14、Ogre工具与脚本属性全面解析

Ogre工具与脚本属性全面解析

1. Ogre工具与插件概述

Ogre虽然功能强大,但要发挥作用,就需要有可渲染的内容。这些内容通常由离线工具创建,或者通过特定的工具链为Ogre准备好。下面将介绍各种成熟且受支持的Ogre工具和插件。

2. 官方工具和实用程序
2.1 导出器和插件

Ogre仅支持自己的二进制网格/动画格式,因此无论使用何种3D建模工具,都需要将网格、材质和动画数据导出为Ogre格式。部分导出过程可能需要分两步进行,先将数据导出为中间XML格式,再使用命令行工具将其转换为二进制可加载格式。

以下是Ogre核心团队直接开发和支持的导出器:
| 导出器名称 | 工具介绍 | 支持版本 |
| — | — | — |
| Blender | 开源3D建模软件,功能可与商业建模软件媲美。其导出器支持完整的Ogre网格、材质和动画(骨骼、变形和姿态)导出,且与Blender版本同步更新。同时,它还能将二进制的.mesh和.skeleton文件导入到Blender中。 | 2.37a、2.4x及以上 |
| Softimage|XSI | 首个认可Ogre库和社区重要性的商业工具供应商,为其XSI建模包提供了Ogre导出器。XSI是功能齐全的商业3D建模工具。 | 4.2、5.x及以上 |
| Discreet 3D Studio Max | 原始的3D建模工具供应商之一,为Ogre项目开发了官方的3D Studio Max导出器。该工具常用于游戏内容创建,部分得益于其Character Studio动画套件。 | 6/7/8及以上 |
| MilkShape 3D | 早期的3D建模工具,因易用性和合理价格受到许多建模者喜爱。 | 1.6.x和1.7.x |

2.2 命令行工具和实用程序
  • OgreXMLConverter :用于将中间XML格式转换为二进制的.mesh和.skeleton格式。它不仅能进行格式转换,还能对数据进行预优化布局,提高数据加载效率,同时预生成模板阴影体积的边缘列表和特定平台的颜色格式。可通过命令行开关激活或配置以下额外计算:
  • 切线生成:为切线空间法线贴图生成切线。
  • 去除冗余轨道和关键帧:优化去除冗余动画数据。
  • 自动生成细节级别:自动生成LoD网格数据,并可设置级别数量、级别距离和每级三角形减少百分比。
  • MeshUpgrader和MaterialUpgrader :用于将旧的网格或材质文件格式升级到适合当前Ogre版本的格式。
3. 第三方工具和实用程序
3.1 导出器和插件

以下导出器和插件由社区成员积极开发和维护:
| 导出器名称 | 工具介绍 | 支持版本 |
| — | — | — |
| Alias|Wavefront Maya | 顶级3D建模和动画软件,用于电影、电视、游戏等领域的数字内容创建。其导出器由Ogre社区活跃成员开发和维护。 | 6/6.5/7及以上 |
| oFusion for 3D Studio Max | 由Ogre社区用户为第三方开发的插件,其社区版已成为Ogre数字内容创建工具的“黄金标准”。该插件允许艺术家在Max中通过Ogre视口查看模型在引擎中的效果,支持GPU着色器,可直接将模型和场景导出为Ogre二进制骨骼和网格格式。 | - |
| Google SketchUp | 谷歌提供的轻量级、易用的3D建模工具,适合非技术艺术家快速创建3D场景原型。其Ogre导出器可在Ogre Addons中找到。 | - |

3.2 数字内容创建工具
  • Particle Editor :用于编辑现有粒子系统和创建新的粒子系统,通过直观的GUI可完全控制所有粒子参数。该编辑器在实际的Ogre应用程序中实现,可直接查看视觉效果。
  • Mesh Viewer :简单的应用程序,可在实际的Ogre应用程序中加载和预览网格和动画,无需将其加载到完整应用程序中,便于3D内容的快速迭代创建。
  • ATI RenderMonkey Exporter :将RenderMonkey数据转换为Ogre原生材质文件,可在Ogre中直接使用。
4. Ogre插件
  • COLLADA :3D图形行业的重要倡议,旨在开发一种所有数字内容创建工具都能理解的“通用格式”。Ogre的COLLADA插件正在积极开发中,可使Ogre直接加载COLLADA文件。
  • Paging Scene Manager :用于高效渲染大型高度图地形的Ogre场景管理器插件,采用“地理mipmapping”技术在地形页面范围内管理细节级别。该插件附带mapsplitter工具,可将大型高度图切割成较小页面,便于进行细节级别管理。
  • Streaming Video :基于Theora的流式纹理源插件,可在应用程序中播放视频(包括实时流媒体视频)。
  • Physics Library Connectors :实现适配器设计模式,用于桥接物理模拟库和Ogre,减少开发者手动更新对象变换的需求。常见的有OgreODE、NxOgre和OgreNewt。
  • Script Bindings :多种脚本语言已直接绑定到Ogre,以下是相对“完整”和“成熟”的绑定:
  • PyOgre :完整的Python绑定,可实现快速原型设计和应用程序开发,无需编译代码。
  • OgreDotNet :使Ogre成为CLR包和命名空间的绑定,可在.NET Framework中使用。
5. 外部使用Ogre的项目
  • Ogre4J :Java绑定,使Java应用程序能够使用Ogre。
  • Yake :使用Ogre进行渲染的游戏引擎框架。
6. 脚本属性参考
6.1 材质脚本属性

