Как открыть obj. Уроки и примеры программирования Array ()

Этот урок показывает способ загрузки моделей из файлов.obj
Формат obj - это текстовые файлы, содержащие очень мало данных о модели. Но благодаря своей
простоте эти файлы может импортировать/экспортировать практически любой соответствующий софт.

Код урока взят из урока "загрузка текстур".
Минус формата.obj - он не хранит информации о материалах, так что мне пришлось придумать другой способ.
Я бы не стал использовать этот формат для демки или игры, но полезно уметь с ним обращатся, так как
он очень прост и популярен. Вообще, надо было написать этот урок раньше загрузки 3sd...

В этом уроке мы будем использовать STL vector. Что это такое я подробно описал в уроке "загрузка.3ds".

Вот небольшое описание формата OBJ. Каждая программа, экспортирующая и импортирующая этот формат,
делает это по-своему. Некоторые сохраняют нормали, некоторые - имена обьектов, и так далее.

Данные вы читаете на основе первого символа в строке.

"v" - эта линия содержит вершину (x y z)

// пример: v -1 -1 0

Прочитав все такие линии, вы получите геометрию обьекта.

"vt" - текстурные координаты обьекта (U V)

// пример: vt .99998 .99936

"f" - эта линия содержит индексы вершин для массива полигонов.
Если есть UV координаты, она содержит также и их индексы.

// пример: (Только вершины): f 1 2 3

// пример: (Вершины и текстуры): f 1/1 2/2 3/3

Теперь напишем класс, загружающий.obj-файл.

Новый файл: obj.h :

#ifndef _OBJ_H
#define _OBJ_H

#include "main.h"

// Класс, загружающий файл формата OBJ
class CLoadObj {

public:

// Вы будете вызывать только эту функцию. Просто передаёте структуру
// модели для сохранения данных, и имя файла для загрузки.
bool ImportObj(t3DModel * pModel, char * strFileName) ;

// Главный загружающий цикл, вызывающийся из ImportObj()
void ReadObjFile(t3DModel * pModel) ;

// Вызывается в ReadObjFile() если линия начинается с "v"
void ReadVertexInfo() ;

// Вызывается в ReadObjFile() если линия начинается с "f"
void ReadFaceInfo() ;

// Вызывается после загрузки информации полигонов
void FillInObjectInfo(t3DModel * pModel) ;

// Вычисление нормалей. Это не обязятельно, но очень желательно.
void ComputeNormals(t3DModel * pModel) ;

// Так как.obj файлы не хранят имен текстур и информации о материалах, мы создадим
// функцию, устанавливающую их вручную. materialID - индекс для массива pMaterial нашей модели.
void SetObjectMaterial(t3DModel * pModel, int whichObject, int materialID) ;

// Чтобы проще присваивать материал к.obj обьекту, создадим для этого функцию.
// Передаём в неё модель, имя материала, имя файла текстуры и цвет RGB.
// Если нам нужен только цвет, передаём NULL для strFile.
void AddMaterial(t3DModel * pModel, char * strName, char * strFile,
int r = 255 , int g = 255 , int b = 255 ) ;

private:

// Указатель на файл
FILE * m_FilePointer;

// STL vector, содержащий список вершин
vector< CVector3> m_pVertices;

// STL vector, содержащий список полигонов
vector< tFace> m_pFaces;

// STL vector, содержащий список UV координат
vector< CVector2> m_pTextureCoords;

// Говорит нам, имеет ли обьект текстурные координаты
bool m_bObjectHasUV;

// Говорит нам, что мы только что прочитали данные полигонов, чтобы мы могли читать несколько обьектов
bool m_bJustReadAFace;
} ;

#endif

Файл obj.cpp :
#include "main.h"
#include "obj.h"

///// Функция загружает файл.obj в указанную переменную из указанного имени файла
///////////////////////////////// IMPORT OBJ \\\\\\\\\\\\\\\\*

Bool CLoadObj::ImportObj(t3DModel *pModel, char *strFileName)
{
char strMessage = {0}; // Будет использоваться для сообщения об ошибке

// Убедимся, что переданы не пустые модель и имя файла
if(!pModel || !strFileName) return false;

