Qt利用Coin3D（OpenInventor）进行3d绘图

文章目录

• 1.安装
• • 1.1.下载coin3d
  • 1.2.下载quarter
  • 1.3.解压并合并
• 2.在Qt中使用
• 3.画个网格
• 4.加载wrl模型
• 5.画个锤子并旋转
• 6.加载自定义视口文件

1.安装

1.1.下载coin3d

首先，到官网下载coin3d/coin

我是Qt5.15.2+vs2019的，因此我选择这个coin-4.0.2-msvc17-x64.zip

1.2.下载quarter

到官网下载Coin3D在Qt中的封装库【quarter】

我是Qt5.15.2+vs2019的，因此我选择这个quarter-1.2.1-Qt5.15-msvc17-x64.zip

1.3.解压并合并

将这两个压缩包放在在同一个文件夹中，先解压coin-4.0.2-msvc17-x64.zip，然后再解压

quarter-1.2.1-Qt5.15-msvc17-x64.zip，此时，我们利用Qt编程所需要的东西全在Coin3D这个文件夹里面了：

2.在Qt中使用

在Qt工程的pro文件中添加以下语句，路径要根据你的实际路径进行更改

QT += opengl

INCLUDEPATH += C:\Users\Administrator\Desktop\plc\Qt\Coin3D\include
LIBS += -LC:\Users\Administrator\Desktop\plc\Qt\Coin3D\lib \
-lQuarter1
LIBS += -LC:\Users\Administrator\Desktop\plc\Qt\Coin3D\bin

DEFINES += QUARTER_DLL

程序的话，可以参考以下这个【a small, completely stand-alone usage example】

3.画个网格

参考这篇文章【OpenInventor实现场景索引线集管理之SoIndexedLineSet】，弄了个绘制网格的例子：

#include "mainwindow.h"

#include <QApplication>
#include <QDebug>

#include <Inventor/nodes/SoBaseColor.h>
#include <Inventor/nodes/SoCone.h>
#include <Inventor/nodes/SoSeparator.h>
#include <Inventor/VRMLnodes/SoVRMLGroup.h>

#include <Inventor/nodes/SoPointSet.h>
#include <Inventor/nodes/SoCoordinate3.h>
#include <Inventor/nodes/SoIndexedLineSet.h>
#include <Inventor/nodes/SoLineSet.h>

#include <Inventor/nodes/SoMaterial.h>
#include <Inventor/nodes/SoMaterialBinding.h>
#include <Inventor/nodes/SoTransform.h>
#include <Inventor/nodes/SoMatrixTransform.h>


#include <Quarter/Quarter.h>
#include <Quarter/QuarterWidget.h>

#include <QtMath>

using namespace SIM::Coin3D::Quarter;

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    // MainWindow w;
    // w.show();

    // Initializes Quarter library (and implicitly also the Coin and Qt
    // libraries).
    Quarter::init();

    // Make a dead simple scene graph by using the Coin library, only
    // containing a single yellow cone under the scene graph root.
    SoSeparator * root = new SoSeparator;
    root->ref();

    // 绘制网格
    {
        // 根节点
        SoSeparator * lineRoot = new SoSeparator();
        lineRoot->ref();

        // 线段集
        SoIndexedLineSet *iLineSet = new SoIndexedLineSet();

        int gridRows = 10;
        int gridCols = 10;

        // 存放点数据的结构
        SbVec3f *points = new SbVec3f[2 * (gridCols + gridCols)];
        // 填充横线
        for(int i = 0; i < gridRows; i++)
        {
            points[i * 2].setValue(0, i, 0);
            points[i * 2 + 1].setValue(gridCols - 1, i, 0);
        }
        // 填充竖线
        for(int i = 0; i < gridCols; i++)
        {
            points[gridRows * 2 + i * 2].setValue(i, 0, 0);
            points[gridRows * 2 + i * 2 + 1].setValue(i, gridRows - 1, 0);
        }

        // 坐标系
        SoCoordinate3 *coord = new SoCoordinate3();
        // 将各个点填充至坐标系中
        coord->point.setValues(0, 2 * (gridCols + gridCols), points);

        // 保存线的索引
        int32_t *nLineSets = new int32_t[3 * (gridCols + gridRows)];
        // 每条线需要三个索引：起点、终点、结束符
        for(int i = 0; i < (gridCols + gridRows); i++)
        {
            nLineSets[3 * i]     = i * 2;
            nLineSets[3 * i + 1] = i * 2 + 1;
            // SO_END_LINE_INDEX的值是-1，-1代表一条索引线结束！！！
            nLineSets[3 * i + 2] = SO_END_LINE_INDEX;
        }
        iLineSet->coordIndex.setValues(0, 3 * (gridCols + gridRows), nLineSets);

        // 默认颜色为绿色，被选中的红色显示
        SbColor *color = new SbColor[2];
        color[0].setValue(1,0,0);
        color[1].setValue(0,1,0);
        SoMaterial *mat = new SoMaterial();
        mat->diffuseColor.setValues(0, 2, color);

