GOSG与PhysX=三维=演示系统
随着计算机技术的发展和人们对视觉要求的提高，计算机 3D 图形技术在近
十年内得到了飞速的发展。如今 3D 在人们的工作和生活中无处不在，几乎在任
何领域都能看到 3D 技术的存在，尤其影视，游戏，动画，工业，军事，导航，
仿真等领域更是离不开计算机 3D 技术。现今已经诞生了许多优秀的图形引擎，
基本上都是对 opengl 或 d3d 的再次封装，较为主流的有 OpenSceneGraph,Ogre。
尤其是 OpenSceneGraph,已经逐渐更受学术界，商业界青睐，所以作者也选择了
OpenSceneGraph 作为图形引擎。 HM000048
在图形引擎飞速发展的同时，物理引擎也在迅速崛起。物理引擎集成了大量
物理算法，一般只负责数值的计算，不负责 3D 的渲染，所以往往要与 3D 渲染
引擎结合。作者这里选择了 PhysX 这款物理引擎，它是一套由 AGEIA 公司开发
的物理运算引擎；也是世界三大物理运算引擎之一，另外两种是 Havok 和 Bullet。
由于具有物理特性的三维虚拟场景更具有真实感，用户更易于沉浸到场景中，因
此物理引擎在虚拟仿真中的作用日益重要。
本论主要介绍 OpenSceneGraph 和 PhysX 相关技术，以及如何将两者相结
合，达到令虚拟世界中的物体运动符合真实世界的物理定律。
关键词 ： 图形技术；OpenSceneGraph；PhysX；CEGUI、
1.1 课题背景
随着科学技术的发展和社会生产力的提高 ，虚拟仿真技术得到人们的日益
重视 ，并逐渐成为一个新的科学技术领域。目前虚拟仿真系统大多以图形引擎
为基础。再封装构建上层应用系统。计算机图形学在各个行业的应用也得到迅速
普及和深入。目前，计算机图形学己进入三维时代，三维图形在人们周围无所不
在。科学计算可视化、计算机动画和虚拟现实已经成为近年来计算机图形学的三
大热门话题，而这三大热门话题的技术核心均为三维图形。
图形引擎中比较出色的有 OGRE、OpenGVS、Vtree、OSG 等 ，其 中 OSG
是一款典型 的跨平台开源图形引擎 ，可以显示精美的三维几何模型 ，可以控
制物体的位置方向 ，可以检测 边界碰撞，它是使用 OpenGL 技术开发，是一套
基于 C++平台的应用程序接口（API），它让程序员能够更加快速、便捷地创建
高性能、跨平台的交互式图形程序。它作为中间件（middleware）为应用软件提
供了各种高级渲染特性，IO，以及空间结构组织函数；而更低层次的 OpenGL 硬
件抽象层（HAL）实现了底层硬件显示的驱动，功能完善 ，可移植性强。但是
物体之间缺乏互动性，物体难以按照现实世界的方式运动 ，运动的场景缺乏真
实感 ，因此引入物理 引擎十分必要。物理引擎利用物理运动定律 ，实时计算
每帧画面物体的姿态 ，使物体与场景间的交互性大为增强。目前出色的物理引
擎有 PhysX、Havok、ODE、Newton 等 ，其中 PhysX 是 一 款可免费使用 的
跨平台商业物理引擎 ，可模拟刚体、柔性体、流体 、布料等等 ，功能强大 ，
执行效率高 ，应用广泛。
如何将物理引擎与图形引擎结合，同时保持图形引擎的强大的渲染能力和物
理引擎精确的计算能力是一个问题 ，本文将研究 OSG 图形引擎与 PhysX 物理
引擎结合的相关问题 ，对结合中的模型创建 、数据转换等关键技术进行分析 ，
并实现一个具有物理特性的虚拟场景。
1.2 查看完整请+Q:351916072获取
1.1 课题背景
随着科学技术的发展和社会生产力的提高 ，虚拟仿真技术得到人们的日益
重视 ，并逐渐成为一个新的科学技术领域。目前虚拟仿真系统大多以图形引擎
为基础。再封装构建上层应用系统。计算机图形学在各个行业的应用也得到迅速
普及和深入。目前，计算机图形学己进入三维时代，三维图形在人们周围无所不
在。科学计算可视化、计算机动画和虚拟现实已经成为近年来计算机图形学的三
大热门话题，而这三大热门话题的技术核心均为三维图形。
图形引擎中比较出色的有 OGRE、OpenGVS、Vtree、OSG 等 ，其 中 OSG
是一款典型 的跨平台开源图形引擎 ，可以显示精美的三维几何模型 ，可以控
制物体的位置方向 ，可以检测 边界碰撞，它是使用 OpenGL 技术开发，是一套
基于 C++平台的应用程序接口（API），它让程序员能够更加快速、便捷地创建
高性能、跨平台的交互式图形程序。它作为中间件（middleware）为应用软件提
供了各种高级渲染特性，IO，以及空间结构组织函数；而更低层次的 OpenGL 硬
件抽象层（HAL）实现了底层硬件显示的驱动，功能完善 ，可移植性强。但是
物体之间缺乏互动性，物体难以按照现实世界的方式运动 ，运动的场景缺乏真
实感 ，因此引入物理 引擎十分必要。物理引擎利用物理运动定律 ，实时计算
每帧画面物体的姿态 ，使物体与场景间的交互性大为增强。目前出色的物理引