材质脚本属性涵盖顶级材质属性、技术属性、通道属性和纹理单元属性等。以下是部分重要属性的介绍:
| 属性名称 | 值格式 | 描述 |
| — | — | — |
| lod_distances | [ … ] | 细节级别距离列表 |
| receive_shadows | | | 对象是否接收阴影(默认on) |
| ambient | [ ] | 通道的环境光颜色值(默认1.0 1.0 1.0 1.0) |
| diffuse | [ ] | 通道的漫反射颜色值(默认1.0 1.0 1.0 1.0) |
| specular | [ ] | 通道的镜面反射颜色值(默认0.0 0.0 0.0 0.0 0.0) |
| emissive | [ ] | 通道的自发光颜色值(默认0.0 0.0 0.0 0.0) |
| scene_blend | | | | | 通道与场景的混合方式(默认不混合) |
| depth_check | | | 是否启用深度缓冲区检查(默认on) |
| depth_write | | | 是否启用深度缓冲区写入(默认on) |

6.2 合成器脚本属性

合成器脚本属性包括技术属性、目标属性和通道属性:
- 技术属性 :texture属性用于声明后续目标通道中使用的渲染纹理。
- 目标属性 :包括输入模式、是否仅初始执行、可见性掩码、细节级别偏差和材质方案等。
- 通道属性 :根据通道类型(render_quad、clear、stencil或render_scene)的不同,具有不同的属性,如输入映射、材质定义、标识符等。

6.3 粒子脚本属性

粒子系统脚本属性包括粒子系统定义属性、粒子发射器定义属性和标准粒子影响器属性:
| 属性名称 | 值格式 | 描述 |
| — | — | — |
| quota | | 系统中同时存在的最大粒子数(默认10) |
| material | | 系统中所有粒子使用的材质名称(默认无) |
| particle_width | | 粒子在世界坐标中的宽度(默认100) |
| particle_height | | 粒子在世界坐标中的高度(默认100) |
| angle | | 发射粒子的最大偏差角度(默认0) |
| colour | [ ] | 发射粒子的静态颜色(默认1.0 1.0 1.0 1.0) |

6.4 覆盖层脚本属性

覆盖层脚本属性包括覆盖层属性、元素和容器属性以及特定元素和容器的属性:
| 属性名称 | 值格式 | 描述 |
| — | — | — |
| zorder | | 覆盖层的堆叠顺序,范围0 - 650 |
| metrics_mode | | 度量模式,可选像素或相对(默认相对) |
| horz_align | | 水平对齐方式,可选左、中或右(默认左) |
| vert_align | | 垂直对齐方式,可选上、中或下(默认上) |

6.5 字体定义脚本属性

字体定义脚本属性包括字体类型、源文件、字形坐标、大小、分辨率和抗锯齿颜色等属性。
| 属性名称 | 值格式 | 描述 |
| — | — | — |
| type | | 字体类型,可选truetype或image |
| source | | 字体文件或自定义字形图像文件的名称 |
| glyph | | 字形的文本字符和UV坐标(仅适用于源图像字体) |
| size | | 字体大小(仅适用于truetype字体) |
| resolution | | 字符生成的分辨率(仅适用于truetype字体) |
| antialias_colour | | | 是否使用颜色通道进行抗锯齿(默认false) |

通过以上对Ogre工具、插件和脚本属性的介绍,开发者可以更全面地了解和使用Ogre进行3D内容的创建和开发。不同的工具和属性可满足各种不同的需求,从简单的网格导出到复杂的粒子系统和场景管理,都能在Ogre的生态系统中找到合适的解决方案。

