®版權聲明：本文為博主原創文章，未經博主允許不得轉載。 一．ODE介紹與平臺搭建． 接觸到動力學模擬引擎， 是因為筆者的一款PLC模擬軟體需要3D模擬．我需要達到的效果是，以3D方式構建出工控行業中常見的元件，比如感應器，氣缸，機械手，拉帶．這些元件在場景中通過用戶的組合擺放，設置好相關的屬性後，可 ...
®版權聲明：本文為博主原創文章，未經博主允許不得轉載。
一．ODE介紹與平臺搭建．
接觸到動力學模擬引擎， 是因為筆者的一款PLC模擬軟體需要3D模擬．我需要達到的效果是，以3D方式構建出工控行業中常見的元件，比如感應器，氣缸，機械手，拉帶．這些元件在場景中通過用戶的組合擺放，設置好相關的屬性後，可以通過我的ＰＬＣ模擬器程式的輸入輸出與其進行交互，產生機器動作的3D模擬效果．
比如這樣一個場景：
機械手把產品放置在拉帶上，ＰＬＣ輸出信號讓拉帶正方向轉動，拉帶帶動產品移動，如果產品類型為ＮＧ，ＰＬＣ在指定位置會輸出信號讓氣缸推出，把產品推到ＮＧ盒子里．如果為ＯＫ品，產品走到拉帶尾部，自由落體到ＯＫ盒子里．
筆者參考了一些3d模擬軟體，在處理上面場景的時候，是使用的固定演算法處理產品和機器機構動作間的交互，也就是說，並非是基於真實物理上的模擬．這樣編程比較容易，缺點是，每一種場景都要編寫固定的交互代碼．如果需要增加新的場景，就必須編寫配套的場景交互代碼，通用性差．
我設想中的效果應該是像組態軟體一樣，每種元件，都可以設置自己的屬性和事件，甚至是腳本代碼．用戶只需要把這些元件組合起來，就能生成自己想要的場景，再用ＰＬＣ的程式對這個場景加以控制．只是目前見過的組態軟體的元件都是2D的，不是我設想的3D效果．實際上我設想的效果其實是一種3D效果的組態軟體．
如果要讓這些3D元件任意組合後，也可以相互作用，就必須引入動力學模擬引擎．回到上面筆者設想的場景．機器手把產品放置到拉帶上，這是一種關節運動．產品跟隨著拉帶一起走，這個可以通過向產品施加固定的力來實現．產品在拉帶上不會因為引力穿透拉帶往下沉，是因為產品與拉帶都是剛體，它們之間有相互力的作用的原因．產品走到拉帶尾部，應該是以自由落體方式掉下去．當掉到ＯＫ產品盒子里時，因為盒子是個凹體的剛性容器，兩者產生碰撞，產品不會穿透盒子沉下去．
動力學模擬引擎比較有名氣的是ODE(Open Dynamics Engine) ，貌似是款日本人的開源且免費的模擬引擎．聽說有幾款游戲也使用它做物理模擬．
當然這個不是筆者關註它的主要原因．由於筆者使用的開發語言是Ｃ＃，而其名的Ｃ＃的 OPENGL框架taoframework裡面是剛好有一個ODE的庫．因此才正中重筆者下懷，決定開始研究ＯＤＥ，至於其它的動力學引擎，再優秀也不予考慮了．
OpenGL和動力學模擬方面的應用，果真不是Ｃ＃善長的東西，百度一下這方面的資料，都是Ｃ++的天下，基本上沒太多Ｃ＃相關的代碼供參考，你能做的，就是把Ｃ＋＋的東西轉換過來，對於我來說，c++就是惡夢．筆者是從事工業控制行業的軟體工程師，前幾年，手裡有一款激光測厚儀的代碼，因為是前任工程師的產物，我維護了它幾年，毛病不斷．可憐啊，因為它往珠海那家工廠跑了無數次，做夢都詛咒那破代碼，說起來都是淚呀．
對於工控行業來說，對比諸多語言，c#開發效率算是不錯的，能讓你能愉快的玩耍，還有一點很重要，就是它能裝Ｂ，因為它是門語法優雅的語言．＾＿＾
筆者計劃把ODE的研究結果，寫成一個系列的教程，心裡面感覺也算是給使用Ｃ＃做同樣工作的朋友的做了點小小的貢獻吧．
接下來說下平臺的搭建：
首先下載最新的ode，地址為 ：http://ode.org/download.html
解壓，打開ode根目錄下的build文件夾，裡面有個premake4.exe.
打開命令行，在命令行中打開至build文件夾，輸入：premake4 --help,可以查看premake4的一些可選參數，
此處我只需要帶demo編譯，於是輸入 premake4 --with-demos vs2010
這樣，在build文件夾下麵就生成了一個文件夾，vs2010，打開vs2010文件夾，裡面就生成了demo的項目文件和解決方案文件，打開ode.sln編譯就可以了。
生成的demo常式，共有40個，不過都是Ｃ＋＋寫的，你得確保你的vs2010安裝有Ｃ＋＋哦．
如果不想看c++代碼也沒關係，因為筆者主要的任務就是能讓這些代碼能在Ｃ＃裡面跑起來．各位Ｃ＃的同志可以很容易派生繼承．＾＿＾
筆者跑幾個demo，截圖給大家欣賞一下，看到效果確實讓人有那麼一點小激動，讓我想起了3dsmax中的rector(反應堆動力學)．
這是剛體碰撞，大大小小的球隨機落下來，因為質量不同，砸下來時，球與球之間的受到的力不同．地板上還有摩擦力，因此球最終會靜止．
三個輪子的小車，輪子還可以轉方向，還可以爬坡．這讓我想起了3dsmax中rector中的toyCar，兩者模擬的都是可以跑動的小車．我記得當時最喜歡做的事，就是讓小車爬坡和撞牆，或者尾巴上拉根線，綁定一個茶壺拖著跑，呵呵．
其它的還需要下載一個C#用的OpenGL庫：
http://www.opengl.org/resources/bindings/ 選擇The Tao Framework+.net 2.0
前面我提過，這個庫主要的功能是讓Ｃ＃支持OpenGl, 另外它還帶有一些非常有用的庫，除了ODE，還有一個支持大部分圖片格式的處理紋理的庫．
還有一個C#用的OpenGL庫，叫SharpGL，它做為我們以後教程中主要的OpenGL開發環境來使用，我們會把ODE中的3D繪圖環境庫drawstuff的功能移值到SharpGL中去．
http://www.oschina.net/p/sharpgl
總結一下： ODE源代碼，僅供參考，以及觀看下demo的效果
The Tao Framework+.net 2.0 我們只是用它裡面的ODE庫，和其它的一些輔助庫
SharpGL + Vs2010 C# 構成我們的 3D繪圖與語言開發環境
未完待續.....
