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定义渲染节点

我们可以用node对象来完整地表示一个模型，它可以包含任意多个实体，还可以包含一个Node数组。比如一个包含了很多家具、房间、甚至室外花圃的房子，也可以被当作一个模型来操作。

node对象的定义接口​

Node对象需要用_node接口定义，让我们一起看看如何使用它。

  // 调用方式一
	std::shared_ptr<Node> _node(const std::shared_ptr<Mesh>& mesh = nullptr,
		const std::shared_ptr<std::vector<std::shared_ptr<Node>>>& children = nullptr,
		const std::shared_ptr<Matrix4f>& transform = nullptr,
		const std::shared_ptr<BoundingBox>& boundingBox = nullptr,
		const std::string& name = "Node",
		const std::shared_ptr<Material>& material = nullptr,
		const std::shared_ptr<Geometry>& geometry = nullptr,
		const std::shared_ptr<Query>& query = nullptr);
  // 调用方式二  
	std::shared_ptr<Node> _node(const std::vector<std::shared_ptr<Primitive>>& primitives,
		const std::shared_ptr<Matrix4f>& transform = nullptr);

  // 调用方式三
	std::shared_ptr<Node> _node(const std::vector<std::shared_ptr<Node>>& nodes,
		const std::shared_ptr<Matrix4f>& transform = nullptr);
  // 调用方式四
	std::shared_ptr<Node> _node(const std::vector<std::shared_ptr<Primitive>>& primitives,
		const std::vector<std::shared_ptr<Node>>& nodes,
		const std::shared_ptr<Matrix4f>& transform = nullptr);
  // 调用方式五：_nodes接口，用来生成一个指向children节点数组的指针
	std::shared_ptr<std::vector<std::shared_ptr<Node>>> _nodes(const std::vector<std::shared_ptr<Node>>& nodes = {});

案例学习​

下面我们以一个具体的例子，来掌握node对象的定义方式。这个例子中，我们只定义了一个几何geometry，构成一个渲染单元。三个不同的渲染节点node, subnode1, subnode2都使用了该渲染单元，但subnode1, subnode2中对该渲染单元的位置做了变换。另外，这三个渲染节点中分别定义了不同颜色的材质，方便我们识别不同节点的渲染几何。最后，我们将subnode1, subnode2都指定为node的子节点，然后利用node的transform矩阵对所有渲染几何同步变换。

node_organize_1 node_organize_2 
    // 定义了一个材质，指定了着色器程序和深度测试状态，但没有指定颜色
    auto material = _material(
        _program(
            vertexSource, fragmentSource
        ),
        nullptr,
        _states(
            {
                _depth(true)
            }
        )
    );

    auto min = vec3(-38.21760177612305, -25.4783992767334, 0);
    auto max = vec3(43.67150115966797, 25.4783992767334, 40.12839889526367);
    auto interval = max - min;
    interval *= 1.5;

    // 定义了一个物体几何
    auto geometry = _teapot();

    // 利用上面的材质、几何构成一个渲染单元，该渲染单元对象将被后续的各个渲染节点共同使用
    auto primitive = _primitive(geometry, material);

    // 定义了一个变换矩阵1
    auto transform1 = _mat4();
    // 向X轴正向平移interval[0]的距离
    transform1->translate(vec3(interval[0], 0, 0));
    // 围绕Z轴负向旋转了90度
    transform1->rotate(quat(vec3(0, 0, 1), -M_PI/2 ));

    // 采用_node的调用方式二，定义了一个渲染节点subnode1，具备上面定义的渲染单元对象和变换矩阵1
    auto subnode1 = _node({ primitive }, transform1);

    // 为渲染节点subnode1定义了一个材质，只指定了颜色
    subnode1->material = _material({{"color", _clr3(0.2, 0.6, 0.2)}});

    // 定义了一个变换矩阵2 
    auto transform2 = _mat4();
    // 向X轴正向平移2 * interval[0]的距离
    transform2->translate(vec3(2 * interval[0], 0, 0));
    // 围绕Z轴正向旋转了90度
    transform2->rotate(quat(vec3(0, 0, 1), M_PI/2 ));

    // 采用_node的调用方式二，又定义了一个渲染节点subnode2，具备上面定义的渲染单元对象和变换矩阵2
    auto subnode2 = _node({ primitive }, transform2);

    // 为渲染节点subnode2定义了一个材质，只指定了颜色
    subnode2->material = _material({{"color", _clr3(0.4, 0.2, 0.2)}});

    // 定义了一个新的渲染节点node
    auto node = _node();

    // 指定了渲染节点node的mesh对象，包含了上面定义的渲染单元
    node->mesh = _mesh({primitive});

    // 为渲染节点node定义了一个材质，只指定了颜色
    node->material = _material({{"color", _clr3(0.4, 0.7, 0.8)}});

    // 指定了渲染节点node的子模型渲染节点，也就是上面定义的subnode1, subnode2
    node->children = _nodes({subnode1, subnode2});

    // 定义了一个变换矩阵
    auto transform = _mat4();
    // 围绕X轴正向旋转了90度
    transform->rotate(quat(vec3(1, 0, 0), M_PI/2 ));

    // 将上面定义的变换矩阵作用到渲染节点node上，发现该节点中所有的渲染对象（包括子节点的渲染对象）都被同步旋转了。
    node->transform = transform;

    auto camera = _camera();
    auto pass = _pass(node, background, camera);
    auto scene = _scene({ pass });

    auto boundingBox = _bbox(min, min + vec3(interval[0] * 4, interval[1] * 4, interval[2] * 2));

    home(camera, *boundingBox, *background->size);