// Открываем указанный файл для чтения
m_FilePointer = fopen(strFileName, "r");

// Убедимся, что файл правильно открыт
if(!m_FilePointer) {
// Сформируем сообщение об ошибке
sprintf(strMessage, "Unable to find or open the file: %s", strFileName);
MessageBox(NULL, strMessage, "Error", MB_OK);
return false;
}

// Теперь, имея открытый файл, считываем информацию
ReadObjFile(pModel);

// Прочитав всю информацию, вычисляем вершинные нормали
ComputeNormals(pModel);

// Закрываем файл
fclose(m_FilePointer);

// И возвращаем true
return true;
}

///// Эта функция - главный цикл чтения файла.obj
///////////////////////////////// READ OBJ FILE \\\\\\\\\\\\\\\\*

Void CLoadObj::ReadObjFile(t3DModel *pModel)
{
char strLine = {0};
char ch = 0;

While(!feof(m_FilePointer))
{
float x = 0.0f, y = 0.0f, z = 0.0f;

// Читаем первый символ текущей строки файла
ch = fgetc(m_FilePointer);

Switch(ch)
{
case "v": // Проверяем, не "v" ли это (может быть вершина/нормаль/текст. коорд.)

// Если мы только что читали информацию о полигоне, а сейчас читаем вершину,
// значит мы перешли к следующему обьекту, и нужно сохранить данные предыдущего.
if(m_bJustReadAFace) {
// Сохраняем данные последнего обьекта в структуру модели
FillInObjectInfo(pModel);
}

// Расшифровываем всю текущую линию
ReadVertexInfo();
break;

Case "f": // Если первый символ -"f", эта строка описывает полигон

// Если прочитан символ новой строки - это пустая строка, ничего не делаем.
break;

Default:
// Если что-то неизвестное, просто читаем эту строку в "мусор", чтобы перейти
// к следующей - нам она не нужна.

break;
}
}

// Теперь сохраняем последний прочитанный обьект
FillInObjectInfo(pModel);
}

///// Эта функция читает информацию о вершинах ("v" вершина: "vt" UVCoord)
///////////////////////////////// READ VERTEX INFO \\\\\\\\\\\\\\\\*

Void CLoadObj::ReadVertexInfo()
{
CVector3 vNewVertex = {0};
CVector2 vNewTexCoord = {0};
char strLine = {0};
char ch = 0;

// Читаем второй сисвол строки, чтобы увидеть, что содержит строка: вершины/нормали/UV
ch = fgetc(m_FilePointer);

// Читаем остальную линию, чтобы перейти к следующей
fgets(strLine, 100, m_FilePointer);

// Добавляем новую вершину в список
m_pVertices.push_back(vNewVertex);
}
else if(ch == "t") // Если второй символ - "t", строка содержит UV координаты ("vt")
{
// Читаем текстурные координаты. Формат: "vt u v"
fscanf(m_FilePointer, "%f %f", &vNewTexCoord.x, &vNewTexCoord.y);

// Читаем оставшуюся линию, чтобы перейти к следующей
fgets(strLine, 100, m_FilePointer);

// Вносим новые текстурные координаты в список
m_pTextureCoords.push_back(vNewTexCoord);

// Активируем флаг, сообщающий, что обьект имеет текстурные координаты.
// Теперь мы знаем, что строки полигонов будут содержать индексы не только
// вершин, но и текст. координат ("f 1/1 2/2 3/3")
m_bObjectHasUV = true;
}
else // Иначе это, видимо, нормаль, и нам она не нужна ("vn")
{
// Мы рассчитываем собственные нормали, так что пропустим строку
fgets(strLine, 100, m_FilePointer);
}
}

///// Читает информацию полигона ("f")
///////////////////////////////// READ FACE INFO \\\\\\\\\\\\\\\\*

Void CLoadObj::ReadFaceInfo()
{
tFace newFace = {0};
char strLine = {0};

// Функция читает информацию о полигонах обьекта.
// Эта информация - 3д точки, составляющие полигон, и UV координаты,
// если на обьект наложена текстура.
// Если обьект имеет текстурные координаты, формат строки будет
// такой: "f v1/uv1 v2/uv2 v3/uv3"
// Иначе такой: "f v1 v2 v3"
// Внимание! Всегда убеждайтесь, что вычитаете 1 из индексов, так как
// массивы в c++ начинаются с 0, а индексы в.obj начинаются с 1.

