::Vec3Array> pVec3ArrayNormal = new osg::Vec3Array;pGeometry->setNormalArray(pVec3ArrayNormal.get());pGeometry->setNormalBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);//垂直于Z轴负方向pVec3ArrayNormal->push_back(osg::Vec3(0.0, 0.0, 1.0));pGeometry->setStateSet(pStateSet);}else{//设置颜色数组pGeometry->setColorArray(color.get());//设置颜色的绑定方式为单个顶点pGeometry->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_PER_VERTEX);}//添加到绘图基元pGeometry->addPrimitiveSet(dt->getTriangles());osg::ref_ptr <osg::Geode> pGNode = new osg::Geode;pGNode->addChild(pGeometry);return pGNode.release();}//创建场景
osg::ref_ptr<osg::Node> createModel()
{osg::Vec3 center(0.0f, 0.0f, 0.0f);float radius = 60.0f;//创建动画模型osg::ref_ptr<osg::Node> shadower = createMovingModel(center, radius * 0.5f);//创建地形平面osg::ref_ptr<osg::Node> shadowed = osgDB::readNodeFile("cow.osg");//osg::ref_ptr<osg::Node> shadowed = createBase(center - osg::Vec3(0.0f, 0.0f, radius * 0.1), radius);//创建场景组节点osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group();//设置状态属性root->setStateSet(createSpotLightDecoratorState(0, 1));//添加子节点root->addChild(shadower.get());root->addChild(shadowed.get());return root.release();
}int main()
{osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer();osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group();//添加场景root->addChild(createModel());//优化场景数据osgUtil::Optimizer optimzer;optimzer.optimize(root.get());//方便查看在多边形之间切换，以查看三角网viewer->addEventHandler(new osgGA::StateSetManipulator(viewer->getCamera()->getOrCreateStateSet()));viewer->addEventHandler(new osgViewer::StatsHandler());viewer->addEventHandler(new osgViewer::WindowSizeHandler());viewer->setSceneData(root.get());viewer->setUpViewInWindow(600, 600, 800, 600);return viewer->run();return 0;
}

2、OSG材质

2.1 材质类

  OSG 材质类（osg::Material）继承自 osg::StateAttribute 类。osg::Material 封装了 OpenGL 的 glMaterial()和 glColorMaterial()指令的函数功能。

在场景中设置节点的材质属性，首先要创建一个 osg::Material 对象，然后设置颜色和其他参数，再关联到场景图形的 StateSet 中，如下面的代码：

osg::StateSet* state = node->getOrCreateStateSet();
osg::ref_ptr<osg::Material> mat = new osg::Material;
state->setAttribute( mat.get() );

osg::Material 类包含的主要属性如下：

bool _ambientFrontAndBack; //前面与后面的环境光
Vec4 _ambientFront; //前面的环境光， r、g、b、w
Vec4 _ambientBack; //后面的环境光，r、g、b、w
bool _diffuseFrontAndBack; //前面与后面的漫射光
Vec4 _diffuseFront; //前面的漫射光，r、g、b、w
Vec4 _diffuseBack; //后面的漫射光，r、g、b、w
bool _specularFrontAndBack; //前面与后面的镜面光
Vec4 _specularFront; //前面的镜面光，r、g、b、w
Vec4 _specularBack; //后面的镜面光，r、g、b、w
bool _emissionFrontAndBack; //前面与后面的发射光（emission）
Vec4 _emissionFront; //前面的 emission，r、g、b、w
Vec4 _emissionBack; //后面的 emission，r、g、b、w
bool _shininessFrontAndBack; //前面与后面的发光（shininess）
float _shininessFront; //前面的 shininess
float _shininessBack; //后面的 shininess

注意：shininess 是一个在 0～128.0 之间的值，值越大，亮点越小、越亮。

OSG 材质的面如下：

enum Face
{
FRONT = GL_FRONT, //前
BACK = GL_BACK, //后
FRONT_AND_BACK = GL_FRONT_AND_BACK //前、后
};

OSG 材质的颜色模式如下：

enum ColorMode
{
AMBIENT = GL_AMBIENT, //环境光颜色
DIFFUSE = GL_DIFFUSE, //漫射光颜色
SPECULAR = GL_SPECULAR, //镜面光颜色
EMISSION = GL_EMISSION, //发射光颜色
AMBIENT_AND_DIFFUSE = GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, //环境与漫射光颜色
OFF //关闭模式
};

  在进行很多 OpenGL 的操作时，直接设置材质属性可能会过于耗费资源，而 OSG 提供了一种颜色跟踪材质的高效方法，操作比直接修改材质属性的效率更高，颜色跟踪材质（color material）允许用户程序通过改变当前颜色的方法，自动改变某一特定的材质属性。在许多情形下，这一操作比直接修改材质属性的效率要高，能加强光照场景和无光照场景的联系，并满足应用程序对材质的需要。

