目录
1.概述
osgUtil::Intersector有几个子类，如下：
每个子类表示不同的求交器。所谓求交器就是判定和物体相交的类，通过这些类可以很方便的得出交点、实现拾取功能等。LineSegmentIntersector类是osgUtil::Intersector其中的一个子类，其表示线段求交器，即通过线段和三维场景中的某个物体相交，该类一般和osgUtil::IntersectionVisitor即求交访问器类一起使用，从而得出交点、实现拾取功能等。更多关于该类的用法，请参考以下链接：
- LineSegmentIntersector::Intersections中ratio含义及LineSegmentIntersector相交点说明
- osgUtil::LineSegmentIntersector类源码分析(一）
- LineSegmentIntersectorUtils::IntersectFunctor::intersect源码分析
- LineSegmentIntersector::Intersection结构体各成员含义
2.代码环境说明
环境说明如下：
- OpenSceneGraph-3.6.2。
- Windows 10。
- Microsoft Visual Studio Community 2022 (64 位) - Current版本 17.5.5。
说明：本博文是基于OpenSceneGraph的3.6.2版本来讲解的，读者版本可能和本人的版本不同，
故本人的源码或功能可能在细节上和读者的有所不同。
3.intersectAndClip函数分析
本节讲解的intersectAndClip函数源码如下：
bool LineSegmentIntersector::intersectAndClip(osg::Vec3d& s, osg::Vec3d& e,const osg::BoundingBox& bbInput)
{
osg::Vec3d bb_min(bbInput._min);
osg::Vec3d bb_max(bbInput._max);
double epsilon = 1e-5;
// compare s and e against the xMin to xMax range of bb.
if (s.x()<=e.x())
{
// trivial reject of segment wholely outside.
if (e.x()<bb_min.x()) return false;
if (s.x()>bb_max.x()) return false;
if (s.x()<bb_min.x())
{
// clip s to xMin.
double r = (bb_min.x()-s.x())/(e.x()-s.x()) - epsilon;
if (r>0.0) s = s + (e-s)*r;
}
if (e.x()>bb_max.x())
{
// clip e to xMax.
double r = (bb_max.x()-s.x())/(e.x()-s.x()) + epsilon;
if (r<1.0) e = s+(e-s)*r;
}
}
else
{
if (s.x()<bb_min.x()) return false;
if (e.x()>bb_max.x()) return false;
if (e.x()<bb_min.x())
{
// clip e to xMin.
double r = (bb_min.x()-e.x())/(s.x()-e.x()) - epsilon;
if (r>0.0) e = e + (s-e)*r;
}
if (s.x()>bb_max.x())
{
// clip s to xMax.
double r = (bb_max.x()-e.x())/(s.x()-e.x()) + epsilon;
if (r<1.0) s = e + (s-e)*r;
}
}
// compare s and e against the yMin to yMax range of bb.
if (s.y()<=e.y())
{
// trivial reject of segment wholely outside.
if (e.y()<bb_min.y()) return false;
if (s.y()>bb_max.y()) return false;
if (s.y()<bb_min.y())
{
// clip s to yMin.
double r = (bb_min.y()-s.y())/(e.y()-s.y()) - epsilon;
if (r>0.0) s = s + (e-s)*r;
}
if (e.y()>bb_max.y())
{
// clip e to yMax.
double r = (bb_max.y()-s.y())/(e.y()-s.y()) + epsilon;
if (r<1.0) e = s+(e-s)*r;
}
}
else
{
if (s.y()<bb_min.y()) return false;
if (e.y()>bb_max.y()) return false;
if (e.y()<bb_min.y())
{
// clip e to yMin.
double r = (bb_min.y()-e.y())/(s.y()-e.y()) - epsilon;
if (r>0.0) e = e + (s-e)*r;
}
if (s.y()>bb_max.y())
{
// clip s to yMax.
double r = (bb_max.y()-e.y())/(s.y()-e.y()) + epsilon;
if (r<1.0) s = e + (s-e)*r;
}
}
// compare s and e against the zMin to zMax range of bb.
if (s.z()<=e.z())
{
// trivial reject of segment wholely outside.
if (e.z()<bb_min.z()) return false;
if (s.z()>bb_max.z()) return false;
if (s.z()<bb_min.z())
{
// clip s to zMin.
double r = (bb_min.z()-s.z())/(e.z()-s.z()) - epsilon;
if (r>0.0) s = s + (e-s)*r;
}
if (e.z()>bb_max.z())
{
// clip e to zMax.
double r = (bb_max.z()-s.z())/(e.z()-s.z()) + epsilon;
if (r<1.0) e = s+(e-s)*r;
}
}
else
{
if (s.z()<bb_min.z()) return false;
if (e.z()>bb_max.z()) return false;
if (e.z()<bb_min.z())
{
// clip e to zMin.
double r = (bb_min.z()-e.z())/(s.z()-e.z()) - epsilon;
if (r>0.0) e = e + (s-e)*r;
}
if (s.z()>bb_max.z())
{
// clip s to zMax.
