3DS读取.docx
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3DS读取
在OpenGL中读取3DS模型文件
这里要解决的一个关键问题是:
如何在OpenGL中读取3DS模型文件。
在这部分介绍了3DS文件的存储格式，给出了OpenGL与3DS的接口编程，这对三维模型的创建提供了极大的方便，还综合运用其他的技术和算法来完成三维动画。
6.13ds文件格式简介
3DS文件由许多块组成，每个块首先描述其信息类别，即该块是如何组成的。
块的信息类别用ID来标识，块还包含了下一个块的相对位置信息。
因此，即使不理解一个块的含义，也可以很容易地跳过它，因为该块中指出了下一个块的相对于该块起始位置的偏移字节数。
与许多文件格式一样，3DS二进制文件中的数据也是按低位在前、高位在后的方式组织的，例如，2个十六进制字节，4A5C组成的整型数，表明5C是高位字节，4A是低位字节；对于长整型数，如：
4A5C3B8F表明5C4A是低位字，而8F3B是高位字。
下面描述块的具体定义。
块的前两项信息分别是：
块的ID和块的长度（下一个块相对于该块的字节偏移量），块的ID是一个整型数，而块的长度是一个长整型数。
每个块实际上是一个层次结构，不同类型的块，其层次结构也不相同。
3DS文件中有一个基本块，其ID是4D4D，每一个3DS文件的开头都是由这样一个块构成。
基本块内的块称为主块。
为了对块的层次结构有一个初步的认识，下面给出一个图表来说明不同类型（ID）的块及其各自在文件中的位置。
如下图所示给每一个块都起了一个名字，这样更便于理解或直接转换为源程序。
图6.13DS文件结构图
颜色块是文件中自始至终都能见到的一种块类型，颜色块总共有3种类型，它们是COL_RGB，COL_TRU和COL_UNK。
6.2存储3ds文件的数据结构
本节将对程序中所用到的一些重要数据结构进行简单说明，以便使读者更进一步了解3ds文件所存储的数据。
1．t3Dmodel：
structt3DModel
{
intnumOfObjects;//object的数量（总数）
intnumOfMaterials;//materials的数量（总数）
vectorpMaterials;//存贮materials信息的列表
vectorpObject;//存贮object信息的列表
};
2．tMaterialInfo：
structtMaterialInfo
{
charstrName[255];//材质的名字
charstrFile[255];//材质的文件名（真正存在harddisk的bmp）
BYTEcolor[3];//object的颜色（RGB）（0~255）
InttexureId;//材质的ID
}
3．3DObject：
structt3DObject
{
intnumOfVerts;//object的顶点数
intnumOfFaces;//object的面数
intnumTexVertex;//材质坐标的个数
intmaterialID;//材质ID，正是材质数组中的索引
boolbHasTexture;//有材质就为真
charstrName[255];//object的名字
CVector3*pVerts;//object的顶点，将会指向一个数组
CVector3*pNormals;//object的法线（只是一个近似的法线）将会指向一个数组
CVector3*pFaceNorm;//面的法线，将会指向一个数组
CVector3*pFaceVert1;//面的顶点x，将会指向一个数组
CVector3*pFaceVert2;//面的顶点y，将会指向一个数组
CVector3*pFaceVert3;//面的顶点z，将会指向一个数组
CVector2*pTexVerts;//材质的坐标（二维）将会指向一个数组
tFace*pFaces;//面的结构（在后面有注解）将会指向一个数组
};
其中：
structtFace
{
intvertIndex[3];//组成面三角形顶点的索引（整型）
intcoordIndex[3];//组成面三角形材质的索引（整型）
};
6.33D动画的实现
读取3DS文件的全部操作封装在了CLoad3DS类中，有关CLoad3DS类的具体定义所附光盘中的源程序3ds.cppand3ds.h。
/////////////////////////////////IMPORT3DS\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\*
//
//Thisiscalledbytheclienttoopenthe.3dsfile,readit,thencleanup
//
//////////////////////////////////////\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\*
boolCLoad3DS:
:
Import3DS（t3DModel*pModel,char*strFileName）
{
charstrMessage[255]={0};
//Openthe3DSfile
m_FilePointer=fopen（strFileName,"rb"）;
//Makesurewehaveavalidfilepointer（wefoundthefile）
if（!
m_FilePointer）
{
sprintf（strMessage,"Unabletofindthefile:
%s!