// Проверяем, имеет ли обьект текстурные координаты
if(m_bObjectHasUV)
{
// Читаем индексы вершин и текстурных координат.
fscanf(m_FilePointer, "%d/%d %d/%d %d/%d", &newFace.vertIndex, &newFace.coordIndex,
&newFace.vertIndex, &newFace.coordIndex,
&newFace.vertIndex, &newFace.coordIndex);
}
else // если обьект НЕ содержит текстурных координат
{
// Читаем только индексы вершин
fscanf(m_FilePointer, "%d %d %d", &newFace.vertIndex,
&newFace.vertIndex,
&newFace.vertIndex);
}

// Читаем линию до конца, чтобы перейти к следующей
fgets(strLine, 100, m_FilePointer);

// Добавляем новый полигон в список
m_pFaces.push_back(newFace);

// Устанавливаем этот флаг в TRUE, чтобы знать, что только что читали полигон. Если
// после этого читается вершина - значит, мы перешли к следующему обьекту и нужно
// сохранить этот.
m_bJustReadAFace = true;

Мы надеемся, что помогли Вам решить проблему с файлом OBJ. Если Вы не знаете, где можно скачать приложение из нашего списка, нажмите на ссылку (это название программы) - Вы найдете более подробную информацию относительно места, откуда загрузить безопасную установочную версию необходимого приложения.

Что еще может вызвать проблемы?

Поводов того, что Вы не можете открыть файл OBJ может быть больше (не только отсутствие соответствующего приложения).
Во-первых - файл OBJ может быть неправильно связан (несовместим) с установленным приложением для его обслуживания. В таком случае Вам необходимо самостоятельно изменить эту связь. С этой целью нажмите правую кнопку мышки на файле OBJ, который Вы хотите редактировать, нажмите опцию "Открыть с помощью" а затем выберите из списка программу, которую Вы установили. После такого действия, проблемы с открытием файла OBJ должны полностью исчезнуть.
Во вторых - файл, который Вы хотите открыть может быть просто поврежден. В таком случае лучше всего будет найти новую его версию, или скачать его повторно с того же источника (возможно по какому-то поводу в предыдущей сессии скачивание файла OBJ не закончилось и он не может быть правильно открыт).

Вы хотите помочь?

Если у Вас есть дополнительная информация о расширение файла OBJ мы будем признательны, если Вы поделитесь ею с пользователями нашего сайта. Воспользуйтесь формуляром, находящимся и отправьте нам свою информацию о файле OBJ.

Строки, начинающиеся с решётки(#), - это комментарии.

# Это комментарий

Obj файл содержит несколько типов определения:

# Список вершин, с координатами (x,y,z[,w]), w является не обязательным и по умолчанию 1.0. v 0.123 0.234 0.345 1.0 v ... ... # Текстурные координаты (u,v[,w]), w является не обязательным и по умолчанию 0. # Текстурная координата по y может быть указана как 1 - v, и при этом по x = u vt 0.500 -1.352 vt ... ... # Нормали (x,y,z); нормали могут быть не нормированными . . vn 0.707 0.000 0.707 vn ... ... # Параметры вершин в пространстве (u [,v] [,w]); свободная форма геометрического состояния (смотри ниже) vp 0.310000 3.210000 2.100000 vp ... ... # Определения поверхности (сторон) (смотри ниже) f 1 2 3 f 3/1 4/2 5/3 f 6/4/1 3/5/3 7/6/5 f 6//1 3//3 7//5 f ... ... # Группа g Group1 ... # Объект o Object1

Определение сторон

Поверхность определяется в списке вершин, текстурных координат и нормалей. Полигоны, такие как квадрат, могут быть определены с помощью более 3 вершин/текстурных координат/нормалей.

Поверхности

Строка, начинающаяся с f, представляет собой индекс Поверхности. Каждая поверхность (полигон) может состоять из трех или более вершин.

