CHAI3D的学习
-
一、CHAI3D 的一些介绍
CHAI3D 是一个C++库，它本身就是一个C++项目，官网里有它详细的英文介绍CHAI3D官网，这里关于它的特点不做赘述。这里只是用直白的语言来帮助刚接触CAHI3D的人更快的了解，CHIA3D项目里面包含了18个模块（就是文件），
图片来自CHAI3D官网每个模块里的包含一些.h和.cpp文件，上面封装了一个个类。最新的3.2.0版本将所有的相关类都放到名为chai3d 的命名域，格式如下：
using namespace std; namespace chai3d { cAudioBuffer::cAudioBuffer() { public:... } }CHAI3D还包含了GEL（形变模型），BULLET（刚体模型），ODE（也是刚体模型），OCULUS（Oculus Rift头戴式显示器）四个第三方模块，也是对CHAI3D基本项目的补充。
CHAI3D的配置非常简单，不用配置环境变量，主要是在新建项目的配置的链接器的附加依赖项里添加chai3d.lib，OpenGL32.lib，glu32.lib，glfw.lib四个静态链接库，并在附加库目录里添加对应的相对路径，如果添加第三方模块，也要添加相应的lib文件。
当然，你也可以不用新建项目配置，直接在下载的例程上编写就好。
官方提供的3.2.0版本的CHAI3D文件解压后如下图所示，
原创原创直接打开sln文件，
原创在CAHI3D文件加下有31个例程，GEL文件夹下有三个例程，BULLET，OCULUS，ODE文件夹下有7个例程，每个例程已经提前配置好了，直接可以运行，同时可以通过研究这些例程来学习CHAI3D。在最下面还有一个EXTRA文件夹，里面是窗口管理的第三方库GLFW，窗口管理除了这个，CHAI3D中还有freeglut，SDL2。
-
二、利用CAHI3D编写应用的一般结构
一个CAHI3D程序，一般包括几个模块（模块这个词当然是我说的，只是因为看着高大上而已，实质你明白就是编写几个函数，然后依次放到main函数里），那么首先说必须有的几个函数吧。
其一 初始化glfw库 ，就是调用glfw库（也可以是上面说的其他的库）创建窗口，这个每个例程里都一样，你直接拿过来用就可以了，注意设置一下窗口的一些参数就可以了。
-
其二 创建虚拟世界，说的好像很高大上， 不懂，来，简单点告诉你，就是实例化几个类指针。在上文所说的18个模块（不懂，往上看）里，有一个World模块，里面封装了一个cWorld类，还有盒子、球、圆柱等基元（就是最基础的）形状模型和网格模型。还有Camera模块和Lighting Properties模块，每个虚拟世界里都必须添加至少一个摄像头和一个灯光来渲染场景，当然，摄像头和灯光的有许多属性可以设置，下面只是简单添加：
// a world that contains all objects of the virtual environment cWorld* world; // create a new world. world = new cWorld(); // create a camera and insert it into the virtual world camera = new cCamera(world); world->addChild(camera); // create a directional light source light = new cDirectionalLight(world); // insert light source inside world world->addChild(light); -
其三 连接设备，这里，也有一点讲究， 18个模块里有一个Device模块 封装了CAHI3D支持的所有设备的信息，还有一个Handler模块调用Device模块里的信息，接下来有两种方式操作它，一种直接连接设备，输入输出设备信息，另一种是通过一个代理工具（18个模块里有一个Haptic Tools模块），
// create a haptic device handler handler = new cHapticDeviceHandler(); // get a handle to the first haptic device handler->getDevice(hapticDevice, 0); //(1)直接连接设备 // open a connection to haptic device hapticDevice->open(); // calibrate device (if necessary) hapticDevice->calibrate(); //(2)通过tool工具连接，tool类直接内置了直接连接社别的程序 // a virtual tool representing the haptic device in the scene cToolCursor* tool; // create a 3D tool and add it to the world tool = new cToolCursor(world); -
其四 创建物体，这一部分，其实可以算作创建虚拟世界里面，但是它又不是必须的， 没有它程序也可以运行，它又是最重要的，因为我们开发的时候就是在这块发挥所有的想象力。下面简单创建一个球体：
// create a sphere sphere = new cShapeSphere(0.01); // insert sphere inside world world->addChild(sphere); -
其五 图像渲染，渲染摄像头看到的场景，先渲染后层，再渲染前层。很多时候，我们也在摄像头上添加一些文本，图像等，然后在这里设置位置大小，这样可以实时动态显示一些值或者图像。
