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项目实战：Qt+OSG爆破动力学仿真三维引擎测试工具v1.1.0（加载.K模型，子弹轨迹模拟动画，支持windows、linux、国产麒麟系统）

news 文章来源：https://blog.csdn.net/qq21497936/article/details/142454993 2025/5/6 5:43:10

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长沙红胖子Qt（长沙创微智科）博文大全：开发技术集合（包含Qt实用技术、树莓派、三维、OpenCV、OpenGL、ffmpeg、OSG、单片机、软硬结合等等）持续更新中…

Qt开发专栏：项目实战（点击传送门）

OSG开发专栏（点击传送门）

需求

1.使用osg三维引擎进行动力学模型仿真性能测试；
2.打开动力学仿真模型文件，.k后缀的模型文件，测试加载解析过程；
3.解决第三方company的opengl制作的三维引擎，绘制面较多与弹丸路径模拟较卡顿的问题；
4.测试时，使用的模型为公开模型，基础面数量达到160多万个；
5.测试时，模拟动画使用的时100万条弹丸路径平行飞射出去；

Demo V1.1.0

1.新增打开双模型，第一个模型在原来的位置，第二个模型在偏移后的位置
2.优化打开关闭重新打开模型的过程
3.对于100万线动画射击，用于测试性能
4.当前模型为160万个面，双模型的时候为320多万个元素基础面
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Demo v1.0.0

