基于OpenGL的OBJ文件顯示

OBJ文件格式詳解1.OBJ文件概述2.OBJ文件的特點(diǎn)3.OBJ文件的基本結(jié)構(gòu)4.OBJ文件實(shí)例OBJ文件概述OBJ文件是Alias|Wavefront公司為它的一套基于工作站的3D建模和動(dòng)畫(huà)軟件"AdvancedVisualizer"開(kāi)發(fā)的一種標(biāo)準(zhǔn)3D模型文件格式，很適合用于3D軟件模型之間的互導(dǎo)，也可以通過(guò)Maya讀寫(xiě)。比如你在3dsMax或LightWave中建了一個(gè)模型，想把它調(diào)到Maya里面渲染或動(dòng)畫(huà)，導(dǎo)出OBJ文件就是一種很好的選擇。目前幾乎所有知名的3D軟件都支持OBJ文件的讀寫(xiě)，不過(guò)其中很多需要通過(guò)插件才能實(shí)現(xiàn)。OBJ文件是一種文本文件，可以直接用寫(xiě)字板打開(kāi)進(jìn)行查看和編輯修改。另外，有一種與此相關(guān)二進(jìn)制文件格式(*.MOD)，其作為專(zhuān)利未公開(kāi)，因此這里不作討論。OBJ文件的特點(diǎn)OBJ3.0文件格式支持直線(xiàn)(Line)、多邊形(Polygon)、表面(Surface)和自由形態(tài)曲線(xiàn)(Free-formCurve)。直線(xiàn)和多邊形通過(guò)它們的點(diǎn)來(lái)描述，曲線(xiàn)和表面則根據(jù)它們的控制點(diǎn)和依附于曲線(xiàn)類(lèi)型的額外信息來(lái)定義，這些信息支持規(guī)則和不規(guī)則的曲線(xiàn)，包括那些基于貝塞爾曲線(xiàn)(Bezier)、B樣條(B-spline)、基數(shù)(Cardinal/Catmull-Rom)和泰勒方程(Taylorequations)的曲線(xiàn)。其他特點(diǎn)如下：OBJ文件的特點(diǎn)

OBJ文件是一種3D模型文件。不包含動(dòng)畫(huà)、材質(zhì)特性、貼圖路徑、動(dòng)力學(xué)、粒子等信息。OBJ文件主要支持多邊形(Polygons)模型。雖然也支持曲線(xiàn)(Curves)、表面(Surfaces)、點(diǎn)組材質(zhì)(PointGroupMaterials)，但Maya導(dǎo)出的OBJ文件并不包括這些信息。OBJ文件支持三個(gè)點(diǎn)以上的面，這一點(diǎn)很有用。很多其它的模型文件格式只支持三個(gè)點(diǎn)的面，所以導(dǎo)入Maya的模型經(jīng)常被三角化了，這對(duì)于我們對(duì)模型進(jìn)行再加工甚為不利。

OBJ文件支持法線(xiàn)和貼圖坐標(biāo)。在其它軟件中調(diào)整好貼圖后，貼圖坐標(biāo)信息可以存入OBJ文件中，這樣文件導(dǎo)入Maya后只需指定一下貼圖文件路徑就行了，不需要再調(diào)整貼圖坐標(biāo)。OBJ文件的基本結(jié)構(gòu)OBJ文件不需要任何種文件頭(FileHeader)，盡管經(jīng)常使用幾行文件信息的注釋作為文件的開(kāi)頭。OBJ文件由一行行文本組成，注釋行以符號(hào)“#”為開(kāi)頭，空格和空行可以隨意加到文件中以增加文件的可讀性。有字的行都由一兩個(gè)標(biāo)記字母也就是關(guān)鍵字(Keyword)開(kāi)頭，關(guān)鍵字可以說(shuō)明這一行是什么樣的數(shù)據(jù)。多行可以邏輯地連接在一起表示一行，方法是在每一行最后添加一個(gè)連接符(\)。注意連接符(\)后面不能出現(xiàn)空格或Tab格，否則將導(dǎo)致文件出錯(cuò)。下列關(guān)鍵字可以在OBJ文件使用。在這個(gè)列表中,關(guān)鍵字根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型排列，每個(gè)關(guān)鍵字有一段簡(jiǎn)短描述。