擎有 PhysX、Havok、ODE、Newton 等 ，其中 PhysX 是 一 款可免费使用 的
跨平台商业物理引擎 ，可模拟刚体、柔性体、流体 、布料等等 ，功能强大 ，
执行效率高 ，应用广泛。
如何将物理引擎与图形引擎结合，同时保持图形引擎的强大的渲染能力和物
理引擎精确的计算能力是一个问题 ，本文将研究 OSG 图形引擎与 PhysX 物理
引擎结合的相关问题 ，对结合中的模型创建 、数据转换等关键技术进行分析 ，
并实现一个具有物理特性的虚拟场景。
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摘要I
ABSTRACT.II
第一章 绪论..1
1.1 课题背景..1
1.2 课题的研究 1
第二章 图形引擎与 UI 框架.3
2.1 图形技术基础..3
2.1.1 OSG 引擎介绍.3
2.1.2 OSG 的优势与一点不足.3
2.2 建模工具使用..5
2.2.1 3DSMAX 背景简介..5
2.2.2 支持的常见的数据格式...6
2.3 CEGUI 简介6
2.4工具 CEImagesetEditor及CELayoutEditor介绍...7
第三章 物理引擎技术10
3.1 PhysX 背景简介..10
3.2 PhysX 的初始化..10
3.3 物理模型介绍..11
3.3.1 刚体11
3.3.2 布料13
3.3.3 软体14
3.4 工具 PhysXViewer 介绍17
第四章 详细设计与实现19
4.1 概要设计19
4.2 界面设计...19
4.2.1 界面框架.19
4.2.2 CEGUI 如何与 OSG 结合.20
4.3 OSG 场景实现22
4.3.1 相机节点.22
4.3.2 回调函数.23
4.3.3 漫游器.24
4.3.4 事件处理器 GUIEventHandler..25
4.4 PhysX 与 OSG 的整合26
4.4.1 如何在OSG 中使用physX..26
4.4.2 physX 的刚体数据如何传入 OSG 中..27
4.4.3 physX 的布料数据如何传入 OSG 中.29
4.4.4 physX的软体数据如何传入 OSG中...35
第五章 总结与展望39
5.1 总结39
5.2 展望39
致谢..41
参考文献..42
附录..43
英文部分..43
中文部分..52 查看完整请+Q:351916072获取
十年内得到了飞速的发展。如今 3D 在人们的工作和生活中无处不在，几乎在任
何领域都能看到 3D 技术的存在，尤其影视，游戏，动画，工业，军事，导航，
仿真等领域更是离不开计算机 3D 技术。现今已经诞生了许多优秀的图形引擎，
基本上都是对 opengl 或 d3d 的再次封装，较为主流的有 OpenSceneGraph,Ogre。
尤其是 OpenSceneGraph,已经逐渐更受学术界，商业界青睐，所以作者也选择了
OpenSceneGraph 作为图形引擎。 HM000048
在图形引擎飞速发展的同时，物理引擎也在迅速崛起。物理引擎集成了大量
物理算法，一般只负责数值的计算，不负责 3D 的渲染，所以往往要与 3D 渲染
引擎结合。作者这里选择了 PhysX 这款物理引擎，它是一套由 AGEIA 公司开发
的物理运算引擎；也是世界三大物理运算引擎之一，另外两种是 Havok 和 Bullet。
由于具有物理特性的三维虚拟场景更具有真实感，用户更易于沉浸到场景中，因
此物理引擎在虚拟仿真中的作用日益重要。
本论主要介绍 OpenSceneGraph 和 PhysX 相关技术，以及如何将两者相结
合，达到令虚拟世界中的物体运动符合真实世界的物理定律。
关键词 ： 图形技术；OpenSceneGraph；PhysX；CEGUI、
1.1 课题背景
随着科学技术的发展和社会生产力的提高 ，虚拟仿真技术得到人们的日益
重视 ，并逐渐成为一个新的科学技术领域。目前虚拟仿真系统大多以图形引擎
为基础。再封装构建上层应用系统。计算机图形学在各个行业的应用也得到迅速
普及和深入。目前，计算机图形学己进入三维时代，三维图形在人们周围无所不
在。科学计算可视化、计算机动画和虚拟现实已经成为近年来计算机图形学的三
大热门话题，而这三大热门话题的技术核心均为三维图形。
图形引擎中比较出色的有 OGRE、OpenGVS、Vtree、OSG 等 ，其 中 OSG
是一款典型 的跨平台开源图形引擎 ，可以显示精美的三维几何模型 ，可以控
制物体的位置方向 ，可以检测 边界碰撞，它是使用 OpenGL 技术开发，是一套
基于 C++平台的应用程序接口（API），它让程序员能够更加快速、便捷地创建
高性能、跨平台的交互式图形程序。它作为中间件（middleware）为应用软件提
供了各种高级渲染特性，IO，以及空间结构组织函数；而更低层次的 OpenGL 硬
