使用OSG創建一個簡單的地形


1.解決方案

在網上參考了一些資料,使用OSG創建地形最簡單的辦法就是使用OSG::HeightField類,它是描述類似於DEM網格的四角面片。首先給出具體實現代碼:

#include <iostream>
#include <Windows.h>

#include <osgViewer/Viewer>
#include <osgDB/ReadFile>
#include <osg/Texture2D>
#include <osg/ShapeDrawable>
#include <gdal_priv.h>

using namespace std;

using namespace osg;
using namespace osgViewer;

//實現函數:從高程圖創建地形
osg::Node* createHeightField(std::string heightFile, std::string texFile)
{
	//讀取高度文件
	GDALAllRegister();          //GDAL所有操作都需要先注冊格式
	CPLSetConfigOption("GDAL_FILENAME_IS_UTF8", "NO");  //支持中文路徑
	GDALDataset* img = (GDALDataset *)GDALOpen(heightFile.c_str(), GA_ReadOnly);
	if (!img)
	{
		return nullptr;
	}

	//讀取基本參數
	int imgWidth = img->GetRasterXSize();   //圖像寬度
	int imgHeight = img->GetRasterYSize();  //圖像高度
	int bandNum = img->GetRasterCount();    //波段數
	int depth = GDALGetDataTypeSize(img->GetRasterBand(1)->GetRasterDataType()) / 8;    //圖像深度

	//獲取地理坐標信息
	double padfTransform[6];
	if (img->GetGeoTransform(padfTransform) == CE_Failure)
	{
		return nullptr;
	}
	double startX = padfTransform[0] + 0.5 * padfTransform[1];			//左上角點坐標X
	double dX = padfTransform[1];			//X方向的分辨率		
	double startY = padfTransform[3] + padfTransform[5] * imgHeight - 0.5 * padfTransform[5];			//左下角點坐標Y
	double dY = -padfTransform[5];			//Y方向的分辨率

	//申請buf
	int bufWidth = imgWidth;
	int bufHeight = imgHeight;
	size_t imgBufNum = (size_t)bufWidth * bufHeight * bandNum;
	float *imgBuf = new float[imgBufNum];

	//讀取
	size_t imgBufOffset = (size_t)bufWidth * (bufHeight - 1) * bandNum;
	img->RasterIO(GF_Read, 0, 0, bufWidth, bufHeight, imgBuf + imgBufOffset, bufWidth, bufHeight,
		GDT_Float32, bandNum, nullptr, bandNum*depth, -bufWidth*bandNum*depth, depth);

	//定義並設置高度文件
	osg::ref_ptr<osg::HeightField> heightField = new osg::HeightField();
	heightField->allocate(imgWidth, imgHeight);			//申請空間
	heightField->setOrigin(osg::Vec3(startX, startY, 0));			//起始位置	
	heightField->setXInterval(dX);			//間距X
	heightField->setYInterval(dY);			//間距Y
	heightField->setSkirtHeight(1.0f);

	//填充高度值
	for (int r = 0; r < imgHeight; r++)
	{
		for (int c = 0; c < imgWidth; c++)
		{
			size_t m = (size_t)r * imgWidth + c;
			heightField->setHeight(c, r, imgBuf[m]);
		}
	}

	//釋放
	delete[] imgBuf;
	imgBuf = nullptr;

	//節點
	osg::Geode* geode = new osg::Geode();
	osg::ref_ptr<osg::ShapeDrawable> heightShape = new osg::ShapeDrawable(heightField.get());
	geode->addDrawable(heightShape);

	//設置紋理
	osg::ref_ptr<osg::Image> texImage = osgDB::readImageFile(texFile);
	osg::ref_ptr<osg::Texture2D> tex = new osg::Texture2D;
	tex->setImage(texImage);
	tex->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);

	//渲染狀態
	osg::ref_ptr<osg::StateSet> stateset = new osg::StateSet();
	stateset->setTextureAttributeAndModes(0, tex.get(), osg::StateAttribute::ON);
	geode->setStateSet(stateset.get());

	return geode;
}

int main()
{	
	osgViewer::Viewer viewer;
	osg::ref_ptr<osg::Group> group = new osg::Group;

	std::string heightFile = "D:\\Data\\dst.tif";
	std::string texFile = "D:\\Data\\dom3_Level_19.jpg";
	group->addChild(createHeightField(heightFile, texFile));

	viewer.setSceneData(group);
	viewer.setUpViewInWindow(100, 100, 800, 600);
	return viewer.run();
}

其運行結果如下,顯示的是美國大峽谷(Grand Canyon)中的一小塊:

1) 使用TIF格式的DEM

因為不太清楚別的網上資料里面地形文件是jpg格式的,要知道jpg格式只能8位且沒有地理信息,所以在這里我直接使用的是GTiff格式的DEM。很奇怪我這里用osgDB讀取TIF文件失敗了,所以直接采用了GDAL讀取。

2) 描述HeightField

使用GDAL打開高程文件(DEM),能夠獲取地形的起點位置和間距,將其填充到HeightField中,這樣OSG就確定了高程點的XY位置。在使用GDAL讀取高程文件(DEM)存儲的高程值到內存中之后,依次填充到HeightField,就確定了地形的Z位置。最后繪制到節點,地形圖也就繪制出來了。

2.存在問題

可以看到我這里采用的紋理文件是一個處理好的,范圍剛剛好能夠覆蓋的jpg文件。其紋理是自動貼到四個角點的。其實我最初的設想是采用一個DOM(正射影像圖)來實現,通過其地理位置確定紋理坐標,最終無視范圍大小,實現一個DEM(高程)與DOM(影像)的自動疊加。
問題就在於HeightField的點是內部繪制的,我給其賦予的紋理坐標總是不正確。我初步嘗試發現一個網格點需要2個紋理坐標才能把整個紋理填滿。在這里希望大家批評指正下,究竟如何給HeightField的點設置紋理位置。

3.參考文檔

  1. osg三維重建的兩種方法剖析:三角面片(osgUtil::DelaunayTriangulator)和四角面片(osg::HeightField)
  2. OSG從高程圖創建地形-可運行
  3. OSG從高程圖創建地形


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