頂點(diǎn)數(shù)據(jù)(Vertexdata)：

v幾何體頂點(diǎn)(Geometricvertices)

vt貼圖坐標(biāo)點(diǎn)(Texturevertices)

vn頂點(diǎn)法線(xiàn)(Vertexnormals)

vp參數(shù)空格頂點(diǎn)(Parameterspacevertices)自由形態(tài)曲線(xiàn)(Free-formcurve)/表面屬性(surfaceattributes):

deg

度(Degree)

bmat

基礎(chǔ)矩陣(Basismatrix)

step

步尺寸(Stepsize)

cstype曲線(xiàn)或表面類(lèi)型(Curveorsurfacetype)元素(Elements):

p

點(diǎn)(Point)

l

線(xiàn)(Line)

f

面(Face)

curv

曲線(xiàn)(Curve)

curv2

2D曲線(xiàn)(2Dcurve)

surf

表面(Surface)OBJ文件的基本結(jié)構(gòu)自由形態(tài)曲線(xiàn)(Free-formcurve)/表面主體陳述(surfacebodystatements):

parm參數(shù)值(Parametervalues)

trim外部修剪循環(huán)(Outertrimmingloop)

hole內(nèi)部整修循環(huán)(Innertrimmingloop)

scrv特殊曲線(xiàn)(Specialcurve)

sp特殊的點(diǎn)(Specialpoint)

end

結(jié)束陳述(Endstatement)自由形態(tài)表面之間的連接(Connectivitybetweenfree-formsurfaces):

con連接(Connect)成組(Grouping):

g

組名稱(chēng)(Groupname)

s光滑組(Smoothinggroup)

mg合并組(Merginggroup)

o對(duì)象名稱(chēng)(Objectname)OBJ文件的基本結(jié)構(gòu)顯示(Display)/渲染屬性(renderattributes):

bevel導(dǎo)角插值(Bevelinterpolation)

c_interp顏色插值(Colorinterpolation)

d_interp溶解插值(Dissolveinterpolation)

lod細(xì)節(jié)層次(Levelofdetail)

usemtl材質(zhì)名稱(chēng)(Materialname)

mtllib材質(zhì)庫(kù)(Materiallibrary)

shadow_obj

投射陰影(Shadowcasting)

trace_obj

光線(xiàn)跟蹤(Raytracing)

ctech

曲線(xiàn)近似技術(shù)(Curveapproximationtechnique)

stech

表面近似技術(shù)(Surfaceapproximationtechnique)OBJ文件的基本結(jié)構(gòu)OBJ文件實(shí)例

讓我們來(lái)創(chuàng)建一個(gè)OBJ文件，內(nèi)容為一個(gè)四邊形，不過(guò)不用3D軟件，而是用寫(xiě)字板來(lái)創(chuàng)建。打開(kāi)寫(xiě)字板，把下面的5行代碼寫(xiě)入，可以適當(dāng)加一點(diǎn)注釋。保存文件為文本格式，文件名為"myObj.obj"。注意：代碼最后一定要按一下回車(chē)把光標(biāo)切換到下一行，就是說(shuō)加一個(gè)換行符(\n)。否則會(huì)看到如下錯(cuò)誤信息：

//Error:line1:OBJfileline5:indexoutofrange.//

//Error:line1:Errorreadingfile.//

在Maya中導(dǎo)入"myObj.obj"文件，會(huì)看到四邊形。這個(gè)四邊形的形狀是完全由前面的那5行代碼決定的。OBJ文件實(shí)例

我們來(lái)分析一下這些代碼。

v-0.580.840

畫(huà)一個(gè)四邊形需要四個(gè)頂點(diǎn)，這是第一個(gè)頂點(diǎn)，"v"表示頂點(diǎn)(vertex)，"-0.58"為這個(gè)頂點(diǎn)的X軸坐標(biāo)值，"0.84"為Y軸坐標(biāo)值，"0"為Z軸坐標(biāo)值。它的索引號(hào)是1。索引號(hào)是畫(huà)面時(shí)要用到的。

v2.681.170

v2.84-2.030

v-1.92-2.890

這分別是第二、三、四個(gè)頂點(diǎn)，它們的索引號(hào)分別是2，3，4。

f1234

現(xiàn)在開(kāi)始畫(huà)面，"f"表示面(face)，1，2，3，4是前面那四個(gè)頂點(diǎn)的索引號(hào)。請(qǐng)注意畫(huà)這個(gè)面連接點(diǎn)的順序，是從第一個(gè)點(diǎn)出發(fā)，依次連接第二、三、四個(gè)點(diǎn)。如果連接的順序不同所生成的面也會(huì)截然不同，例如"f1243"會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交迭的面。

面的連接點(diǎn)是按順時(shí)針排列或逆時(shí)針排列，將決定面