DirectX术语之 .X文件格式

1. X文件简介

在D3D中, X文件主要是用来存储网格数据的,当然不光是网格数据,它还用来存储有关纹理,动画及用户定义的对象的一些数据.
X文件还是模板驱动(Template-Driven)的,也就是说它存储数据的格式是基于模板的. 这使得这种文件格式具有结构自由,内容丰富,易应用,可移植性高等优点.

2. X文件中的模板(Template)

模板定义了数据流是怎样被格式化的，也就是告诉你对于一个3D模型的各种数据，它们是以什么格式存放在数据流中的（这里指文件）。

a. 模板的格式
在X文件中，一般会有如下所示的格式：

template <template-name> { // 模板名
      <UUID> // 一个全局唯一ID, 用来唯一标识该模板
      <member 1>; // 成员变量1
      ...
      <member n>; // 成员变量n
      [restrictions] // 模板约束，下面会提到
}

b. 模板约束
根据模板约束的不同形式，我们可将模板分成以下三类：
(a). 开放式模板( Open Tamplate )
开放式模板指除了模板本身定义的成员变量外，我们还可以向模板中添加其他的成员变量，来达到定制模板的目的。下面是一个开放式模板实例：

template Mesh {
      <3D82AB44-62DA-11cf-AB39-0020AF71E433>
      DWORD nVertices;
      array Vector vertices[nVertices];
      DWORD nFaces;
      array MeshFace faces[nFaces];
      [ ... ] // 该字符串表明该模板为开放式模板
}

(b). 约束模板 ( Restricted Tamplate )
与开放式模板相比，我们只能向约束模板中添加有限几种类型的数据成员，这些数据类型由模板枚举出来，下面是一个开约束模板实例：

template FileSystem {
      <UUID>
      STRING name;
      [ Directory <UUID>, File <UUID> ] // 表明为约束模板
}

(c). 封闭式模板( Closed Tamplate )
与上面两种类型的模板相比，封闭式模板的数据成员是固定的，我们不能向里面添加另外的成员。下面是一个封闭式模板实例：

template Vector {
      <3D82AB5E-62DA-11cf-AB39-0020AF71E433>
      FLOAT x;
      FLOAT y;
      FLOAT z;
} // A closed template

c. 常用的模板类型
以下是一些常用的模板类型，我做了一些简单的注释，详细资料可以查DirectX8.0 SDK文档。

// 标题模板， 给出一些附加的X文件信息，如版本信息。
template Header { // 标题模板， 给出一些附加的X文件信息，如版本信息。
      <3D82AB43-62DA-11cf-AB39-0020AF71E433>
      WORD major; // 大版本号
      WORD minor; // 小版本号
      DWORD flags;
}

// 向量模板， 定义一个向量 (x,y,z)
template Vector {
      <3D82AB5E-62DA-11cf-AB39-0020AF71E433>
      FLOAT x;
      FLOAT y;
      FLOAT z;
}

// 颜色模板，定义一带alpha的颜色值
template ColorRGBA {
      <35FF44E0-6C7C-11cf-8F52-0040333594A3>
      FLOAT red;
      FLOAT green;
      FLOAT blue;
      FLOAT alpha;
}

// 颜色模板，定义一不带alpha的颜色值
template ColorRGB {
      <D3E16E81-7835-11cf-8F52-0040333594A3>
      FLOAT red;
      FLOAT green;
      FLOAT blue;
}

// 材质模板，定义材质属性
template Material {
      <3D82AB4D-62DA-11cf-AB39-0020AF71E433>
      ColorRGBA faceColor; // 材质颜色
      FLOAT power; // 高亮光强度
      ColorRGB specularColor; // 高亮光颜色
      ColorRGB emissiveColor; // 发散光颜色
      [...] // 可添加其他成员
}

// 网格面模板，定义网格中的一个面（ 即图元，还记得网格的概念吗）
template MeshFace {
      <3D82AB5F-62DA-11cf-AB39-0020AF71E433>
      DWORD nFaceVertexIndices; // 该面包含的定点数
      array DWORD faceVertexIndices[nFaceVertexIndices]; // 面的顶点数据索引列表
}

// 网格模板， 定义网格数据格式
template Mesh {
      <3D82AB44-62DA-11cf-AB39-0020AF71E433>
      DWORD nVertices; // 网格顶点数
      array Vector vertices[nVertices]; // 网格顶点数据列表
      DWORD nFaces; // 网格面数
      array MeshFace faces[nFaces]; // 网格面的数据列表
      [...] // 可添加其他成员
}


3. X文件格式
D3D的X文件拥有自己的一套完整的语法规则，以下是一个完整X文件，它存储了一个正方形网格的数据。该正方形有两个面，一面为红色，一面为蓝色。

1 xof 0302txt 0064
2
3 // A single rectangle with two faces
4 // Author: Jacky 2002/04/22
5
6
7 Header
8 {
9 1;
10 0;
11 1;
12 }
13
14 Material Face1Material // Material 1
15 {
16 1.0; 0.0; 0.0; 1.0;; // 红色
17 0.0;
18 0.0; 0.0; 0.0; 0.0;;
19 0.0; 0.0; 0.0; 0.0;;
20
21 }
22
23 Material Face2Material // Material 2
24 {
25 0.0; 0.0; 1.0; 1.0;; // 蓝色
26 0.0;
27 0.0; 0.0; 0.0; 0.0;;
28 0.0; 0.0; 0.0; 0.0;;
29
30 }
31
32 Mesh Face
33 {
34 4; // 该网格包含四个顶点
35 -1.0; -1.0; 0.0;, // 顶点0坐标
36 -1.0; 1.0; 0.0;, // 顶点1坐标
37 1.0; 1.0; 0.0;, // 顶点2坐标
38 1.0; -1.0; 0.0;; // 顶点3坐标
39
40 2; // 该网格包含两个面
41 4; 0, 1, 2, 3;, // 网格正面，4表示该面有四个顶点，后面是顶点数据的索引
42 4; 3, 2, 1, 0;; // 网格反面
43
44 MeshMaterialList // 材质列表，为每个面分配一个材质
45 {
46 2;
47 2;
48 0, 1;;
49 { Face1Material }
50 { Face2Material }
51 }
52
53 }


a. 第1行，x文件的标题
xof ------ 表明该文件类型是X文件
0302 ----- 表明该文件大版本号为03， 小版本号为02，该版本号一般不会变
txt ------ 表明该文件为文本文件，同样"bin"为二进制文件，"tzip"为压缩文本文件，
"bzip"为压缩二进制文件。
0064 ----- 表明使用64位的浮点数。同样，0032表示使用32位的浮点数。
注意： 该标题字符串必须放在X文件的第一行。

b. 第3-4行，注释
在X文件中， 符号"//"或"#"用来表示注释。

c. 第7-12行，该文件的标题模板数据
该模板数据同最前的标题字符串相对应，用来说明该文件的一些信息。

d. 第14-30行，定义了两个材质，分别具有红色和蓝色属性。
在模板的数据中，要注意逗号和分号的使用。这方面的内容可查SDK的文档。

e. 第32-53行，给出了该网格的模板数据，可参见注释。