double r = (bb_max.z()-e.z())/(s.z()-e.z()) + epsilon;
if (r<1.0) s = e + (s-e)*r;
}
}
// OSG_NOTICE<<"clampped segment "<<s<<" "<<e<<std::endl;
// if (s==e) return false;
return true;
}代码段1
为了分析该函数，就得写一个例子，让该例子的调用能进入到这个函数，从而实现断点调试，这样分析才高效、明白。 如下为测试用的例子代码：
#include <osgViewer/Viewer>
#include <osgUtil/IntersectionVisitor>
#include<osg/ShapeDrawable>
#include<iostream>
//创建盒子
osg::ref_ptr<osg::Geode> createBox()
{
osg::ref_ptr<osg::Geode> geode1 = new osg::Geode;
auto box1 = new osg::ShapeDrawable(new osg::Box(osg::Vec3(0.0, 0.0, 0.0), 10.0, 8.0, 6.0));
geode1->addDrawable(box1);
return geode1;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer1 = new osgViewer::Viewer;
osg::ref_ptr<osg::Group> group1 = new osg::Group;
osg::ref_ptr<osgUtil::LineSegmentIntersector> lineSegmentIntesector = new osgUtil::LineSegmentIntersector(osg::Vec3(0, 0, 15), osg::Vec3(0, 0, -15));
osg::ref_ptr<osgUtil::IntersectionVisitor> intersectionVisitor1 = new osgUtil::IntersectionVisitor(lineSegmentIntesector);
group1->addChild(createBox());
group1->accept(*intersectionVisitor1.get());
osgUtil::LineSegmentIntersector::Intersections intersections;
//输出交点
intersections = lineSegmentIntesector->getIntersections();
osgUtil::LineSegmentIntersector::Intersections::iterator iter;
for (iter = intersections.begin(); iter != intersections.end(); ++iter)
{
std::cout << "ratio:" << " " << iter->ratio << " x:" << iter->getWorldIntersectPoint().x() << " y:" << iter->getWorldIntersectPoint().y() << " z:" << iter->getWorldIntersectPoint().z() << std::endl;
}
viewer1->setSceneData(group1.get());
return viewer1->run();
}上述代码构建了一条线段，线段起始坐标如下：
osg::Vec3(0, 0,15)终点坐标如下：
osg::Vec3(0, 0, -15)同时构建了一个长方体，长方体中心位于原点，长、宽、高、分别为：5、4、3。效果如下（注意：为了便于观察，我使这个长方体绕X轴逆时针转动了一定角度）：
上述代码的第21、22行构造了一个求交器和求交访问器对象。通过求交器和求交访问器对象相互协同，再通过调用第25行代码accept函数，就能求出线段和长方体的交点。在代码段1设置断点，当启动该例子时，就能进入到intersectAndClip函数并停下来。代码段1的功能是将线段的起点、终点裁剪到被碰撞检测物体的最小包围盒范围内。
3.1.代码分析
第9~47行：将线段起点、终点的X坐标都裁剪到最小外接包围盒的[bb_min.x(), bb_max.x()]范围。
第50~88行：将线段起点、终点的Y坐标都裁剪到最小外接包围盒的[bb_min.y(), bb_max.y()]范围。
第91~129行：将线段起点、终点的Z坐标都裁剪到最小外接包围盒的[bb_min.z(), bb_max.z()]范围。
下面以X坐标裁剪为例子讲解说明，Y、Z坐标和X坐标思想相同，不再说明。
第9~28行：处理线段起始点的X坐标比终点的X坐标小或相等情况。
第12~13行：在起始点的X坐标比终点的X坐标小或相等情况下，如果线段终点比最小外接包围盒的bb_min.x()还小，则显然该直线不可能会和包围盒有交点；同样地，在起始点的X坐标比终点的X坐标小或相等情况下，如果线段起点比最小外接包围盒的bb_max.x()还大，则显然该直线也不可能会和包围盒有交点。
第15~27行：在起始点的X坐标比终点的X坐标小或相等情况下且排除了不可能相交的两种情况后，程序就开始判断相交的情况了。这几行处理如下图所示的情况：
即起始点的x坐标小于bb_min.x()即始点S点在平面ADHE左侧且终点E的x坐标大于bb_max.x()即E点在平面BCGF右侧的情况。
第18行：本行代码算出起始点S.x到bb_min.x()的距离占整条线段X轴方向上的比重。
第19行：既然第18行算出了起始点S.x到bb_min.x()的距离占整条线段X轴方向上的比重，根据线性关系，则线段SE的起点S裁剪到平面ADHE就为：
s = s + (e-s)*r同理,SE的终点E裁剪到平面BCGF为：
e = s+(e-s)*r;说明：epsilon是了进行浮点比较，考虑到计算机的精度，对于double类型的数值和0的比较一般不是和0直接进行相等比较，即不是用下面那样：
double a = 0.0;
if(a == 0.0)
....... // 其它代码略而是：
double a = 0.0;
if(std::absf(a) < 1e-5)
....... // 其它代码略减去epsilon或加上epsilon表示S点在平面ADHE或E点平面BCGF。
4. 附录
关于线段裁剪到某个平面的算法，网上有很多，这里收录了几篇，仅供参考：
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