OSG开发笔记（二十九）：OSG加载模型文件、加载3DMax三维型文件Demo

前言

  Osg深入之后需要打开模型文件，这些模型文件是已有的模型文件，加载入osg之后可以在常见中展示模型文件，该节点可以操作，多个逼真的模型的节点就实现了基本的场景构建。

 

Demo

  

 

说明

  三维模型文件一般是由专业的三维建模人员完成，可以去buy通用模型，但是定制模型的费用就相对不便宜了，几十几百几千几万的都有，三维项目一定要了解清楚前期建模，也有很多是由甲方自行提供，因为只有甲方才能知道模型效果是什么样。

 

Osg读取文件库：OsgDB库

  osg、osgEarth所有文件都是通过osgDB库来读取，通过Registry来查找文件拓展名对应的osg库，根据一定规则拼接成完成的osg库名并加载，通过ReaderWriter对象来完成节点的读取(ReaderWriter是读写节点的基类，可通过派生此类重写读写方法实现自己的读写格式)。
  

  然后，查看我们的osg库名称：
  

  发现支持的格式还真不少，然后我们进行大致归类：

三维格式

.3dc

  3DC文件是三维建模软件3DCrafter建的三维场景，用于存储和加载3D模型和场景。3DC文件包括场景的几何形状、形状、材质和灯光效果，用于创建3 图像和动画。

.3ds

  3DS（3D Studio）文件是一种用于 3D 图形模型的文件格式，它是 Autodesk 3ds Max 软件的主要文件格式之一。是一种常见的 3D 模型文件格式，用于存储和传输 3D 对象、材质、动画和变形等数据。可以被许多 3D 图形软件读取和编辑。它广泛应用于游戏开发、动画制作、虚拟现实等领域。

.bvh

  BVH文件包含角色的骨骼和肢体关节旋转数据。BVH 是一种通用的人体特征动画文件格式,，广泛地被当今流行的各种动画制作软件支持。通常可从记录人类行为运动的运动捕获硬件获得。

.Ive

  OpenSceneGraph 二进制三维文件。

.lwo

  由LightWave 3D创建的三维对象文件，该程序用于三维建模、动画和渲染；包含描述对象形状和外观的点、多边形和曲面；还可以包含对用于对象纹理的图像文件的引用。

.lws

  LightWave 3D Scene File 文件是最常用的文件类型,带有 LWS 文件扩展名,最初由 NewTek开发LightWave 3D。

.osc

  当前这种OSC格式是一种GIS地理信息文件,是由OpenStreetMap研发,作为一种 OpenStreetMap更改文件使用,此文件流行程度是 50 分(0-100满分)。

.osg（osgb）

  OSG场景数据格式,可以记录场景书结构的所有节点及其属性信息。它属于文本文件类型,不需要专门的编辑器。osgb是osg的二进制格式，osgb是倾斜摄影的格式,osg可以直接读取osgb文件。

.osga

  osgArchive 数据归档器 为众多 OSG 文件以及 IVE 文件打包提供了一个工具 它所生成的 OSGA 文件是整个文件,可以为海量数据的存放提供良好的支持

.md2

  MD2是Quake2中使用的模型文件格式，由于其比较简单，容易实现，所以应用很广，是一种经典的动画模型格式。该文件格式由2部分组成：一部分是文件头，包含了文件ID号、版本号和有关模型的各种数据的起始地址等；另一部分是文件的主体，包含了有关模型的各种数据，如顶点数据、纹理数据、法向量数据等。

.obj

  obj可以指一种3D模型格式的文件，也可以指一种程序编译中间代码文件。obj3D模型文件是一种文本文件，可以直接用写字板打开进行查看和编辑修改，里面不包含动画、材质特性、贴图路径、动力学、粒子等信息，但是可包含纹理信息，而对纹理进行轻量化压缩可以减小文件大小和提高加载性能。。obj目标文件一般是程序编译后的二进制文件，再通过链接器和资源文件链接就成可执行文件了。

.openflight(FLT)

  FLY (OpenFlight) 格式（通常使用 .flt 文件扩展名）是一种用于表示三维场景和模型的文件格式。OpenFlight 最初由Multigen-Paradigm公司开发，用于航空模拟和虚拟环境的创建。后来，这个格式被移交给了Presagis公司继续开发和维护。