",strFileName）;
MessageBox（NULL,strMessage,"Error",MB_OK）;
returnfalse;
}
//Oncewehavethefileopen,weneedtoreadtheveryfirstdatachunk
//toseeifit'sa3DSfile.Thatwaywedon'treadaninvalidfile.
//Ifitisa3DSfile,thenthefirstchunkIDwillbeequaltoPRIMARY（somehexnum）
//Readthefirstchuckofthefiletoseeifit'sa3DSfile
ReadChunk（m_CurrentChunk）;
//Makesurethisisa3DSfile
if（m_CurrentChunk->ID!
=PRIMARY）
{
sprintf（strMessage,"UnabletoloadPRIMARYchuckfromfile:
%s!
",strFileName）;
MessageBox（NULL,strMessage,"Error",MB_OK）;
returnfalse;
}
//Nowweactuallystartreadinginthedata.ProcessNextChunk（）isrecursive
//Beginloadingobjects,bycallingthisrecursivefunction
ProcessNextChunk（pModel,m_CurrentChunk）;
//Afterwehavereadthewhole3DSfile,wewanttocalculateourownvertexnormals.
ComputeNormals（pModel）;
//Cleanupaftereverything
CleanUp（）;
returntrue;
}
See光盘中的源程序StepinGlView.cpp
//StepinGlView.cpp:
implementationoftheCStepinGlViewclass
//
……
#include"main.h"//Thisincludesourheaderfile
#include"3ds.h"//Includethe3DSheaderfile.
……
#defineFILE_NAME"moon.3ds"//Thisisthe3Dfilewewillload.
UINTg_Texture[MAX_TEXTURES]={0};//Thisholdsthetextureinfo,referencedbyanID
CLoad3DSg_Load3ds;//Thisis3DSclass.Thisshouldgoinagoodmodelclass.
t3DModelg_3DModel;//Thisholdsthe3DModelinfothatweloadin
intg_ViewMode=GL_TRIANGLES;//Wewantthedefaultdrawingmodetobenormal
boolg_bLighting=true;//Turnlightingoninitially
floatg_RotateX=0.0f;//Thisisthecurrentvalueatwhichthemodelisrotated
floatg_RotationSpeed=0.8f;//Thisisthespeedthatourmodelrotates.（-speedrotatesleft）
……
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CStepinGlViewmessagehandlers
voidCStepinGlView:
:
Init（）
{
PIXELFORMATDESCRIPTORpfd;
intn;
HGLRChrc;
m_pDC=newCClientDC（this）;
ASSERT（m_pDC!
=NULL）;
if（!
bSetupPixelFormat（））
return;
n=:
:
GetPixelFormat（m_pDC->GetSafeHdc（））;
:
:
DescribePixelFormat（m_pDC->GetSafeHdc（）,n,sizeof（pfd）,&pfd）;
hrc=wglCreateContext（m_pDC->GetSafeHdc（））;
wglMakeCurrent（m_pDC->GetSafeHdc（）,hrc）;
GetClientRect（&m_oldRect）;
glClearDepth（1.0f）;
glEnable（GL_DEPTH_TEST）;
//glMatrixMode（GL_MODELVIEW）;
//glLoadIdentity（）;
g_Load3ds.Import3DS（&g_3DModel,FILE_NAME）;//Loadour.3DSfileintoourmodelstructure
//Dependingonhowmanytextureswefound,loadeachone（Assuming.BMP）
//Ifyouwanttoloadotherfilesthanbitmaps,youwillneedtoadjustCreateTexture（）.
//Below,wegothroughallofthematerialsandcheckiftheyhaveatexturemaptoload.
//Otherwise,thematerialjustholdsthecolorinformationandwedon'tneedtoloadatexture.
//Gothroughallthematerials
for（inti=0;i{
//Checktoseeifthereisafilenametoloadinthismaterial
if（strlen（g_3DModel.pMaterials[i].strFile）>0）
{
//Usethenameofthetexturefiletoloadthebitmap,withatextureID（i）.
//Wepassinourglobaltexturearray,thenameofthetexture,andanIDtoreferenceit.