件抽象层（HAL）实现了底层硬件显示的驱动，功能完善 ，可移植性强。但是
物体之间缺乏互动性，物体难以按照现实世界的方式运动 ，运动的场景缺乏真
实感 ，因此引入物理 引擎十分必要。物理引擎利用物理运动定律 ，实时计算
每帧画面物体的姿态 ，使物体与场景间的交互性大为增强。目前出色的物理引
擎有 PhysX、Havok、ODE、Newton 等 ，其中 PhysX 是 一 款可免费使用 的
跨平台商业物理引擎 ，可模拟刚体、柔性体、流体 、布料等等 ，功能强大 ，
执行效率高 ，应用广泛。
如何将物理引擎与图形引擎结合，同时保持图形引擎的强大的渲染能力和物
理引擎精确的计算能力是一个问题 ，本文将研究 OSG 图形引擎与 PhysX 物理
引擎结合的相关问题 ，对结合中的模型创建 、数据转换等关键技术进行分析 ，
并实现一个具有物理特性的虚拟场景。
1.2 查看完整请+Q:351916072获取
1.1 课题背景
随着科学技术的发展和社会生产力的提高 ，虚拟仿真技术得到人们的日益
重视 ，并逐渐成为一个新的科学技术领域。目前虚拟仿真系统大多以图形引擎
为基础。再封装构建上层应用系统。计算机图形学在各个行业的应用也得到迅速
普及和深入。目前，计算机图形学己进入三维时代，三维图形在人们周围无所不
在。科学计算可视化、计算机动画和虚拟现实已经成为近年来计算机图形学的三
大热门话题，而这三大热门话题的技术核心均为三维图形。
图形引擎中比较出色的有 OGRE、OpenGVS、Vtree、OSG 等 ，其 中 OSG
是一款典型 的跨平台开源图形引擎 ，可以显示精美的三维几何模型 ，可以控
制物体的位置方向 ，可以检测 边界碰撞，它是使用 OpenGL 技术开发，是一套
基于 C++平台的应用程序接口（API），它让程序员能够更加快速、便捷地创建
高性能、跨平台的交互式图形程序。它作为中间件（middleware）为应用软件提
供了各种高级渲染特性，IO，以及空间结构组织函数；而更低层次的 OpenGL 硬
件抽象层（HAL）实现了底层硬件显示的驱动，功能完善 ，可移植性强。但是
物体之间缺乏互动性，物体难以按照现实世界的方式运动 ，运动的场景缺乏真
实感 ，因此引入物理 引擎十分必要。物理引擎利用物理运动定律 ，实时计算
每帧画面物体的姿态 ，使物体与场景间的交互性大为增强。目前出色的物理引
擎有 PhysX、Havok、ODE、Newton 等 ，其中 PhysX 是 一 款可免费使用 的
跨平台商业物理引擎 ，可模拟刚体、柔性体、流体 、布料等等 ，功能强大 ，
执行效率高 ，应用广泛。
如何将物理引擎与图形引擎结合，同时保持图形引擎的强大的渲染能力和物
理引擎精确的计算能力是一个问题 ，本文将研究 OSG 图形引擎与 PhysX 物理
引擎结合的相关问题 ，对结合中的模型创建 、数据转换等关键技术进行分析 ，
并实现一个具有物理特性的虚拟场景。
1.2 查看完整请+Q:351916072获取
摘要I
ABSTRACT.II
第一章 绪论..1
1.1 课题背景..1
1.2 课题的研究 1
第二章 图形引擎与 UI 框架.3
2.1 图形技术基础..3
2.1.1 OSG 引擎介绍.3
2.1.2 OSG 的优势与一点不足.3
2.2 建模工具使用..5
2.2.1 3DSMAX 背景简介..5
2.2.2 支持的常见的数据格式...6
2.3 CEGUI 简介6
2.4工具 CEImagesetEditor及CELayoutEditor介绍...7
第三章 物理引擎技术10
3.1 PhysX 背景简介..10
3.2 PhysX 的初始化..10
3.3 物理模型介绍..11
3.3.1 刚体11
3.3.2 布料13
3.3.3 软体14
3.4 工具 PhysXViewer 介绍17
第四章 详细设计与实现19
4.1 概要设计19
4.2 界面设计...19
4.2.1 界面框架.19
4.2.2 CEGUI 如何与 OSG 结合.20
4.3 OSG 场景实现22
4.3.1 相机节点.22
4.3.2 回调函数.23
4.3.3 漫游器.24
4.3.4 事件处理器 GUIEventHandler..25
4.4 PhysX 与 OSG 的整合26
4.4.1 如何在OSG 中使用physX..26
4.4.2 physX 的刚体数据如何传入 OSG 中..27
4.4.3 physX 的布料数据如何传入 OSG 中.29
4.4.4 physX的软体数据如何传入 OSG中...35
第五章 总结与展望39
5.1 总结39
5.2 展望39
致谢..41
参考文献..42
附录..43
英文部分..43
中文部分..52 查看完整请+Q:351916072获取
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