.shp

  shp是“空间数据开放”格式的文件。shp全称“ESRI Shapefile”，是美国环境系统研究所公司开发的一种空间数据开放格式，是一种矢量图形格式，该格式文件主要用于描述几何体对象（点，折线与多边形），能够保存几何图形的位置及相关属性。

.stl

  3d打印一般用stl格式的3d文件，3d打印机识别STL格式的文件

dxf

  DXF（Drawing Exchange Format）是一种用于图形交换的文件格式，由AutoDesk公司开发。DXF文件可以包含2D或3D图形数据，可以被多个CAD程序所支持。

图像格式

.bmp

  BMP是英文Bitmap（位图）的简写，它是Windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种Windows应用程序所支持。

.dds

  DDS是一种图片格式，是DirectDraw Surface的缩写，它是DirectX纹理压缩（DirectX Texture Compression，简称DXTC）的产物。由NVIDIA公司开发。大部分3D游戏引擎都可以使用DDS格式的图片用作贴图，也可以制作法线贴图。通过安装DDS插件后可以在

.jpeg

  JPEG格式是最常用的图像文件格式，后缀名为.jpg或.jpeg。

.tga

  tga是由美国Truevision公司为其显示卡开发的一种图像文件格式，

.pic

  pic是一种图像文件格式,以图像文件格式是记录和存储影像信息的格式。对数字图像进行存储、处理、传播,必须采用一定的图像格式,也就是把图像的像素按照一定的方式进行组织和存储,把图像数据存储成文件就得到图像文件。

.rgb

  .rgb文件是SGI图像文件格式的24位RGB彩色位图图像文件。

.png

  PNG，全称Portable Network Graphics，是一种无损压缩的图像文件格式，广泛应用于互联网上的图像文件。

.pnm

  PNM(Portable Any Map)格式是一系列用于便携式图像的图像文件格式,这些图像是像素值的映射,可以表示灰度或彩色数据。

其他

.dot

  DOT文件扩展名信息一种Microsoft Word文档模板。

.dw

  DW格式文件是Dreamweaver的特有文件，它通常包括HTML代码和网页相关的资源（如图像、Flash、JavaScript、CSS等）。

.ktx

  KTX（Khronos Texture）是一个轻量级的纹理容器，用于OpenGL®、Vulkan®和其他GPU API。KTX文件包含纹理加载所需的所有参数。

.lua

  lua是一个简洁、轻量、可扩展的脚本语言,该语言的设计目的是为了嵌入应用程序中,从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。

.mdl

  MDL文件是一个文件包，里面包含模型，贴图，所有动作，以及脚本。

.osgjs

  osgjs是osjjs框架支持的格式,其实是json格式的文本类型。 要把自己建的模型转换成这个格式,首先要将3ds格式转换为osg格式,然后再osg中转成json格式。

.p3d

  panda3D打包系统中的完整文件；用于打包应用程序以供分发；类似于.MF 文件，但专门用于保存Panda3D应用程序而不是其他项；保存运行应用程序所需的所有内容，包括：Python代码、模型、纹理和已编译的.DLL 文件。

.ply

  PLY是一种电脑档案格式,全名为多边形档案(Polygon File Format)或斯坦福三角形档案(Stanford Triangle Format)。

.pov

  POV 文件扩展是POV-Ray Raytracing Format为 Pov-Ray 软件程序开发的 The POV-Team文件类型。

.pvr

  PVR文件扩展名来自POWERVR Texture File。该文件的开发由Imagination Technologies完成。该文件属于二进制格式,是光栅相关文件。

.rot

  rot文件扩展是Homeworld 2 Graphics File 文件，最初由Sierra Entertainment 为 Homeworld 2开发。 Annoymous用户数据统计推断，ROT 文件在China和使用Windows 10 设备的用户中最受欢迎。 这些用户中的大多数正在运行Google Chrome web浏览器。

.tf

  该格式是一种类似DOC格式的文件格式。tf是通常所说的富文本格式,也叫作多文本格式,常用来存储文档、图片信息。在不同的操作系统下创建的tf格式文档可以在其它操作系统和应用软件之间互相查看、传输,十分的方便。

.txf

  TXF是一种字体文件格式，用于保存税务数据，如收入和支出标准的基于文本的格式。它可以用于勒斯蒂亚、宇宙模拟和可视化程序的字体文件，也可以用于语言翻译和本地化程序创建的翻译文件。

