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osg::Transform 是 OpenSceneGraph 中用于实现空间变换的基类，它提供了一种在场景图中应用各种变换（平移、旋转、缩放等）的机制。
一、Transform 基本概念
1. 核心特性
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继承关系：继承自
osg::Group -
主要功能：对子节点应用空间变换
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两种模式：
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相对变换 (RELATIVE_RF)：相对于父节点的变换（默认）
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绝对变换 (ABSOLUTE_RF)：忽略父节点变换，直接使用世界坐标系
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2. 派生类
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osg::MatrixTransform- 使用矩阵进行变换 -
osg::PositionAttitudeTransform- 使用位置/姿态进行变换 -
osg::AutoTransform- 自动面向相机的变换
二、MatrixTransform 详解
1. 基本用法
// 创建MatrixTransform节点
osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> mt = new osg::MatrixTransform;// 设置变换矩阵
mt->setMatrix(osg::Matrix::translate(10.0f, 0.0f, 0.0f)); // 平移// 添加子节点
mt->addChild(childNode);2. 组合变换
osg::Matrix m;
m.makeIdentity();
m *= osg::Matrix::translate(5.0f, 0.0f, 0.0f); // 平移
m *= osg::Matrix::rotate(osg::PI_2, osg::Z_AXIS); // 旋转90度
m *= osg::Matrix::scale(2.0f, 1.0f, 1.0f); // 非均匀缩放mt->setMatrix(m);3. 获取逆矩阵
osg::Matrix inverse = mt->getInverseMatrix();三、PositionAttitudeTransform 详解
1. 基本用法
osg::ref_ptr<osg::PositionAttitudeTransform> pat = new osg::PositionAttitudeTransform;// 设置位置
pat->setPosition(osg::Vec3(5.0f, 3.0f, 0.0f));// 设置姿态（四元数旋转）
pat->setAttitude(osg::Quat(osg::PI_4, osg::Z_AXIS)); // 绕Z轴旋转45度// 设置缩放
pat->setScale(osg::Vec3(1.5f, 1.5f, 1.5f)); // 均匀缩放1.5倍// 设置中心点（缩放/旋转的参考点）
pat->setPivotPoint(osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));pat->addChild(childNode);2. 与MatrixTransform对比
| 特性 | MatrixTransform | PositionAttitudeTransform |
|---|---|---|
| 易用性 | 需要矩阵运算 | 更直观的参数设置 |
| 性能 | 稍高 | 稍低（内部转换为矩阵） |
| 适用场景 | 复杂变换组合 | 简单的位置/旋转/缩放 |
四、Transform 高级应用
1. 变换回调（动画）
class RotationCallback : public osg::NodeCallback {
public:virtual void operator()(osg::Node* node, osg::NodeVisitor* nv) {osg::MatrixTransform* mt = dynamic_cast<osg::MatrixTransform*>(node);if (mt) {static double angle = 0.0;angle += 0.01;mt->setMatrix(osg::Matrix::rotate(angle, osg::Z_AXIS));}traverse(node, nv);}
};// 应用回调
mt->setUpdateCallback(new RotationCallback);2. 绝对变换示例
// 创建一个不受父节点变换影响的节点
osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> absoluteTransform = new osg::MatrixTransform;
absoluteTransform->setReferenceFrame(osg::Transform::ABSOLUTE_RF);
absoluteTransform->setMatrix(osg::Matrix::translate(0.0f, 0.0f, 10.0f));3. 层级变换
// 创建变换层级
osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> parentTransform = new osg::MatrixTransform;
parentTransform->setMatrix(osg::Matrix::translate(10.0f, 0.0f, 0.0f));osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> childTransform = new osg::MatrixTransform;
childTransform->setMatrix(osg::Matrix::rotate(osg::PI_2, osg::Z_AXIS));parentTransform->addChild(childTransform);
childTransform->addChild(geometryNode); // 实际几何体五、性能优化技巧
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静态变换优化：
mt->setDataVariance(osg::Object::STATIC); // 声明为静态不变化 -
合并静态变换：
osgUtil::Optimizer optimizer; optimizer.optimize(rootNode, osgUtil::Optimizer::FLATTEN_STATIC_TRANSFORMS); -
避免频繁矩阵计算：
// 预计算复杂矩阵 osg::Matrix complexMatrix = computeComplexMatrix(); mt->setMatrix(complexMatrix);
六、实际应用案例
1. 太阳系模型
// 太阳（中心）
osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> sun = new osg::MatrixTransform;
sun->addChild(createSphere(5.0f));// 地球绕太阳旋转
osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> earthOrbit = new osg::MatrixTransform;
earthOrbit->setUpdateCallback(new OrbitCallback(10.0f, 2.0)); // 半径10m，周期2秒osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> earth = new osg::MatrixTransform;
earth->addChild(createSphere(1.0f));
earth->setMatrix(osg::Matrix::translate(10.0f, 0.0f, 0.0f));earthOrbit->addChild(earth);
sun->addChild(earthOrbit);// 月球绕地球旋转
osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> moonOrbit = new osg::MatrixTransform;
moonOrbit->setUpdateCallback(new OrbitCallback(3.0f, 0.5)); // 半径3m，周期0.5秒osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> moon = new osg::MatrixTransform;
moon->addChild(createSphere(0.3f));
moon->setMatrix(osg::Matrix::translate(3.0f, 0.0f, 0.0f));moonOrbit->addChild(moon);
earth->addChild(moonOrbit);2. 第一人称相机控制
class CameraUpdateCallback : public osg::NodeCallback {
public:virtual void operator()(osg::Node* node, osg::NodeVisitor* nv) {osg::MatrixTransform* mt = dynamic_cast<osg::MatrixTransform*>(node);if (mt) {osg::Matrix mat;mat.makeTranslate(_position);mat.preMultRotate(_orientation);mt->setMatrix(mat);}traverse(node, nv);}void moveForward(float distance) {_position += _orientation * osg::Vec3(0.0f, distance, 0.0f);}void rotate(float angleX, float angleY) {_orientation *= osg::Quat(angleX, osg::X_AXIS);_orientation *= osg::Quat(angleY, osg::Z_AXIS);}private:osg::Vec3 _position;osg::Quat _orientation;
};// 使用
osg::ref_ptr<osg::MatrixTransform> cameraTransform = new osg::MatrixTransform;
cameraTransform->setUpdateCallback(new CameraUpdateCallback);
viewer->setCameraManipulator(new osgGA::TrackballManipulator);七、常见问题与调试
1. 变换顺序问题
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问题：矩阵乘法顺序错误导致意外结果
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解决：记住OSG使用前乘（preMult）顺序
2. 调试变换矩阵
// 打印当前变换矩阵
osg::Matrix mat = mt->getMatrix();
std::cout << "Transform Matrix: " << mat << std::endl;// 可视化变换轴
osg::ref_ptr<osg::Geode> axis = createAxesGeode(2.0f);
mt->addChild(axis);3. 性能分析
osgviewer your_scene.osgb --stats
# 查看 "Transform" 相关的统计信息osg::Transform 及其派生类是OSG场景图的核心组件，合理使用可以实现复杂的场景层次和动画效果，同时保持高效的渲染性能。