前言
在上一篇【qt openGL入门笔记】OSG实现飞机模型在网格图上飞行（一）-CSDN博客的基础上增加点迹显示功能，点迹显示在地图上。
效果图
代码结构变化
新增SituationCore
新增一个文件SituationCore.h，用于管理数据，当前包含五角星航线数据和雷达数据，其中五角星航线数据是从负责3D 态势图层的SituationScene的构造函数中挪出来。
| 成员 | 类型 | 一句话职责 | 谁调用 | 调用频率 |
|---|---|---|---|---|
starVertex(i) |
函数 | 算第 i 个五角星顶点坐标 | truthPos/truthVel/画航线 SituationScene画航线折线 SituationScene画顶点标记 | 初始化+每帧 |
starSeq(k) |
函数 | 查星形飞行顺序表 | truthPos/truthVel/画航线 SituationScene画航线折线 | 同上 |
truthPos(t) |
函数 | 真值位置 = 时间→坐标 | 显示层、RadarSim | 每帧30Hz |
truthVel(t) |
函数 | 真值方向 = 时间→单位向量 | 显示层（对机头） | 每帧30Hz |
gaussRand() |
函数 | 产生一个高斯随机数 | RadarSim | 每个点迹2次 |
Plot |
结构体 | 一次雷达测量的结果 | 全链路传递 | 每0.5s一个 |
polarToWorld(p) |
函数 | 极坐标→直角坐标 | 显示层 | 每个点迹1次 |
RadarSim::step() |
类方法 | 按节拍产生带噪测量 | MainWindow | 每帧调用 |
SceneUtil.h
增加了4个与点迹相关的函数：
// ------------------------------------------------------------
// setupDynamic：让 Geometry 可以每帧更新的"三件套"。
// OSG 默认用显示列表缓存 GPU 命令------CPU 侧改了顶点，缓存不知道，
// 表现为"加了点但屏幕没反应"。三件套 = 改用实时 VBO 提交。
// ------------------------------------------------------------
inline void setupDynamic(osg::Geometry* g)
{
g->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC); // ① 声明：数据每帧会变
g->setUseDisplayList(false); // ② 关闭显示列表缓存
g->setUseVertexBufferObjects(true); // ③ 用 VBO，dirty() 即上传
}
// ------------------------------------------------------------
// makePoints：点迹图层（动态点集）
// cap = 最多保留多少个点。点迹会无限到来，不设上限内存和顶点数
// 无限涨------行业做法是只留最近 N 个（FIFO），即"航迹余辉"长度。
// ------------------------------------------------------------
inline osg::Geometry* makePoints(float pixelSize, const osg::Vec4& color, unsigned cap)
{
osg::ref_ptr<osg::Geometry> g = new osg::Geometry;
setupDynamic(g.get());
osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> v = new osg::Vec3Array;
v->reserve(cap + 1); // 预分配，避免频繁扩容
g->setVertexArray(v.get());
g->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(GL_POINTS, 0, 0)); // 初始 0 个点
osg::ref_ptr<osg::Vec4Array> c = new osg::Vec4Array;
c->push_back(color); // 所有点共用一个颜色
g->setColorArray(c.get(), osg::Array::BIND_OVERALL);
osg::StateSet* ss = g->getOrCreateStateSet();
ss->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);
ss->setAttributeAndModes(new osg::Point(pixelSize)); // 点直径（像素）
ss->setAttributeAndModes(new osg::Depth(osg::Depth::ALWAYS)); // 信息层不被遮挡
return g.release();
}
// ------------------------------------------------------------
// appendPoint：尾部加点，超 cap 从头部淘汰（FIFO）。
// 改完必须 dirty()，否则数据只在 CPU 内存里，GPU 看不见。
// ------------------------------------------------------------
inline void appendPoint(osg::Geometry* g, const osg::Vec3& p, unsigned cap)
{
auto* v = static_cast<osg::Vec3Array*>(g->getVertexArray());
if (v->size() >= cap)
v->erase(v->begin()); // 淘汰最老的点
v->push_back(p);
// 顶点数量变了 → 图元描述同步更新
if (auto* da = dynamic_cast<osg::DrawArrays*>(g->getPrimitiveSet(0)))
da->set(GL_POINTS, 0, GLsizei(v->size()));
v->dirty(); // ★ 通知 OSG 重新上传
}
// ------------------------------------------------------------
// rewritePoint：就地改第 i 个顶点（过程3航迹线的预热------
// 航迹线是"顶点数固定、位置每帧更新"，正是它的用武之地）
// ------------------------------------------------------------
inline void rewritePoint(osg::Geometry* g, unsigned i, const osg::Vec3& p)
{
auto* v = static_cast<osg::Vec3Array*>(g->getVertexArray());
if (i < v->size()) { (*v)[i] = p; v->dirty(); }
}SituationScene变更
增加点迹图层，把五角星数据移出，新增与点迹有关的buildPlots、addPlot、updateTruth
#include "SituationCore.h" // ★ 视图层依赖数据层：addPlot 需要 Plot 类型
// ★ 喂给态势一个雷达点迹（MainWindow 调用）
void addPlot(const situ::Plot& plot);
void buildPlots(); // ★ 点迹图层
osg::ref_ptr<osg::Geometry> m_plotGeom; // 点迹动态几何体
unsigned m_plotCap = 240; // 内存上限：240点≈2分钟历史
SituationScene::SituationScene(osg::Group* root, osg::Node* model)
: m_root(root)
{
... ...