.txp

  TXP是编辑浏览格式，最简单的例子，把网络上的小说储存到移动设备上（比如手机、MP4等等），有些情况就要将原文转换成.TXP

.vtf

  VTF（Valve Textures File）Valve贴图文件，是由VALVE独创的图象格式，由TGA格式演变而来，其优点是能很好的体现和展示TGA所具有的通道效果。

.x

  这是DirectX一种专用格式.。

 

自定义文件插件

  自定义文件插件主要是自定义一个插件读写类，继承osgDB::ReaderWriter类，然后根据需求重写如readNode等函数方法即可。
  在建立插件读写类时注意：
  需要建立一个dll项目工程，输出的dll必须为osgdb_扩展名.dll或osgdb_扩展名d.dll的形式为了实现插件注册，需要定义全局变量，方法如下REGISTER_OSGPLUGIN(VR, ReaderWriterVR),在该全局变量的初始化过程中，会使用Registery::addReaderWriter函数自动注册插件所对应的扩展名。
  在应用程序使用中，需要注册插件，方法如下 osgDB::Registry::instance->addFileExtensionAlias(“VR”, “VR”)
  其实我们不是做引擎没必要做插件，还是直接转换三维模型文件格式好一些。

 

测试加载模型文件

  选择obj格式最合适，但是又不带纹理等贴图格式，还需要配上贴图格式。
  

步骤一：加载obj

  加载了obj文件，没有纹理，打开obj，发现需要一个mtllib的xxx.mtl作为纹理文件，拿到的模型是没有的。
  

  mtllib：此前缀后指定了此OBJ文件所使用的材质库文件(*.mtl)的文件路径

步骤二：加载3ds文件

  加载了3ds文件，确实显示出来了，效果还不错，测试了拽托缩放完美流畅效果不错，达到预期。
  

 

关键代码

初始化场景代码

osg::ref_ptr<osg::Node> OsgWidget::getModel3DMaxFile()
{
    // 隐藏整个demo全局的按钮面板
    ui->groupBox_pannel->setVisible(false);
    ui->label_cursor->setVisible(false);
    ui->label_cursor_2->setVisible(false);
    ui->label_msg->setVisible(false);
    ui->label_state->setVisible(false);

    // 正式开始
    osg::ref_ptr<osg::Group> pGroup = new osg::Group;
    osg::ref_ptr<osg::Camera> pCamera = 0;
    osg::ref_ptr<osg::Geode> pGeode = 0;
    osg::ref_ptr<osg::Node> pNode = 0;

    // 添加模型
    {
//        osgDB::Options* a = new osgDB::Options(std::string("noTriStripPolygons"));
//        osg::ref_ptr<osg::Node> node1 = osgDB::readNodeFile("D:/qtProject/osgDemo/modelData/grass.obj", a);
//        osg::ref_ptr<osg::Node> node1 = osgDB::readNodeFile("D:/qtProject/osgDemo/modelData/grass.obj");
        pNode = osgDB::readNodeFile("D:/qtProject/osgDemo/modelData/grass.3ds");
    }
    // 创建背景相机(相机需要配合几何题图，可以理解为相机是最后得，相机中有一个全屏的图，这个图是个元素节点，这样图节点在相机中就成为了背景图）
    {
        // 步骤一：创建相机
        pCamera = new osg::Camera();
        // 步骤二：设置矩阵  显示得界面边坐标      左    右  下    上
        pCamera->setProjectionMatrixAsOrtho2D(0, 1920, 0, 1080);
        // 步骤三：设置视图矩阵
        pCamera->setReferenceFrame(osg::Transform::ABSOLUTE_RF);
        // 步骤四：不受父类矩阵影响
        pCamera->setViewMatrix(osg::Matrix::identity());
        // 步骤五：清除深度缓存
        pCamera->setClearMask(GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
        // 步骤六：设置为不接受事件，让其得不到焦点
        pCamera->setAllowEventFocus(false);
        // 步骤七：设置渲染顺序
//        pCamera->setRenderOrder(osg::Camera::PRE_RENDER);       // 不显示了
        pCamera->setRenderOrder(osg::Camera::NESTED_RENDER);    // 显示为背景HUD
//        pCamera->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER);      // 显示为前景HUD
        // 步骤八：关闭光照，通过osg::StateSet设置
        pGeode = new osg::Geode();
        osg::ref_ptr<osg::StateSet> pStateSet = pGeode->getOrCreateStateSet();
        pStateSet->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);
        // 步骤九：关闭深度测试
        pStateSet->setMode(GL_DEPTH_TEST, osg::StateAttribute::OFF);
    }