  允许颜色跟踪材质的特性需要调用 setColorMode()方法。osg::Material 类为之定义了枚举量AMBIENT、DIFFUSE、SPECULAR、EMISSION、AMBIENT_AND_DIFFUSE 以及 OFF。默认情况下，颜色跟踪模式被设置为 OFF，颜色跟踪材质被禁止。如果用户程序设置颜色跟踪模式为其他的值，那么 OSG 将为特定的材质属性开启颜色跟踪材质特性，此时主颜色的改变将会改变相应的材质属性。

  注意：根据颜色跟踪模式的取值不同，Material 类会自动允许或禁止GL_COLOR_MATERIAL。因此，用户程序不需要调用 setAttributeAndModes()来允许或禁止相关的模式值。

2.2 材质类示例

在这里插入图片描述

#include <windows.h>
#include <osgViewer/Viewer>
#include <osg/Vec3>
#include <osg/Vec4>
#include <osg/Quat>
#include <osg/Matrix>
#include <osg/ShapeDrawable>
#include <osg/Geometry>
#include <osg/Geode>
#include <osg/Notify>
#include <osg/MatrixTransform>
#include <osg/Texture3D>
#include <osg/Stencil>
#include <osg/ColorMask>
#include <osg/GLExtensions>
#include <osg/Depth>
#include <osg/AnimationPath>
#include <osg/Transform>
#include <osg/Material>
#include <osg/NodeCallback>
#include <osg/Depth>
#include <osg/CullFace>
#include <osg/TexMat>
#include <osg/TexGen>
#include <osg/TexEnv>
#include <osg/TextureCubeMap>
#include <osgViewer/ViewerEventHandlers> //事件监听
#include <osgGA/StateSetManipulator> //事件响应类，对渲染状态进行控制
#include <osgUtil/Simplifier> //简化几何体
#include <osgDB/WriteFile>
#include <osgDB/ReadFile>
#include <osg/Camera>
#include <osg/Light>
#include <osg/LightSource>
#include <osg/BoundingSphere>
#include <osg/BoundingBox>
#include <osgUtil/Optimizer>
#include <osg/TexGenNode>
#include <osgUtil/DelaunayTriangulator>
#include <iostream>
#include <osg/Material>
#include <osg/CullFace>#pragma comment(lib, "OpenThreadsd.lib")
#pragma comment(lib, "osgd.lib")
#pragma comment(lib, "osgDBd.lib")
#pragma comment(lib, "osgUtild.lib")
#pragma comment(lib, "osgGAd.lib")
#pragma comment(lib, "osgViewerd.lib")
#pragma comment(lib, "osgTextd.lib")//创建一个四边形节点
osg::ref_ptr<osg::Node> createNode()
{osg::ref_ptr<osg::Geode> geode = new osg::Geode();osg::ref_ptr<osg::Geometry> geom = new osg::Geometry();//设置顶点osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> vc = new osg::Vec3Array();vc->push_back(osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f));vc->push_back(osg::Vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));vc->push_back(osg::Vec3(1.0f, 0.0f, 1.0f));vc->push_back(osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));geom->setVertexArray(vc.get());//设置纹理坐标osg::ref_ptr<osg::Vec2Array> vt = new osg::Vec2Array();vt->push_back(osg::Vec2(0.0f, 0.0f));vt->push_back(osg::Vec2(1.0f, 0.0f));vt->push_back(osg::Vec2(1.0f, 1.0f));vt->push_back(osg::Vec2(0.0f, 1.0f));geom->setTexCoordArray(0, vt.get());//设置法线osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> nc = new osg::Vec3Array();nc->push_back(osg::Vec3(0.0f, -1.0f, 0.0f));geom->setNormalArray(nc.get());geom->setNormalBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);//添加图元geom->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS, 0, 4));//绘制geode->addDrawable(geom.get());return geode.get();
}int main()
{osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer = new osgViewer::Viewer();osg::ref_ptr<osg::Group> root = new osg::Group();osg::ref_ptr<osg::Node> node = createNode();//得到状态属性osg::ref_ptr<osg::StateSet> stateset = new osg::StateSet();stateset = node->getOrCreateStateSet();//创建材质对象osg::ref_ptr<osg::Material> mat = new osg::Material();//设置正面散射颜色mat->setDiffuse(osg::Material::FRONT, osg::Vec4(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f));//设置正面镜面颜色mat->setSpecular(osg::Material::FRONT, osg::Vec4(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f));//设置正面指数mat->setShininess(osg::Material::FRONT, 90.0f);stateset->setAttribute(mat.get());//设置背面剔除osg::ref_ptr<osg::CullFace> cullface = new osg::CullFace(osg::CullFace::BACK);stateset->setAttribute(cullface.get());stateset->setMode(GL_CULL_FACE, osg::StateAttribute::OFF);root->addChild(node.get());//优化场景数据osgUtil::Optimizer optimzer;optimzer.optimize(root.get());//方便查看在多边形之间切换，以查看三角网viewer->addEventHandler(new osgGA::StateSetManipulator(viewer->getCamera()->getOrCreateStateSet()));viewer->addEventHandler(new osgViewer::StatsHandler());viewer->addEventHandler(new osgViewer::WindowSizeHandler());viewer->setSceneData(root.get());viewer->setUpViewInWindow(600, 600, 800, 600);return viewer->run();
}

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