F v1 v2 v3 v4 ...

Индексация начинается с первого элемента, а не с нулевого, как принято в некоторых языках программирования, также индексация может быть отрицательной. Отрицательный индекс указывает позицию относительно последнего элемента (индекс -1 указывает на последний элемент).

Вершины / Текстурные координаты

Наряду с вершинами могут сохраняться соответствующие индексы текстурных координат.

F v1/vt1 v2/vt2 v3/vt3 v4/vt4 ...

Вершины / Текстурные координаты / Нормали

Также допустимо сохранение соответствующих индексов нормалей.

F v1/vt1/vn1 v2/vt2/vn2 v3/vt3/vn3 v4/vt4/vn4 ...

Вершины / / Нормали

При отсутствии данных о текстурных координатах допустима запись с пропуском индексов текстур.

F v1//vn1 v2//vn2 v3//vn3 v4//vn4 ...

Библиотека материалов

Краткий обзор

OBJ является одним из самых популярных форматов передачи 3-мерной компьютерной геометрии. Информация о внешнем виде объектов(материалы) передается в файлах-спутниках в формате MTL (Material Library). OBJ при необходимости ссылается на такой файл с помощью директивы:

Mtllib [имя внешнего MTL файла]

Введение

MTL является стандартом, установленным компанией Wavefront Technologies. Вся информация представлена в ASCII виде и абсолютно читабельна для человека. Стандарт MTL также очень популярен и поддерживается большинством пакетов для работы с 3D-графикой.

Информация о простых материалах в файле выглядит следующим образом:

Newmtl название_материала1 # Объявление очередного материала # Цвета Ka 1.000 1.000 0.000 # Цвет окружающего освещения (желтый) Kd 1.000 1.000 1.000 # Диффузный цвет (белый) # Параметры отражения Ks 0.000 0.000 0.000 # Цвет зеркального отражения (0;0;0 - выключен) Ns 10.000 # Коэффициент зеркального отражения (от 0 до 1000) # Параметры прозрачности d 0.9 # Прозрачность указывается с помощью директивы d Tr 0.9 # или в других реализациях формата с помощью Tr # Следующий материал newmtl название_материала2 ...

Наличие всех параметров необязательно. При отсутствии какого-либо параметра программа автоматически устанавливает его по умолчанию.

Наш план действий будет таким – загрузить файл в память полностью и создать строку для каждой его строки. Мы также создадим временные массивы чисел с плавающей точкой для всех позиций вершин, координат текстур и нормалей, которые мы собираемся загрузить. Их размер равен количеству строк OBJ-файла, умноженному на количество компонент атрибута, – два для координат текстур или три для нормалей. Благодаря этому мы выделим памяти больше, чем необходимо, но это лучше, чем выделять память для новых массивов всякий раз, когда их понадобится пополнить.

То же самое мы сделаем для индексов, определяющих каждый треугольник. Поскольку формат OBJ является индексированным, мы не можем передать эти индексы непосредственно в класс Vertices3.

Причиной этого является тот факт, что атрибуты вершины могут быть использованы повторно несколькими вершинами, поэтому складываются отношения один ко многим, что не разрешается OpenGL ES. Поэтому мы будем использовать неиндексированный экземпляр класса Verti ces3 и просто дублировать вершины. Такой подход подойдет для наших нужд.

Посмотрим, как мы можем реализовать все это. Код этого класса содержится в листинге 11.12.

Листинг 11.12. Класс ObjLoader.java. простой класс, предназначенный для загрузки подмножества формата 0BJ

Первое, что мы делаем, – открываем в потоке InputStream файл с моделью, определяемый параметром fi1е. Потом в методе readLines (определенном далее) мы считываем все строки этого файла. Основываясь на количестве строк, мы выделяем память для массивов чисел с плавающей точкой, которые будут хранить компоненты осей х, у и z каждой нормали вершин, а также и- и -координаты текстур каждой вершины. Поскольку мы не знаем, сколько именно вершин мы увидим в файле, просто выделяем больше памяти, чем требуется. Каждый атрибут вершины хранится в последовательных элементах трех массивов. Позиция первой считанной вершины представлена элементами массива vertices, vertices и vertices и т. д. Мы также отслеживаем индексы при определении треугольников для каждого из трех атрибутов вершины. В дополнение у нас есть несколько счетчиков для отслеживания того, как много всего мы уже загрузили.