        SoMaterialBinding *mb = new SoMaterialBinding;
        // 索引绑定材质！！！
        mb->value = SoMaterialBinding::PER_PART_INDEXED;
        // mb->value = SoMaterialBinding::PER_PART;
        // mb->value = SoMaterialBinding::OVERALL;

        // 设置线段的颜色
        for(int i = 0; i < (gridCols + gridRows); i++)
        {
            // 这里的索引.第一个参数指的是第条线，第二个参数指的是mat->diffuseColor中的第几种材质
            iLineSet->materialIndex.set1Value(i, 0);  // 第i个线段的颜色/
        }
        iLineSet->materialIndex.set1Value(0, 1);  // 第i个线段的颜色/

        // 整体变换
        SbMatrix sbMatrix, tmpMat, tmpMat1;
        sbMatrix.makeIdentity(); // 变成单位矩阵
        // 平移、旋转、缩放需要单独进行，然后相乘
        tmpMat.makeIdentity();
        // tmpMat.setTranslate(SbVec3f(1, 0, 0));
        tmpMat.setRotate(SbRotation(SbVec3f(1, 0, 0),  qDegreesToRadians(90.0)));
        tmpMat1.makeIdentity();
        tmpMat1.setScale(0.1);
        sbMatrix = tmpMat1 * tmpMat; // 越在右边的矩阵，逻辑上是越先被使用的
        SoMatrixTransform *matrix = new SoMatrixTransform;
        // matrix->matrix.setValue(sbMatrix);
        lineRoot->addChild(matrix);

        lineRoot->addChild(coord);      // 组成线的点
        lineRoot->addChild(mat);        // 线的材质
        lineRoot->addChild(mb);         // 绑定材质
        lineRoot->addChild(iLineSet);   // 线

        root->addChild(lineRoot);
    }

    // Create a QuarterWidget for displaying a Coin scene graph
    QuarterWidget * viewer = new QuarterWidget;
    viewer->setSceneGraph(root);

    viewer->viewAll();

    // make the viewer react to input events similar to the good old
    // ExaminerViewer
    viewer->setNavigationModeFile(QUrl("coin:///scxml/navigation/examiner.xml"));
    // viewer->setNavigationModeFile(QUrl("coin:///scxml/navigation/common.xml"));

    viewer->resize(640, 480);
    // Pop up the QuarterWidget
    viewer->show();

    // return a.exec();

    a.exec();

    // Clean up resources.
    root->unref();
    delete viewer;

    Quarter::clean();

    return a.exec();
}

4.加载wrl模型

参考【FengJungle /QtCoin3D_Robot 】，可以加载自己的wrl模型

    // 加载模型
    SoVRMLGroup *model = nullptr;
    {
        SoInput * myInput = new SoInput;
        if(myInput->openFile("lr4-r560.wrl"))
        {
            model = SoDB::readAllVRML(myInput);
            myInput->closeFile();
            delete myInput;
        }
        else
        {
            myInput->closeFile();
            delete myInput;
        }
    }
    if(model != nullptr)
    {
        qDebug() << "num of children:" << model->getNumChildren();
        root->addChild(model);
    }

5.画个锤子并旋转

// 绘制锤子
    {
        // 创建一个组合节点，作为锤子的根节点
        SoSeparator* hammerRoot = new SoSeparator;

        // 创建一个旋转节点，用于绕圆柱体的末端旋转锤子
        SoRotation* rotation = new SoRotation;
        rotation->rotation.setValue(SbVec3f(1, 0, 0), M_PI * 0);
        // 将旋转节点添加到组合节点中
        hammerRoot->addChild(rotation);

        QSlider *slider = new QSlider(Qt::Horizontal);
        slider->resize(300, 20);
        QObject::connect(slider, &QSlider::valueChanged, [=](){
            rotation->rotation.setValue(SbVec3f(1, 0, 0), M_PI * ((double)slider->value()) / 100.0); // 绕Z轴旋转45度
        });
        slider->show();


        // 将手柄的位置调整一下，使得旋转中心在手柄末端
        SoTranslation* handleTranslation = new SoTranslation;
        handleTranslation->translation.setValue(0, 5, 0);
        hammerRoot->addChild(handleTranslation);

        // 创建圆柱体节点，作为锤子的手柄
        SoCylinder* handle = new SoCylinder;
        handle->radius = 0.5;
        handle->height = 10;
        hammerRoot->addChild(handle);

        // 将长方体放置在圆柱体的末端
        SoTranslation* headTranslation = new SoTranslation;
        headTranslation->translation.setValue(0, 5, 0);
        hammerRoot->addChild(headTranslation);

        // 创建长方体节点，作为锤子的头部
        SoCube* head = new SoCube;
        head->width = 2;
        head->height = 2;
        head->depth = 2;
        hammerRoot->addChild(head);

        root->addChild(hammerRoot);
    }

6.加载自定义视口文件

	QString exePath = QDir::currentPath();
    QString filePath = QString("file:///%1/examiner.xml").arg(exePath);
    viewer->setNavigationModeFile(QUrl(filePath));

更加具体的其他操作还得研究研究。

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参考：
【OpenInventor官方文档】
【coin3d】
【FengJungle /QtCoin3D_Robot 】
【OpenInventor实现场景索引线集管理之SoIndexedLineSet】