// update position data labelHapticDevicePosition->setText(hapticDevicePosition.str(3)); // update haptic and graphic rate data labelRates->setText(cStr(freqCounterGraphics.getFrequency(), 0) + " Hz / " + cStr(freqCounterHaptics.getFrequency(), 0) + " Hz"); // update position of label labelRates->setLocalPos((int)(0.5 * (width - labelRates->getWidth())), 15); ///////////////////////////////////////////////////////////////////// // RENDER SCENE ///////////////////////////////////////////////////////////////////// // update shadow maps (if any) world->updateShadowMaps(false, mirroredDisplay); // render world camera->renderView(width, height); // wait until all OpenGL commands are completed glFinish(); // check for any OpenGL errors GLenum err; err = glGetError(); if (err != GL_NO_ERROR) cout << "Error: %s\n" << gluErrorString(err); -
其六 触觉渲染，这一模块作为子进程，很重要的一部分，这里要与设备进行交互。如果是没有用tools工具的，需要自己写交互程序，反之，这块特别简单，tools工具早已内置了所有的算法和力的碰撞，它会自动计算你在创建物体模块里添加的所有力的属性。函数如下：
void updateHaptics(void) { // simulation in now running simulationRunning = true; simulationFinished = false; // main haptic simulation loop while(simulationRunning) { // compute global reference frames for each object world->computeGlobalPositions(true); // update position and orientation of tool tool->updateFromDevice(); // compute interaction forces tool->computeInteractionForces(); // send forces to haptic device tool->applyToDevice(); // signal frequency counter freqCounterHaptics.signal(1); } // exit haptics thread simulationFinished = true; } -
其七 添加进程 ，当编写完图像渲染模块和触觉渲染模块后，需要把他们两个组合到一块，这里有一个System模块里的cThread类，将触觉触觉渲染模块添加到子进程，然后在一个循环里添加图像渲染模块，函数如下：
// create a thread which starts the main haptics rendering loop hapticsThread = new cThread(); hapticsThread->start(updateHaptics, CTHREAD_PRIORITY_HAPTICS); // setup callback when application exits atexit(close); //-------------------------------------------------------------------------- // MAIN GRAPHIC LOOP //-------------------------------------------------------------------------- // call window size callback at initialization windowSizeCallback(window, width, height); // main graphic loop while (!glfwWindowShouldClose(window)) { // get width and height of window glfwGetWindowSize(window, &width, &height); // render graphics updateGraphics(); // swap buffers glfwSwapBuffers(window); // process events glfwPollEvents(); // signal frequency counter freqCounterGraphics.signal(1); } // close window glfwDestroyWindow(window); // terminate GLFW library glfwTerminate(); 其八 中断函数，基于GLFW的包括按键中断，鼠标中断，这个都是辅助功能，例程中都有模板，你可以直接在程序里面添加你想实现的功能，不多做介绍（懒得写了）。
最后，把这些模块放到main函数里面就可以了，一个CHAI3D程序就写好了，看着多，其实大部分都是模板上的，如果想自己实现又高又大又上的功能，那得在模板之外自己再琢磨琢磨，CHAI3D提供的各种类，各种功能函数已经足够多，老实说那些例程真的只是用了很少一部分，骚年们（我也是）想要真正学好学精，个人感觉要除了精通例程，还要举一反三，多转几下定义，开动小脑筋，一直添加功能（与君共勉）。
-
三、自定义类，实现多个界面转换
这个是我的毕设就是这么搞的，太烦了，不想写了，等下次想写的时候再说吧