    // 创建铺满窗口的方形（窗口形状），并贴背景纹理图
    {
        // 步骤一：创建几何信息对象
        osg::ref_ptr<osg::Geometry> pGeometry = new osg::Geometry;
        // 步骤二：绑定顶点
        osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> pVec3Array = new osg::Vec3Array;
        pGeometry->setVertexArray(pVec3Array);
#if 0
        pVec3Array->push_back(osg::Vec3( 300.0, 100.0, 0.0));
        pVec3Array->push_back(osg::Vec3( 600.0, 100.0, 0.0));
        pVec3Array->push_back(osg::Vec3( 600.0, 200.0, 0.0));
        pVec3Array->push_back(osg::Vec3( 300.0, 200.0, 0.0));
#else
        pVec3Array->push_back(osg::Vec3(   0,    0, 0));
        pVec3Array->push_back(osg::Vec3(1920,    0, 0));
        pVec3Array->push_back(osg::Vec3(1920, 1080, 0));
        pVec3Array->push_back(osg::Vec3(   0, 1080, 0));
#endif
        // 步骤三：读取图片（用于贴纹理）
        osg::ref_ptr<osg::Image> pImage = new osg::Image;
        pImage = osgDB::readImageFile(QString("D:/qtProject/osgDemo/osgDemo/modules/osgWidget/image/background2.png").toStdString());
        if(!pImage->valid())
        {
            LOG_WARN(QString("Failed to open image file: %1").arg(QString::fromStdString(pImage->getFileName())));
            return 0;

        }
        // 步骤四：创建纹理
        osg::ref_ptr<osg::Texture2D> pTexture2D = new osg::Texture2D();
        pTexture2D->setImage(pImage);
        pTexture2D->setUnRefImageDataAfterApply(true);
        // 步骤五：绑定纹理映射顶点
        osg::ref_ptr<osg::Vec2Array> pVec2Array = new osg::Vec2Array();
        pGeometry->setTexCoordArray(0, pVec2Array.get());
        pVec2Array->push_back(osg::Vec2(0.0, 0.0));
        pVec2Array->push_back(osg::Vec2(1.0, 0.0));
        pVec2Array->push_back(osg::Vec2(1.0, 1.0));
        pVec2Array->push_back(osg::Vec2(0.0, 1.0));
        // 步骤六：设置纹理环境
//        osg::ref_ptr<osg::TexEnv> pTexEnv=new osg::TexEnv;
//        pTexEnv->setMode(osg::TexEnv::Mode::BLEND);
//        pTexEnv->setColor(osg::Vec4(1.0,0.0,0.0,1.0));
        // 步骤七：关联纹理状态（包括纹理和纹理环境），通过osg::StateSet
        osg::ref_ptr<osg::StateSet> pStateSet = pGeometry->getOrCreateStateSet();
        pStateSet->setTextureAttributeAndModes(0, pTexture2D.get(), osg::StateAttribute::ON);
//        pStateSet->setTextureAttributeAndModes(0, pTexEnv.get(), osg::StateAttribute::ON);
        // 步骤八：为唯一的法线创建一个数组    法线: normal
        osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> pVec3ArrayNormal = new osg::Vec3Array;
        pGeometry->setNormalArray(pVec3ArrayNormal.get());
        pGeometry->setNormalBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);
        pVec3ArrayNormal->push_back(osg::Vec3(0.0, 1.0, 0.0));
        // 步骤九：由保存的数据绘制四个顶点的多边形
        pGeometry->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS, 0, 4));
        // 步骤十：将图形添加进几何节点
        pGeode->addDrawable(pGeometry.get());

    }
    pCamera->addChild(pGeode);  // 几何背景贴图为底图
    pGroup->addChild(pCamera);
    pGroup->addChild(pNode);    // 插入草地
//    pGroup->addChild(pGeode);   // 几何背景又插入一次中间作为元素
    // 设置漫游器，并禁止拽拖自动旋转
    osg::ref_ptr<osgGA::TrackballManipulator> pManipulator = new osgGA::TrackballManipulator;
    pManipulator->setAllowThrow(false);

    return pGroup.get();
} 

 

工程模板：对应版本号v1.31.0

  （中间有几个版本号是预言项目的，后面再回头说26~30版本的）