测试交互流畅性，交互无延迟！！！
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模块化部署

在这里插入图片描述

关键源码

OsgWidget.h

#ifndef OSGWIDGET_H
#define OSGWIDGET_H#include <QWidget>
#include "OsgViewerWidget.h"
#include "MyManipulator.h"
#include "osg/PolygonMode"class AnimationPathCameraMainpulator;namespace Ui {
class OsgWidget;
}class OsgWidget : public QWidget
{Q_OBJECT
public:// 模型结构体struct Element_Shell    // *ELEMENT_SHELL{Element_Shell() {}qint64 eid;         // 单元idqint64 pid;         // 材料idqint64 n1;          // 节点1，定义几何形状qint64 n2;          // 节点2，定义几何形状qint64 n3;          // 节点3，定义几何形状qint64 n4;          // 节点4，定义几何形状qint64 n5;          // 厚度，额外的节点在标准的LS-DYNA四边形壳单元定义中是没有意义的。qint64 n6;          // 积分点数，额外的节点在标准的LS-DYNA四边形壳单元定义中是没有意义的。qint64 n7;          // 额外的节点在标准的LS-DYNA四边形壳单元定义中是没有意义的。qint64 n8;          // 额外的节点在标准的LS-DYNA四边形壳单元定义中是没有意义的。};struct Part             // *PART{Part() {}qint64 pid;         // 部件的id号，唯一qint64 secid;       // 有*section关键字定义的section的id号QList<Element_Shell> listElementShell;  // 部件片元qint64 mid;         // 部件的材料号qint64 eosid;       // 部件所属材料涉及的状态方程号，由*EOS关键字定义qint64 hgid;        // 沙漏或体积粘性参数编号，由*HOURGLASS关键字定义，取0表示将采用默认的数值：qint64 grav;        // 仅对实体单元有效，取0表示对所有PART进行重力初始化，取1表示仅对当前材料初始化qint64 adpopt;      // 标识该部件是否采用自适应网格划分，取0表示不采用qint64 tmid;        // 标识该部件是否采用自适应网格划分，取0表示不采用};struct Node {Node() {}qint64 nid;         // 结点号，唯一double x;           // 三维x坐标（全局）double y;           // 三维y坐标（全局）double z;           // 三维z坐标（全局）int tc;             // 平动自由度受约束状态，枚举值：0-无平动约束,1-X方向平动约束,2-Y方向平动约束int rc;             // 转动自由度收约束状态，枚举值：0-无转动约束,1-X方向转动约束,2-Y方向转动约束};struct K_Mode{K_Mode() {}QList<Part> listPart;QList<Node> listNode;QHash<int, Node> hashNid2Node;};// 添加模型K_Mode kMode;public:explicit OsgWidget(QWidget *parent = 0);~OsgWidget();public:bool getFixXAxis() const;               // 获取X轴固定状态bool getFixYAxis() const;               // 获取Y轴固定状态bool getFixZAxis() const;               // 获取Z轴固定状态void getCenter(double &x, double &y, double &z);// 获取引擎中心点坐标void getPersonPoint(double &x, double &y, double &z);// 获取初始化人眼的角度（看向引擎中心点）public:void setFixXAxis(bool fixXAxis);        // 设置固定X轴void setFixYAxis(bool fixYAxis);        // 设置固定Y轴void setFixZAxis(bool fixZAxis);        // 设置固定Z轴void setCenter(double x, double y, double z);// 设置引擎中心点坐标void setPersonPoint(double x, double y, double z);void setEnablePolygonMode(bool enable);void startAnimation();void pauseAnimation();void stopAnimation();public:bool loadKFile(QString filePath);bool loadK2File(QString filePath, int num, int x, int y, int z);void clear();void resetCoordinate();protected:void initOsg();                 // osg初始化void loadNode(osg::ref_ptr<osg::Node> pNode);// 加载场景根节点protected:osg::ref_ptr<osg::Node> createScene();          // 创建总场景osg::ref_ptr<osg::Node> createAnimation();      // 创建动画protected:void resizeEvent(QResizeEvent *event);void keyPressEvent(QKeyEvent* event);void keyReleaseEvent(QKeyEvent* event);void mousePressEvent(QMouseEvent* event);void mouseReleaseEvent(QMouseEvent* event);void mouseDoubleClickEvent(QMouseEvent* event);void mouseMoveEvent(QMouseEvent* event);void wheelEvent(QWheelEvent* event);void timerEvent(QTimerEvent *event);private:Ui::OsgWidget *ui;private:OsgViewerWidget *_pViewer;                  // osg场景嵌入Qt核心类osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> _pRoot;  // osg场景根节点private:float _xDistance;                           // x轴单个tick间距int _xTickNumber;                           // x轴tick数(例如：5的时候，是6个，0~5)float _yDistance;                           // y轴单个tick间距int _yTickNumber;                           // y轴tick数(例如：5的时候，是6个，0~5)float _zDistance;                           // z轴单个tick间距int _zTickNumber;                           // z轴tick数(例如：5的时候，是6个，0~5)QString _zUnit;                             // z轴单位float _zTickLabelOffset;                    // z轴坐标偏移QString _yUnit;                             // y轴单位float _zTickUnitLabelOffset;                // z轴坐标偏移QColor _gridColor;                          // 轴颜色QColor _labelColor;                         // 轴tickLabel的颜色osg::ref_ptr<osg::Node> _pNode;             // 模型osg::ref_ptr<osg::Node> _pNode2;             // 子弹osg::ref_ptr<MyManipulator> _pManipulator;  // 自定义漫游器osg::Vec3d _eyeVect3D;                      // 原始坐标，用于复位原始视角osg::Vec3d _centerVect3D;                   // 原始坐标，用于复位原始视角osg::Vec3d _upVect3D;                       // 原始坐标，用于复位原始视角K_Mode _kMode;int _timerId;osg::ref_ptr<osg::StateSet> _pStateSet;osg::ref_ptr<osg::PolygonMode> _pPolygonMode;osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> _pVec3Array;   // 炮弹bool _animationPausing;};#endif // OSGWIDGET_H

