三维模型obj文件的格式解析与读取
請先看這兩個中文博客中對于obj的介紹：
讀取Obj格式的模型文件(Dx10)
C++讀入obj格式模型文件
更為詳細的英文資料(用google或者aol搜索 "obj format"即可得到)：
http://en.wikipedia.org/wiki/Wavefront_.obj_file
Wavefront OBJ File Format Summary
最詳細的資料 obj spec: http://www.martinreddy.net/gfx/3d/OBJ.spec
http://people.cs.clemson.edu/~dhouse/courses/405/docs/brief-obj-file-format.html
http://www.scratchapixel.com/lessons/3d-advanced-lessons/obj-file-format/obj-file-format/
看完以上隨便一個內容，obj的格式可以說了解了。下面實現對obj文件的讀取。
.obj文件中，每一行都有表明該行意義的標志符。對obj的讀取中，處理以下標志符
"v"--點的坐標，三維模型為x, y, z的順序；程序中以
1 typedef struct ObjVector3
2 {
3 ObjFloat x;
4 ObjFloat y;
5 ObjFloat z;
6 } ObjVector3;
結構存儲。
"vt"--紋理坐標，程序中以
1 typedef struct ObjVector2
2 {
3 ObjFloat x;
4 ObjFloat y;
5 } ObjVector2;
結構存儲
"vn"--法向量坐標，程序中與“v”的存儲結構相同
"f"--面所用到的點坐標/紋理坐標/法向量坐標的索引，
"mtllib"--.obj文件用到的material庫文件，“usemtl”標志符用到的material都是從material庫文件中取出的
"g"--組group的名稱，group里面的"f"可以使用0-N個"usemtl"對面的顯示渲染進行控制，當使用了大于1個“usemtl”標志符，程序處理時對于已經讀取的"f"很難控制；同時查看obj讀取的源碼，有的用到了這個標志符，有的沒有使用該標志，有的使用了"usemtl"標志符對所讀取的"f"面進行分割，本文的處理是使用"usemtl"標志符將"f"面分割為mesh，但是考慮到不同的group可以使用相同的"usemtl”標志（即不同的group都使用了 usemtl AAA），因此將"g"與"usemtl"結合起來，二者的名稱作為mesh的名稱
"usemtl"--參見"mtllib"，"g"。一旦使用了該標志符，則在該標志符后面的"f"全部受影響，直到遇到下一個"usemtl"
mesh結構，解析已經讀取的“f”存儲所面的點坐標/紋理坐標/法向量坐標，其結構為
1 struct Mesh
2 {
3 string name; // name
4 ObjIntd mtl_idx; // the index of material used by mesh
5
6 vector<ObjVector3> positions; // "v" flag
7 vector<ObjVector2> texcoords; // "vt" flag
8 vector<ObjVector3> normals; // "vn" flag
9 vector<ObjDword> indices; // the indices of points of face in positions
10
11 void reset()
12 {
13 mtl_idx = -1;
14
15 name.clear();
16 positions.clear();
17 texcoords.clear();
18 normals.clear();
19 indices.clear();
20 }
21 };
View Code
結構中出現的
ObjFloat ObjIntd
是一組typedef，具體為
1 typedef int32_t ObjBool; 2 typedef uint8_t ObjByte; 3 typedef uint16_t ObjWord; 4 typedef uint32_t ObjDword; 5 typedef int8_t ObjIntb; 6 typedef int16_t ObjIntw; 7 typedef int32_t ObjIntd; 8 9 typedef float ObjFloat; 10 typedef double ObjDouble;
View Code
對obj文件讀取的主體程序如下
1 ObjBool obj_file_load(const string& objname)
2 {
3 if (objname.empty())
4 return LIBOBJ_FALSE;
5
6 int mesh_count = 0;
7 Mesh mesh_;
8 string groupname;
9 string usemtl;
10 vector<ObjVector3> positions;
11 vector<ObjVector3> normals;
12 vector<ObjVector2> texcoords;
13 vector<vector<ObjVertexIndex> > faces;
14 map<string, ObjIntd> mtlMap;
15
16 fstream obj_stream;
17 obj_stream.open(objname.c_str(), std::ios_base::in);
18 if (!obj_stream.is_open())
19 return LIBOBJ_FALSE;
20
21 string obj_flag;
22 while (obj_stream.good())
23 {
24 obj_stream >> obj_flag;
25
26 if (obj_flag.empty() || (obj_flag[0] == '#'))
27 {
28 obj_stream.ignore(1024, '\n'); // skip line
29 continue;
30 }
31
32 if (obj_flag == "v") // position flag
33 if (!obj_parse_vector3(obj_stream, positions))
34 return LIBOBJ_FALSE;
35 else if (obj_flag == "vt") // texture coordinate flag
36 if (!obj_parse_vector2(obj_stream, texcoords))
37 return LIBOBJ_FALSE;
38 else if (obj_flag == "vn") // normal flag
39 if (!obj_parse_vector3(obj_stream, normals))
40 return LIBOBJ_FALSE;
41 else if (obj_flag == "g") //group name
42 if (!obj_parse_group(obj_stream, groupname))
43 return LIBOBJ_FALSE;
44 else if (obj_flag == "f") // face flag
45 {
46 vector<ObjVertexIndex> face;
47
48 obj_parse_face(obj_stream, face, positions, texcoords, normals);
49
50 faces.push_back(face);
51 }
52 else if (obj_flag == "mtllib") // Material library
53 {
54 vector<string> materialnames;
55
56 obj_parse_mtllib(obj_stream, materialnames);
57
58 for (unsigned i = 0; i < materialnames.size(); i++)
