opengl导入obj模型

在经过查阅各种资料以及各种bug之后，终于成功的实现了导入基本的obj模型。

首相介绍一下什么是obj模型

一.什么是OBJ模型

obj文件实际上是一个文本文档，主要有以下数据，一般可以通过blender软件导出模型的obj文件。

在3d图形处理中，一个模型(model)通常由一个或者多个Mesh(网格)组成，一个Mesh是可绘制的独立实体。例如复杂的人物模型，可以分别划分为头部，四肢等各个部分来建模，这些Mesh组合在一起最终形成人物模型。

obj的文本内容一般包括以下数据

usemtl和mtllib表示的材质相关数据，解析材质数据稍微繁琐，本节我们只是为了说明加载模型的原理，不做讨论。

o 引入一个新的object

v 表示顶点位置

vt 表示顶点纹理坐标

vn 表示顶点法向量

f 表示一个面，面使用1/2/8这样格式，表示顶点位置/纹理坐标/法向量的索引，这里索引的是前面用v,vt,vn定义的数据 注意这里Obj的索引是从1开始的，而不是0

二 利用opengl导入obj模型

新建一个ObjLoader类

 class ObjLoader{
 public:
     ObjLoader(string filename);//构造函数
     void Draw();//绘制函数
 private:
     vector<vector<GLfloat>>vSets;//存放顶点(x,y,z)坐标
     vector<vector<GLint>>fSets;//存放面的三个顶点索引
 };

一个构造函数ObjLoader::ObjLoader用于导入obj文本内容

Draw用于在opengl中绘制模型

vector<vector<GLfloat>>vSets;//存放顶点(x,y,z)坐标
vector<vector<GLint>>fSets;//存放面的三个顶点索引

ObjLoader::ObjLoader(string filename)
{
    std::ifstream file(filename);
    std::string line;
while (getline(file, line))
{
    if (line.substr(, ) == "vt")
    {

    }
    else if (line.substr(, ) == "vn")
    {

    }
    else if (line.substr(, ) == "v")
    {
        vector<GLfloat> Point;
        GLfloat x, y, z;
        std::istringstream s(line.substr());
        s >> x; s >> y; s >> z;
        Point.push_back(x);
        Point.push_back(y);
        Point.push_back(z);
        vSets.push_back(Point);

    }
    else if (line.substr(, ) == "f")
    {
        vector<GLint> vIndexSets;
        GLint u, v, w;
        std::istringstream vtns(line.substr());
        vtns >> u; vtns >> v; vtns>> w;
        vIndexSets.push_back(u-);
        vIndexSets.push_back(v-);
        vIndexSets.push_back(w-);
        fSets.push_back(vIndexSets);
    }
    else if (line.substr(, ) == "#")
    {

    }
    else
    {

    }
}
file.close();
}

void ObjLoader::Draw(){

    glBegin(GL_TRIANGLES);//开始绘制
    for (int i = ; i < fSets.size(); i++) {
        GLfloat VN[];
        //三个顶点
        GLfloat SV1[];
        GLfloat SV2[];
        GLfloat SV3[];

        if ((fSets[i]).size() != ) {
            cout << "the fSetsets_Size is not correct" << endl;
        }
        else {
                GLint firstVertexIndex = (fSets[i])[];//取出顶点索引
                GLint secondVertexIndex = (fSets[i])[];
                GLint thirdVertexIndex = (fSets[i])[];

                SV1[] = (vSets[firstVertexIndex])[];//第一个顶点
                SV1[] = (vSets[firstVertexIndex])[];
                SV1[] = (vSets[firstVertexIndex])[];

                SV2[] = (vSets[secondVertexIndex])[]; //第二个顶点
                SV2[] = (vSets[secondVertexIndex])[];
                SV2[] = (vSets[secondVertexIndex])[];

                SV3[] = (vSets[thirdVertexIndex])[]; //第三个顶点
                SV3[] = (vSets[thirdVertexIndex])[];
                SV3[] = (vSets[thirdVertexIndex])[];

                GLfloat vec1[], vec2[], vec3[];//计算法向量
                //(x2-x1,y2-y1,z2-z1)
                vec1[] = SV1[] - SV2[];
                vec1[] = SV1[] - SV2[];
                vec1[] = SV1[] - SV2[];

                //(x3-x2,y3-y2,z3-z2)
                vec2[] = SV1[] - SV3[];
                vec2[] = SV1[] - SV3[];
                vec2[] = SV1[] - SV3[];

                //(x3-x1,y3-y1,z3-z1)
                vec3[] = vec1[] * vec2[] - vec1[] * vec2[];
                vec3[] = vec2[] * vec1[] - vec2[] * vec1[];
                vec3[] = vec2[] * vec1[] - vec2[] * vec1[];

                GLfloat D = sqrt(pow(vec3[], ) + pow(vec3[], ) + pow(vec3[], ));

                VN[] = vec3[] / D;
                VN[] = vec3[] / D;
                VN[] = vec3[] / D;

                glNormal3f(VN[], VN[], VN[]);//绘制法向量

                glVertex3f(SV1[], SV1[], SV1[]);//绘制三角面片
                glVertex3f(SV2[], SV2[], SV2[]);
                glVertex3f(SV3[], SV3[], SV3[]);
        }
    }
    glEnd();
}

然后我们写一个主函数

//模型路径
string filePath = "../data/monkey.obj";

ObjLoader objModel = ObjLoader(filePath);
//实现移动鼠标观察模型所需变量
static float c = 3.1415926 / 180.0f;
static float r = 1.0f;
static int degree = ;
static int oldPosY = -;
static int oldPosX = -;

//安置光源
void setLightRes() {
    GLfloat lightPosition[] = { 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f };
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, lightPosition);
    glEnable(GL_LIGHTING); //启用光源
    glEnable(GL_LIGHT0);   //使用指定灯光
}

//初始化
void init() {
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
    glutInitWindowSize(, );
    glutCreateWindow("ObjLoader");
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glShadeModel(GL_SMOOTH);
    setLightRes();
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
}

void display()
{
    glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
    glTranslatef(0.0f, 0.0f, -5.0f);
    setLightRes();
    glPushMatrix();

    gluLookAt(r*cos(c*degree), , r*sin(c*degree), 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f);

    objModel.Draw();//绘制obj模型
    glPopMatrix();
    glutSwapBuffers();
}

void reshape(int width, int height)
{
    glViewport(, , width, height);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    gluPerspective(60.0f, (GLdouble)width / (GLdouble)height, 1.0f, 200.0f);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}

//移动鼠标360观察模型
void moseMove(int button, int state, int x, int y)
{
    if (state == GLUT_DOWN) {
        oldPosX = x; oldPosY = y;
    }
}
void changeViewPoint(int x, int y)
{
    int temp = x - oldPosX;
    degree += temp;
    oldPosX = x;
    oldPosY = y;
}

void myIdle()
{
    glutPostRedisplay();
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    glutInit(&argc, argv);
    init();
    glutDisplayFunc(display);
    glutReshapeFunc(reshape);
    glutMouseFunc(moseMove);
    glutMotionFunc(changeViewPoint);
    glutIdleFunc(myIdle);
    glutMainLoop();
    return ;
}

这份代码只适合比较简单的obj文件，针对更为复杂的obj文件读取，比如说顶点法向量和纹理的载入等，可在这基础上进行改进。

运行效果：