Если текущая строка является позицией вершины, мы считываем ее части, разделенные пробелами, такие как координаты по осям х, у и г,и сохраняем их в массиве вершин.

Мы делаем то же самое для нормалей и координат текстур:

В этом коде каждая вершина треугольника (названного здесь face (ребро) из-за терминологии формата OBJ) определяется тройкой индексов в массивах позиции вершин, координат текстур и нормалей. Индексы координат текстур и нормалей могут быть опущены, поэтому нам нужно следить за ними. Индексы также могут быть отрицательными, в этом случае нам придется добавлять их к количеству позиций/координат текстур/нормалей, загруженных ранее. Этим занимается метод getlndex.

Как только мы загрузим все позиции вершин, нормали и треугольники, мы можем начать создавать массив чисел с плавающей точкой, содержащий вершины в формате, который использует экземпляр класса Vertices3. Количество чисел с плавающей точкой, необходимых для хранения этих вершин, может быть с легкостью получено как число загруженных треугольников, а также с помощью информации о том, заданы ли нормали и координаты текстур.

Чтобы заполнить массив verts, мы просто проходим по всем треугольникам, получаем атрибуты каждой вершины треугольника и помещаем их в массив verts по шаблону, который используется экземпляром класса Verti ces3.

Последнее, что мы делаем, – создаем экземпляр класса Vertices3 и устанавливаем вершины.

Остальная часть метода посвящена обработке исключений и закрытию потока InputStream.

Метод getlndex принимает один из индексов, заданных для атрибута вершины определяемого треугольника, а также количество ранее загруженных атрибутов, и возвращает индекс, подходящий для ссылки на атрибут, который находится в одном из наших рабочих массивов.

Наконец, рассмотрим метод readlines, который просто считывает каждую строку файла и возвращает их все как список строк.

Чтобы загрузить OBJ-файл из ресурса, мы можем использовать класс Ob j Loader следующим образом:

Довольно прямолинейно после всей этой чехарды с индексами, не правда ли? Для отрисовки этого экземпляра класса Vertices3 нам необходимо знать, сколько он имеет вершин. Расширим класс Verti ces3 еще раз, добавив два метода, возвращающих количество вершин и количество индексов, которые определены в объекте в данный момент. Код этих методов содержится в листинге 11.13.

Листинг 11.13. Фрагменты класса Vertices3.java, получение количества вершин и индексов

Для количества индексов мы просто возвращаем границу ShortBuffer, хранящего индексы. Для количества вершин мы делаем то же самое. Однако, поскольку граница сообщается в виде количества чисел с плавающей точкой, определенных в буфере FloatBuffer, нам придется делить его на размер вершины.

Поскольку мы храним это количество байтов в параметре vertexSize, мы делим этот член класса на 4.

Использование класса OBJ Loader

Чтобы продемонстрировать работу загрузчика файлов OBJ, я переписал последний пример и создал новый тест, который называется ObjTest, а также экран ObjScreen. Я скопировал весь код из предыдущего примера и изменил только одну строку конструктора класса ObjScreen:

Поэтому вместо использования метода createCube (который я убрал) теперь мы напрямую загружаем модель из файла с расширением OBJ, который называется cube.obj. В программе Wings3D я создал копию куба, которую мы ранее создавали программно в методе createCube . Она имеет те же позиции вершин, текстурные координаты и нормали, что и созданная вручную версия. Вас не должно удивлять то, что результат работы программы ObjTest выглядит точно так же, как и результат работы Eul erCameraTest. Поэтому я не буду приводить скриншот.

Несколько замечаний по загрузке моделей

Для игры, загрузчик имеет большое значение, но он далеко не надежен. Есть несколько подводных камней.