buildPlots(); // ★ 新增图层
... ...
}
由调用本地函数，改成调用SituationCore的starVertex和starSeq
void SituationScene::buildStarRoute(){
// a) 航线折线
for (int i = 0; i < 5; ++i) // LOOP 模式自动回到起点闭合
//v->push_back(osg::Vec3(m_star[m_seq[i]]));
v->push_back(osg::Vec3(situ::starVertex(situ::starSeq(i))));
// b) 顶点标记
for (int i = 0; i < 5; ++i)//绘制五角星
//v->push_back(osg::Vec3(m_star[i]));
v->push_back(osg::Vec3(situ::starVertex(i)));
}
// ------------------------------------------------------------
// 图层3： ★ 新增点迹
// ------------------------------------------------------------
void SituationScene::buildPlots()
{
// 6 像素红点，上限 240 个。返回的 Geometry 是"活的"：
// 之后每来一个点迹就 appendPoint 一次，图形自动增长
m_plotGeom = su::makePoints(6.f, osg::Vec4(1.f, 0.25f, 0.2f, 1.f), m_plotCap);
osg::ref_ptr<osg::Geode> geode = new osg::Geode;
geode->addDrawable(m_plotGeom.get());
m_root->addChild(geode.get());
}
void SituationScene::addPlot(const situ::Plot& plot)
{
// 极坐标 → 直角坐标（数据层的换算函数，z=0）
const osg::Vec3d p = situ::polarToWorld(plot);
// z 强制 0.6：二坐标雷达测不到高度，点迹只能落在地面。
// 所以红点云贴地、飞机在 800m 高空------两者之间靠白色垂线联系。
su::appendPoint(m_plotGeom.get(),
osg::Vec3(float(p.x()), float(p.y()), 0.6f),
m_plotCap);
}
// ------------------------------------------------------------
// ★★ 本过程核心算法★★
// 每帧驱动："调数据层 + 摆矩阵"。
// ------------------------------------------------------------
void SituationScene::updateTruth(double t)
{
const osg::Vec3d pos = situ::truthPos(t);
const osg::Vec3d dir = situ::truthVel(t);
osg::Quat rot; rot.makeRotate(osg::Vec3d(0, -1, 0), dir);
m_airMt->setMatrix(osg::Matrix::rotate(rot) * osg::Matrix::translate(pos));
}MainWindow更新
situ::RadarSim m_radar; // ★ 雷达模拟器（过程2新增）
m_radar.setNoise(80.0, 0.004); // 测量误差：距离±80m，方位±0.23°（可调，见实验）
// 仿真节拍：唯一的职责是"推时钟 + 驱动场景"。
// 注意数据循环（30Hz）与渲染循环（60Hz）是两条独立的线，
// 渲染线程每帧画的都是当前最新的场景状态------这就是"数据与显示解耦"。
void MainWindow::onTick()
{
m_simTime += m_dt; // 暂停时不进这里，时钟冻结
// ① 雷达节拍：本拍可能出 0 个或 1 个点迹（扫描周期限制）
situ::Plot plot;
if (m_radar.step(m_simTime, plot)) {
// qDebug("plot t=%.1f R=%.0f", plot.t, plot.range); // 调雷达时打开
m_scene->addPlot(plot); // 数据层 → 显示层，只传"测量结果"
}
// ② 飞机按真值飞
m_scene->updateTruth(m_simTime);
}数据流全图
MainWindow::onTick（30Hz 仿真时钟）
│
├─① m_radar.step(t, plot) 【数据层】
│ truthPos(t) 取真值
│ → 算 R/θ → 叠加高斯噪声 → 填 Plot
│ （没到 0.5s 间隔就返回 false，本拍没有点迹）
│
├─② m_scene->addPlot(plot) 【场景层】
│ polarToWorld 极→直角
│ → appendPoint 追加顶点 + FIFO
│ → dirty() → 下一帧 GPU 画出红点
│
└─③ m_scene->updateTruth(t) 【场景层调数据层函数】
situ::truthPos → m_airMt->setMatrix