CreateTexture（g_Texture,g_3DModel.pMaterials[i].strFile,i）;
}
//SetthetextureIDforthismaterial
g_3DModel.pMaterials[i].texureId=i;
}
glLightfv（GL_LIGHT0,GL_AMBIENT,m_lightAmb）;
glLightfv（GL_LIGHT0,GL_DIFFUSE,m_lightDif）;
glLightfv（GL_LIGHT0,GL_SPECULAR,m_lightSpe）;
glLightfv（GL_LIGHT0,GL_POSITION,m_lightPos）;
glEnable（GL_LIGHT0）;//Turnonalightwithdefaultsset
glEnable（GL_LIGHTING）;//Turnonlighting
glEnable（GL_COLOR_MATERIAL）;//Allowcolor
}
voidCStepinGlView:
:
DrawScene（）
{
glClearColor（0.0f,0.0f,0.0f,1.0f）;
glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT）;
glMatrixMode（GL_MODELVIEW）;
glLoadIdentity（）;
glTranslatef（m_posx,m_posy,-5.0f）;
glRotatef（m_fAngleY,0.0f,1.0f,0.0f）;
glRotatef（m_fAngleZ,0.0f,0.0f,1.0f）;
for（inti=0;i{
//Makesurewehavevalidobjectsjustincase.（size（）isinthevectorclass）
if（g_3DModel.pObject.size（）<=0）break;
//Getthecurrentobjectthatwearedisplaying
t3DObject*pObject=&g_3DModel.pObject[i];
//Checktoseeifthisobjecthasatexturemap,ifsobindthetexturetoit.
if（pObject->bHasTexture）{
//Turnontexturemappingandturnoffcolor
glEnable（GL_TEXTURE_2D）;
//Resetthecolortonormalagain
glColor3ub（255,255,255）;
//Bindthetexturemaptotheobjectbyit'smaterialID
glBindTexture（GL_TEXTURE_2D,g_Texture[pObject->materialID]）;
}else{
//Turnofftexturemappingandturnoncolor
glDisable（GL_TEXTURE_2D）;
//Resetthecolortonormalagain
glColor3ub（255,255,255）;
}
//Thisdeterminesifweareinwireframeornormalmode
glBegin（g_ViewMode）;//Begindrawingwithourselectedmode（trianglesorlines）
//Gothroughallofthefaces（polygons）oftheobjectanddrawthem
for（intj=0;jnumOfFaces;j++）
{
//Gothrougheachcornerofthetriangleanddrawit.
for（intwhichVertex=0;whichVertex<3;whichVertex++）
{
//Gettheindexforeachpointoftheface
intindex=pObject->pFaces[j].vertIndex[whichVertex];
//GiveOpenGLthenormalforthisvertex.
glNormal3f（pObject->pNormals[index].x,pObject->pNormals[index].y,pObject->pNormals[index].z）;
//Iftheobjecthasatextureassociatedwithit,giveitatexturecoordinate.
if（pObject->bHasTexture）{
//MakesuretherewasaUVWmapappliedtotheobjectorelseitwon'thavetexcoords.
if（pObject->pTexVerts）{
glTexCoord2f（pObject->pTexVerts[index].x,pObject->pTexVerts[index].y）;
}
}else{
//Makesurethereisavalidmaterial/colorassignedtothisobject.
//Youshouldalwaysatleastassignamaterialcolortoanobject,
//butjustincasewewanttocheckthesizeofthemateriallist.
//ifthesizeisatleastone,andthematerialID!
=-1,
//thenwehaveavalidmaterial.
if（g_3DModel.pMaterials.size（）&&pObject->materialID>=0）
{
//Getandsetthecolorthattheobjectis,sinceitmustnothaveatexture
BYTE*pColor=g_3DModel.pMaterials[pObject->materialID].color;
//Assignthecurrentcolortothismodel
glColor3ub（pColor[0],pColor[1],pColor[2]）;
}
}
//Passinthecurrentvertexoftheobject（Cornerofcurrentface）
glVertex3f（pObject->pVerts[index].x,pObject->pVerts[index].y,pObject->pVerts[index].z）;
}
}
glEnd（）;//Endthedrawing
}
glFinish（）;
SwapBuffers（wglGetCurrentDC（））;
}
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