[iTyran原創]iPhone中OpenGL ES顯示3DS MAX模型之二：lib3ds加載模型
作者：u0u0 - iTyran
在上一節中，我們分析了OBJ格式。
OBJ格式優點是文本形式，可讀性好，缺點也很明顯，計算機解析文本過程會比解析二進制文件慢很多。OBJ還有個問題是各種3D建模工具導出的佈局格式還不太一樣，face還有多邊形（超過三邊形），不利於在OpenGL ES裏面加載。
.3ds文件是OBJ的二進制形式，並且多很多信息。有一個C語言寫的開源庫可以用來加.3ds文件，這就是lib3ds。GPL的license，直接使用在商業程序裏面可能不太理想。這不妨礙我們這篇文章的分析。
教程截圖：
demo繼承於我的另一篇教程：Xcode創建的默認iOS OpenGL ES 2.0 project代碼分析
的OpenGLStart，去掉了GLKit着色器代碼，添加lib3ds並加載顯示。
工程下載地址：http://ityran.com/thread-765-1-1.html
原理
我使用Google SketchUp建了一個簡單的三角錐和長方體，分別導出爲triangle.3ds和square.3ds。要把模型在OpenGL ES裏面顯示出來，我們需要模型的兩個基本信息：頂點座標和頂點法線。
.3ds文件保存有頂點座標，和face序列，而頂點法線需求自行計算。
lib3ds提供了接口讀取頂點座標和face序列，並提供接口計算頂點法線。
我們要做的就是把這些數據讀取出來，轉換成OpenGL ES接受的數據形式。
TT3ds加載類
爲了方便加載模型，我lib3ds的接口封裝在一個類裏面。
這個類負責加載解析.3ds，並轉換爲OpenGL ES接受的數據。
注意：一個.3ds裏面可能包含多個模型，TT3ds只能處理一個文件一個模型。
先來看TT3ds.h文件。
#import #import
#import "lib3ds.h"
@interface TT3ds : NSObject { char*name;//模型名稱 GLuintnvertices;//頂點數 GLsizeiptrverticesSize;//頂點數組大小 GLfloat*vertices;//頂點數組指針 GLuintnfaces;//面數 GLsizeiptrfacesSize;//面數據大小 GLubyte*faces;//面數據指針 //VBO相關數據定義，OpenGL ES 接受數據 GLuintvertexArray; GLuintvertexArrayBuffer; GLuintvertexElementBuffer; GLenumerror; } - (id)initWithFilename:(NSString *) fileName; - (void)bindVertexArray; - (void)draw;
@end
三個接口，initWithFilename很顯然是用來初始化的，用法如下：
testObject = [[TT3ds alloc]initWithFilename:@"triangle"];
參數是triangle而不是triangle.3ds，ofType指定了只能識別3ds文件。
NSString *dsPathname = [[NSBundle mainBundle]pathForResource:fileName ofType:@"3ds"];
後面2個接口是給OpenGL ES框架的
- (void)glkView:(GLKView *)viewdrawInRect:(CGRect)rect
調用的。
lib3ds的文檔相當少，只有代碼裏面的自帶demo可以參考一下。
整個流程爲參考了3ds2obj這個demo的代碼。
lib3ds_file_open返回的Lib3dsFile包含一個node系列。
查找序列裏面屬性爲LIB3DS_NODE_MESH_INSTANCE的node，
一個LIB3DS_NODE_MESH_INSTANCE node是一個模型。
一個.3ds可包含多個模型。
parseMeshNode函數把3ds數據轉換爲VBO數據。
VBO數據組織如下圖所示：
對於的VBO代碼如下：
glGenVertexArraysOES(1, &vertexArray); glBindVertexArrayOES(vertexArray);
glGenBuffers(1, &vertexArrayBuffer); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertexArrayBuffer); glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, verticesSize, vertices,GL_STATIC_DRAW); glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition); glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3,GL_FLOAT, GL_FALSE,
sizeof(GLfloat) * 3, BUFFER_OFFSET(0)); glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribNormal); glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribNormal, 3,GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat)* 3, BUFFER_OFFSET(verticesSize / 2));
glGenBuffers(1, &vertexElementBuffer); glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER,vertexElementBuffer); glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, facesSize,faces, GL_STATIC_DRAW); glBindVertexArrayOES(0);
bindVertexArray
在調用glDrawElements來顯示模型前，我們需要告訴OpenGL使用那個數據裏顯示。
bindVertexArray是TT3ds的一個方法，在TTViewController.m中被調用，封裝的目前是避免返回一個vertexArray指針給外部。
- (void)bindVertexArray {
glBindVertexArrayOES(vertexArray);
}
draw
由於.3ds文件提供的是face序列，這裏就需要用到glDrawElements來顯示模型，而不是glDrawArrays。
我們已經將element信息通過VBO設置好，TT3ds的draw方法如下：
- (void)draw {
glDrawElements(GL_TRIANGLES,facesSize, GL_UNSIGNED_BYTE, 0);
}
glDrawElements第4個參數設置0，而不是faces，這裏涉及glDrawElements的兩種用法：一種是直接在這裏設置爲faces指針；一種是在VBO裏面提前設置好element信息，glDrawElements的時候把第4個參數設置爲0。
TTViewController.m中的加載顯示模型
第一步在setupGL中初始化模型
glEnable(GL_DEPTH_TEST); testObject = [[TT3ds alloc]initWithFilename:@"triangle"];
然後修改draw相關代碼，紅色部分。
- (void)glkView:(GLKView *)viewdrawInRect:(CGRect)rect
{
glClearColor(0.65f, 0.65f, 0.65f, 1.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
//glBindVertexArrayOES(_vertexArray);
[testObject bindVertexArray];
// Renderthe object again with ES2
glUseProgram(_program);
glUniformMatrix4fv(uniforms[UNIFORM_MODELVIEWPROJECTION_MATRIX], 1, 0,
_modelViewProjectionMatrix.m);
glUniformMatrix3fv(uniforms[UNIFORM_NORMAL_MATRIX], 1, 0,_normalMatrix.m);
//glDrawElements(GL_TRIANGLES,sizeof(gFaces) / sizeof(GLubyte), GL_UNSIGNED_BYTE, 0);
[testObject draw];
}
運行下工程試試吧，你將看到文章開頭的截圖。
結束語：
TT3ds功能並不完善，沒處理多模型的情況，沒優化數據，沒異常處理，頂點法線的計算的正確性我不敢保證，正方體的顯示顏色上有點不對。
我認爲直接使用lib3ds在項目中可能不是很理想，.3ds的數據並沒有優化過，太多重複點數據。最理想的方法是：居於lib3ds寫一個PC端工具，轉換.3ds爲另一種優化好的數據格式，再把優化後的數據直接放到OpenGL裏面來，這樣效率高內存佔用也小。