Обработка строк в ОС Android по определению медленная. OBJ – это формат, использующий неформатированный текст, поэтому он требует больших затрат времени на свое преобразование. Это отрицательно повлияет на время загрузки. Вы можете обойти эту проблему, преобразуя ваши OBJ-модели в пользовательский бинарный формат. Вы можете, например, сериализовать массив verts таким образом, что мы заполняем его в методе ObjLoader. load О.

Формат OBJ имеет гораздо больше особенностей, чем мы рассмотрели. Если вы хотите расширить наш простой загрузчик, посмотрите спецификацию формата в Интернете. Добавить новую функциональность должно быть легко.

OBJ-файл часто предоставляется вместе с файлом материала. Этот файл определяет цвета и текстуры, используемые группами вершин, которые описаны в OBJ-файле. Нам не понадобится эта функциональность, поскольку мы знаем, какую текстуру использовать для конкретного OBJ-файла. Для создания более надежного загрузчика вам потребуется заглянуть в спецификацию файлов материала.

- Расширение (формат) - это символы в конце файла после последней точки.
- Компьютер определяет тип файла именно по расширению.
- По умолчанию Windows не показывает расширения имен файлов.
- В имени файла и расширении нельзя использовать некоторые символы.
- Не все форматы имеют отношение к одной и той же программе.
- Ниже находятся все программы с помощью которых можно открыть файл OBJ.

Blender – программа для работы с 3d графикой, отличающаяся от других утилит тем, что имеет открытый исходный код. Данная программа была разработана в одной из студий, занимавшихся 3d моделированием, однако после того, как данная студия обанкротилась, программа стала распространяться бесплатно. Blender может работать практически под любой операционной системой. Встречаются версии программы даже для малоизвестных систем. В сам пакет входят инструменты, позволяющие работать со скелетной анимацией, слоями, архитектурами, текстурами и т.п. Должны предупредить, что для работы с данной программой, необходимо иметь базовые знания англи...

FreeCAD - графическая среда для создания трехмерных моделей различных предметов, механизмов. Программа имеет множество функций, которые помогут создавать MCAD, 3D CAD, CaX, CAE, другие проекты. Приложение позволяет импортировать любые данные из широкого диапазона форматов файлов. FreeCAD имеет возможность создавать различные 2D графические объекты (линии 2-точечные, провода, круги, дуги, полигоны, точки). Дает пользователям возможность перемещать, вращать, масштабировать, редактировать выбранные объекты. Может добавлять либо удалять точки, создать прямоугольный массив из выбранных объектов, клонировать компоненты. При проекти...

Sweet Home 3D – программа для создания трёхмерного проекта вашего дома. Данная программа будет особенно полезна для людей, у которых намечается ремонт, и которые хотят увидеть всю будущую планировку на экране своего монитора. Интерфейс у программы Sweet Home 3D очень простой. Работать с программой сможет любой пользователь. Отдельно стоит упомянуть, что программа является мультиязычной. А это значит, что вам не придётся учить иностранный язык для того, чтобы разобраться с программой. В пакете Sweet Home 3D уже присутствует каталог готовых элементов, которые можно рассмотреть крупным планом, а затем поставить данный об...

FileOptimizer – удобное приложение для сжатия файлов, созданное одной из независимых команд программистов. Данное приложение отличается улучшенными алгоритмами сжатия и высокой скоростью работы. Программа позволяет сжимать файлы практически всех типов, включая архивы, текстовые форматы, форматы изображений и т.п. Также, данная программа может работать со скриптами, а также через командную строку, что будет особенно полезно опытным пользователям. Для начинающих пользователей же, всё очень просто. Программа интегрируется в контекстное меню, что позволяет очень быстро сжимать файлы, находящиеся на любом диске и в любой папке.

Photoshop CC - программное обеспечение, которое широко используют для редактирования растровых изображений,создания графических дизайнов и любого цифрового искусства. Он использует слоирование, чтобы обеспечить глубину и гибкость в процессе проектирования и редактирования, а также предоставляет мощные инструменты редактирования. Существуют дистрибутивы как для MacOS, так и для Windows, но не для Linux. Photoshop CC специально разработан, чтобы позволить пользователям редактировать растровые изображения в несколькихслоях. Эти наложения или слои могут поддерживать прозрачность.