59 if (!mtl_file_load(get_file_path(objname) + '/' + materialnames[i]))
60 return LIBOBJ_FALSE;
61 }
62 else if (obj_flag == "usemtl")
63 {
64 if (obj_save_mesh(positions, texcoords, normals, faces, groupname+usemtl, mesh_))
65 {
66 m_meshes.back().mtl_idx = mtl_index(usemtl);
67
68 faces.clear();
69 mesh_.reset();
70 }
71
72 obj_parse_group(obj_stream, usemtl);
73 }
74 else
75 {
76 obj_stream.ignore(1024, '\n'); // skip line
77 }
78 }
79
80 if (!obj_stream.eof())
81 return LIBOBJ_FALSE;
82
83 //save mesh data
84 if (obj_save_mesh(positions, texcoords, normals, faces, groupname+usemtl, mesh_))
85 {
86 m_meshes.back().mtl_idx = mtl_index(usemtl);
87
88 faces.clear();
89 mesh_.reset();
90 }
91
92 obj_stream.close();
93
94 return LIBOBJ_TRUE;
95 }
View Code
obj文件用到了.mtl格式的material，在對“mtllib”標志符解析時開始讀取該.mtl文件，
對于.mtl文件的介紹，請閱讀
obj + mtl 格式
mtl文件格式
MTL文件格式分析
mtl文件的簡要說明
更為詳細的英文資料：
http://www.fileformat.info/format/material/
http://people.cs.clemson.edu/~dhouse/courses/405/docs/brief-mtl-file-format.html
本程序中存儲mtl文件的結構較為簡單，只使用了mtl文件中的幾個結構而沒有全部處理
1 struct ObjMaterial
2 {
3 string name;
4
5 ObjRgb ambient;
6 ObjRgb diffuse;
7 ObjRgb specular;
8
9 ObjWord shininess;
10 ObjByte illumination_model;
11 ObjFloat transparency;
12
13 string ambient_texture;
14 string diffuse_texture;
15 string specular_texture;
16 };
View Code
對mtl文件的解析代碼：
1 ObjBool mtl_file_load(const string& mtlname)
2 {
3 if (mtlname.empty()) // if obj has no material
4 return LIBOBJ_FALSE;
5
6 ObjMaterial* pmaterial = NULL;
7
8 fstream mtlstream;
9 mtlstream.open(mtlname.c_str(), std::ios_base::in); //open strFileName file
10 if (!mtlstream.is_open())
11 return LIBOBJ_FALSE;
12
13 string mtlflag;
14 while (mtlstream.good())
15 {
16 mtlstream >> mtlflag;
17
18 if (mtlflag == "newmtl")
19 {
20 string materialname;
21 mtlstream >> materialname;
22 if (mtl_index(materialname) != -1)
23 continue;
24
25 pmaterial = new ObjMaterial;
26 pmaterial->name = materialname;
27 m_materials.push_back(pmaterial);
28 }
29 else if (mtlflag == "Ka") //Ambient color
30 if (!mtl_parse_color(mtlstream, pmaterial->ambient))
31 return LIBOBJ_FALSE;
32 else if (mtlflag == "Kd") //Diffuse color
33 if (!mtl_parse_color(mtlstream, pmaterial->diffuse))
34 return LIBOBJ_FALSE;
35 else if (mtlflag == "Ks") //Specular color
36 if (!mtl_parse_color(mtlstream, pmaterial->specular))
37 return LIBOBJ_FALSE;
38 else if (mtlflag == "Tr"/*"d"*/) // Alpha, that is transparent
39 if (!mtl_parse_light(mtlstream, pmaterial->transparency))
40 return LIBOBJ_FALSE;
41 else if (mtlflag == "Ns") //Shininess
42 if (!mtl_parse_light(mtlstream, pmaterial->shininess))
43 return LIBOBJ_FALSE;
44 else if (mtlflag == "illum") //Illumination type
45 if (!mtl_parse_light(mtlstream, pmaterial->illumination_model))
46 return LIBOBJ_FALSE;
47 else if (mtlflag == "map_Ka") //ambient Texture
48 if (!mtl_parse_texture(mtlstream, pmaterial->ambient_texture))
49 return LIBOBJ_FALSE;
50 else if (mtlflag == "map_Kd") //diffuse Texture
51 if (!mtl_parse_texture(mtlstream, pmaterial->diffuse_texture))
52 return LIBOBJ_FALSE;
53 else if (mtlflag == "map_Ks") //specular Texture
54 if (!mtl_parse_texture(mtlstream, pmaterial->specular_texture))
55 return LIBOBJ_FALSE;
56 else
57 mtlstream.ignore(1024, '\n'); // ignore this line, on the assumption that the max characters at this line is 1024.
58 }
59
60 if (!mtlstream.eof())
61 return LIBOBJ_FALSE;
62
63 mtlstream.close();
64 return LIBOBJ_TRUE;
65 }
View Code
完整的代碼放在了https://github.com/priseup/obj_load
ps: 手上沒有數據，還沒有進行測試
總結
以上是生活随笔為你收集整理的三维模型obj文件的格式解析与读取的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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