Ogre工具与脚本属性全面解析

7. 工具和属性的应用场景分析

不同的Ogre工具和脚本属性适用于不同的应用场景,下面进行详细分析。

7.1 建模与导出场景

在进行3D建模并将模型导出为Ogre可用格式时,可根据使用的建模工具选择合适的导出器。例如:
- 如果使用开源的Blender进行建模,其导出器支持完整的Ogre网格、材质和动画导出,并且还能导入Ogre的二进制文件,方便对已有模型进行修改和再利用。操作步骤如下:
1. 打开Blender软件,完成3D模型的创建。
2. 选择导出功能,选择Ogre格式进行导出。
3. 若需要导入Ogre的二进制文件,选择导入功能,选择对应的.mesh和.skeleton文件。
- 对于商业建模工具Softimage|XSI、Discreet 3D Studio Max等,也有相应的官方导出器支持,可将模型数据准确地转换为Ogre格式。

7.2 内容创建与预览场景

在数字内容创建过程中,Particle Editor和Mesh Viewer等工具发挥着重要作用。
- Particle Editor可用于创建和编辑粒子系统,通过直观的GUI控制粒子参数,实时查看粒子效果。操作流程如下:
1. 打开Particle Editor工具。
2. 选择创建新的粒子系统或编辑现有粒子系统。
3. 通过GUI调整粒子的各种参数,如颜色、速度、生命周期等。
4. 实时预览粒子系统的效果,直到达到满意的效果。
- Mesh Viewer则允许开发者在不加载到完整应用程序的情况下,快速预览网格和动画,提高开发效率。

7.3 场景渲染与管理场景

Paging Scene Manager插件适用于渲染大型高度图地形,如飞行模拟器、大型城市游戏等场景。其使用步骤如下:
1. 准备好大型高度图数据。
2. 使用mapsplitter工具将大型高度图切割成较小的页面。
3. 配置Paging Scene Manager插件,将切割后的页面数据加载到插件中。
4. 插件会自动进行细节级别管理,实现高效的场景渲染。

8. 脚本属性的深入理解与优化

脚本属性在Ogre开发中起着关键作用,深入理解和合理使用这些属性可以优化开发效果。

8.1 材质脚本属性优化

材质脚本属性中的一些属性可以对渲染效果进行优化。例如:
- 通过设置 lod_distances 属性,可以根据物体与相机的距离调整细节级别,减少不必要的渲染计算。
- 合理设置 scene_blend 属性,可以实现不同的混合效果,如透明物体的渲染等。

以下是一个简单的材质脚本示例:

material MyMaterial
{
    lod_distances 100 200
    receive_shadows on
    technique
    {
        pass
        {
            ambient 0.5 0.5 0.5 1.0
            diffuse 0.8 0.8 0.8 1.0
            specular 0.2 0.2 0.2 1.0 10.0
            scene_blend alpha_blend
        }
    }
}
8.2 合成器脚本属性优化

合成器脚本属性中的 texture 属性可用于创建渲染纹理,通过合理设置目标属性和通道属性,可以实现复杂的渲染效果。例如,在创建阴影效果或后处理效果时,可以使用合成器脚本进行精确控制。

8.3 粒子脚本属性优化

在粒子系统开发中,通过调整粒子脚本属性可以实现不同的粒子效果。例如,调整 quota 属性可以控制粒子的数量,调整 emission_rate 属性可以控制粒子的发射速度。

9. 不同工具和属性的协同工作

在实际开发中,不同的Ogre工具和脚本属性需要协同工作,以实现完整的3D内容开发。下面是一个简单的协同工作流程图:

graph LR
    A[3D建模工具] --> B[导出器]
    B --> C[OgreXMLConverter]
    C --> D[Ogre应用程序]
    E[Particle Editor] --> D
    F[Mesh Viewer] --> D
    G[Paging Scene Manager] --> D

从流程图可以看出,3D建模工具通过导出器将模型数据导出,经过OgreXMLConverter进行格式转换后,进入Ogre应用程序。同时,Particle Editor和Mesh Viewer等工具可以为Ogre应用程序提供粒子系统和网格预览等功能,Paging Scene Manager则用于场景的渲染和管理。

10. 总结与展望

Ogre提供了丰富的工具和脚本属性,涵盖了从建模、内容创建到场景渲染和管理的各个方面。开发者可以根据具体的需求选择合适的工具和属性,实现高效的3D内容开发。

未来,随着3D技术的不断发展,Ogre可能会进一步完善其工具和插件体系,提供更多的功能和优化方案。同时,与其他技术的融合也可能会带来更多的创新应用,如与人工智能技术结合实现智能场景生成等。开发者可以持续关注Ogre的发展动态,不断探索新的应用场景和开发方法。

总之,掌握Ogre的工具和脚本属性,能够让开发者在3D开发领域中更加得心应手,创造出更加精彩的3D作品。

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