與Ogre共舞：第三步，來一個三角片

自從上一步學會開啟一個黑漆漆的小視窗後，該是來點什麼的時候了。在這步裡，我們將會在視窗裡擺上一個三角片-一個構成3D世界最基本的物件。擺好之後，或許還可以上點顏色。我們會開始接觸Ogre最重要的子系統-SceneManager，以及利用ManualObject來產生三角片。同樣的，這個範例依照我個人的偏好，不使用Ogre的設定檔與提供的資源。

第一個要上場的，就是掌控整個3D場景中所有物件的SceneManager。SceneManager握有物件的生殺大權，透過一個樹狀的結構管理物件的相對關係。Ogre支援多個SceneManager，可以同時管理不同類型的場景。ScnenManager是由Root物件所建立的：

    // create the SceneManager, in this case a generic one
    SceneManager *scene_mgr = root->createSceneManager( ST_GENERIC );

上面的敘述會建立一個一般性(ST_GENERIC)的ScnenManager，這裡暫時不討論SceneManager的形式。還記得"Hello, Ogre!"建立的步驟嗎？在正式啟動Ogre的描繪迴圈之前，我們已經手動建立好一個視窗。但是，光有視窗，Ogre仍然不知道該怎麼把3D場景「畫」在視窗上。這中間還需要一台攝影機，把3D場景「拍下來」，然後顯示在視窗上。所以，由SceneManager建立一部攝影機，就取名叫做"MainCamera"：

    // create the Camera
    Camera *camera = scene_mgr->createCamera( "MainCamera" );

順帶一提，在Ogre裡建立物件或資源，大多數都需要給一個名稱。除了作為辨識外，Ogre在查詢物件時，非常仰賴這個名稱。這個設計一開始讓人有點不習慣，不過在往後會大量的使用，因此稍微熟悉一下。

接著，建立ViewPort物件，讓相機(Camera)與描繪視窗(RenderWindow)有所連結。ViewPort可以看成在描繪視窗中，真正要顯示相機看到的部份。換句話說，一個ViewPort最大的尺寸就是描繪視窗的大小。Ogre支援多個ViewPort，也就是說，你也可以設計成利用分割畫面，達到兩人同時進行遊戲的效果。當然，那樣至少需要兩個相機。一般的情況下，我們只需要一個ViewPort就好，並利用ViewPort設定畫面的背景顏色。ViewPort預設使用100%描繪視窗的寬與高，背景顏色這裡設定為黑色。

    // create the Viewport
    Viewport *viewport = render_win->addViewport( camera );
    viewport->setBackgroundColour( ColourValue::Black ); // same as ColourValue( 0, 0, 0 )

現在，我們要設定一些相機的參數。在3D描繪中，相機能看到的範圍，是用一個平截頭錐體(frustum)來表示。底下的程式碼第1~4行分別設定了投影平面的縱橫比、近端截面的位置、遠端截面的位置、以及相機的視角。其中的Real是Ogre裡的浮點數型態，Degree是用來將角度(degree)轉換為弧度(radius)的。設定完後，我們會得到一個畫面縱橫比與ViewPort一致、最近距離是1、最遠距離達到1000、視角為45度的相機。最後，我們把相機的位置設定在z軸500個單位處（相機的視線方向為負z軸）。又，補充一下，Ogre的座標系統與OpenGL使用的一樣（右手座標系），+x 朝向螢幕右方，+y 朝向螢幕上方，+z 朝向正在看這篇文章的你（所以你的視線方向就是 -z）。

    camera->setAspectRatio( Real( viewport->getActualWidth() ) / Real( viewport->getActualHeight() ) );
    camera->setNearClipDistance( 1 );
    camera->setFarClipDistance( 1000 );
    camera->setFOVy( Degree( 45 ) );
    camera->setPosition( 0, 0, 500 );

到這裡，能讓Ogre描繪場景的元件都已經準備就緒了。剩下兩個步驟，就可以完成這次的目標囉！第一個步驟是建立一個材質，第二個是建立一個三角面。在Ogre中，材質基本上會由ResourceManager載入，使用者可以直接使用材質名稱來使用材質。但是在底層，材質是如何建立的？下面的例子建立一個名叫"ManualObjNoLighting"的材質，材質所數的群組名稱是DEFAULT_RESOURCE_GROUP_NAME，唯一的屬性就是「不使用燈光」（其他都用預設值）。

    // create a material with nothing and no lighting
    MaterialPtr mtl = MaterialManager::getSingleton().create( "ManualObjNoLighting",
                                                              ResourceGroupManager::DEFAULT_RESOURCE_GROUP_NAME );
    mtl->setLightingEnabled( false );

建立一個三角面，這裡使用ManualObject來完成。如果有用過OpenGL，那一定對ManualObject的操作方式非常熟悉。是的，跟OpenGL畫圖的指令很類似。

    // create the triangular face by using ManualObject
    ManualObject* manual = scene_mgr->createManualObject( "triangular_face" );
    manual->begin( "ManualObjNoLighting", RenderOperation::OT_TRIANGLE_LIST );
    manual->position(-100.0,  100.0, 0.0);
    manual->position(-100.0, -100.0, 0.0);
    manual->position( 100.0, -100.0, 0.0);
    manual->end();

ManualObject物件由SceneManager管理與創建，第2行，由SceneManager建立一個使用"ManualObjNoLighting"材質，名叫"triangular_face"的ManualObject物件，並利用回傳的指標操作。接著，第3行呼叫ManualObject::begin()指令，準備開始填頂點位置等資料。OT_TRIANGLE_LIST指示ManualObject接下來所輸入的頂點資料，為每三個表示一個三角面。第4~6行就是三角面的頂點位置，按照逆時鐘方向的順序填入。當所有的頂點資料填完以後，第7行，呼叫ManualObject::end()完成物體的建立。ManualObject支援以索引值(index)定義表面的方式建立物體，不過這個例子只有簡單的一個三角面，就先省略了。

最後，不要忘記把剛剛建立的物件加入SceneManager裡，這裡直接把物體加入RootSceneNode：

    // attach the object to the root node
    scene_mgr->getRootSceneNode()->attachObject( manual );

好啦～該讓Ogre畫出來了。執行Root::startRendering()啟動描繪迴圈，你應該可以看到一個白色的三角形，在視窗的中間。

光這樣好像太單調了，加個顏色吧！把剛剛建立ManualObject的部份改成：

    // create the triangular face by using ManualObject
    ManualObject* manual = scene_mgr->createManualObject( "triangular_face" );
    manual->begin( "ManualObjNoLighting", RenderOperation::OT_TRIANGLE_LIST );
    manual->position(-100.0,  100.0, 0.0);
    manual->colour( ColourValue::Red ); // ColourValue( 1, 0, 0 );
    manual->position(-100.0, -100.0, 0.0);
    manual->colour( ColourValue::Green ); // ColourValue( 0, 1, 0 );
    manual->position( 100.0, -100.0, 0.0);
    manual->colour( ColourValue::Blue ); // ColourValue( 0, 0, 1 );
    manual->end();

是不是漂亮多了？

[下載] 範例程式 (VC2008 專案)
ogre_tutorial_3.zip 3.4 Kb