OsgWidget.cpp

bool OsgWidget::loadK2File(QString filePath, int num, int x, int y, int z)
{if(!QFile::exists(filePath)){LOG << "Not exist file:" << filePath;QMessageBox::information(0, "错误", QString("Not exist file: %1").arg(filePath));return false;}QFile file(filePath);if(!file.open(QIODevice::ReadOnly)){LOG << "Failed to open file:" << filePath;QMessageBox::information(0, "错误", QString("Failed to open file: %1").arg(filePath));return false;}kMode = K_Mode();QTextStream textStream(&file);QString context;qint64 rowIndex = -1;context = textStream.readLine();rowIndex++;LOG;...file.close();LOG;osg::ref_ptr<osg::Group> pGroup = new osg::Group;for(int index = 0; index < num; index++){LOG << index;// 绘图{for(int partIndex = 0; partIndex < kMode.listPart.size(); partIndex++){// 创建一个用户保存几何信息的对象osg::ref_ptr<osg::Geometry> pGeometry = new osg::Geometry;// 创建四个顶点的数组osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> pVec3Array = new osg::Vec3Array;// 添加四个顶点pGeometry->setVertexArray(pVec3Array.get());// 创建四种颜色的数据osg::ref_ptr<osg::Vec4Array> pVec4Array = new osg::Vec4Array;// 添加四种颜色pGeometry->setColorArray(pVec4Array.get());// 绑定颜色pGeometry->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_PER_VERTEX);double r, g, b;r = qrand() % 100 * 1.0f / 100;g = qrand() % 100 * 1.0f / 100;b = qrand() % 100 * 1.0f / 100;for(int elementShellIndex = 0; elementShellIndex < kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.size(); elementShellIndex++){//                               x     y     zpVec3Array->push_back(osg::Vec3(kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n1).x + index * x,kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n1).y + index * y,kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n1).z + index * z));pVec3Array->push_back(osg::Vec3(kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n2).x + index * x,kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n2).y + index * y,kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n2).z + index * z));pVec3Array->push_back(osg::Vec3(kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n3).x + index * x,kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n3).y + index * y,kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n3).z + index * z));pVec3Array->push_back(osg::Vec3(kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n4).x + index * x,kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n4).y + index * y,kMode.hashNid2Node.value(kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.at(elementShellIndex).n4).z + index * z));//                               r    g    b    a(a设置无效，估计需要其他属性配合)pVec4Array->push_back(osg::Vec4(r, g, b, 1.0));pVec4Array->push_back(osg::Vec4(r, g, b, 1.0));pVec4Array->push_back(osg::Vec4(r, g, b, 1.0));pVec4Array->push_back(osg::Vec4(r, g, b, 1.0));}// 注意：此处若不绑定画笔，则表示使用之前绑定的画笔// 为唯一的法线创建一个数组    法线: normalosg::ref_ptr<osg::Vec3Array> pVec3ArrayNormal = new osg::Vec3Array;pGeometry->setNormalArray(pVec3ArrayNormal.get());pGeometry->setNormalBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);pVec3ArrayNormal->push_back(osg::Vec3(0.0, -1.0, 0.0));// 由保存的数据绘制四个顶点的多边形pGeometry->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS, 0, kMode.listPart.at(partIndex).listElementShell.size() * 4));//            pGeometry->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS, 0, 4));// 向Geode类添加几何体(Drawable)osg::ref_ptr<osg::Geode> pGeode = new osg::Geode;pGeode->addDrawable(pGeometry.get());
#if 0{_pStateSet = pGeometry->getOrCreateStateSet();//                _pPolygonMode = new osg::PolygonMode(osg::PolygonMode::FRONT_AND_BACK, osg::PolygonMode::LINE);_pPolygonMode = new osg::PolygonMode(osg::PolygonMode::FRONT_AND_BACK, osg::PolygonMode::FILL);_pStateSet->setAttribute(_pPolygonMode, osg::StateAttribute::ON);}
#endifpGroup->addChild(pGeode.get());}}}// 始终是灰色，这里需要设置关闭光照：OFF，同时旋转都能看到了（光照关闭，法向量不起作用）{osg::StateSet *pStateSet = pGroup->getOrCreateStateSet();//      pStateSet->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::ON);pStateSet->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);}_pNode = pGroup.get();if(_pNode.get() == 0){return false;}_pRoot->addChild(_pNode);return true;
}

工程模板v1.1.0