最近寫圖形學作業，需要讀取obj文件並進行解析，所以學習了一下obj文件的格式，參考了一些博客，侵刪。
Obj（或者.obj）是一種幾何定義文件格式，文件格式是公開的，並能很好的在其他的3D應用中被支持。Obj文件格式是一種簡單的單獨表示3D幾何圖元的文件格式——也就是，頂點的座標，每個頂點紋理的UV座標，頂點法向量，以及組成多邊形的面的頂點座標、以及紋理UV座標序列。面的頂點默認爲逆時針順序，法向量不是必須的。OBJ文件並非歸一化的，但是可以在註釋中加入縮放信息。
Obj文件可以是ASCII的編碼(.obj)方式也可以是二進制格式(.mod)。以ASCII格式存儲的obj文件必須用.obj作爲文件拓展名。
1. 文件格式（File Format）
以哈希字符（#）開始的一行表示註釋。
一個obj格式的文件可能包含了頂點數據，自由形式的曲面／表面屬性，繪製索引序列，自由形式的曲面／表面內容聲明，關聯自由形式的表面，組和渲染屬性信息。大多數常見的繪製索引表現爲幾何頂點，紋理座標，頂點法線以及多邊形的面：
1.1 幾何頂點
一個頂點可以用字符v開頭的一行來表示。接着後面跟上(x, y, z [w])的值來表示頂點座標。W是可選項，默認爲1.0。一些應用支持頂點顏色，通過在x y z後面跟上red, green, blue值來表示。顏色值的範圍爲0到1.0。
1.2 參數頂點空間
自由形式的幾何圖元聲明可以使用字符vp開頭的行來表示，用於定義一個曲面或者平面的參數空間中的頂點。"u"只能在曲面頂點中使用，u和v用於表示non-rational剪裁曲面的點，而u,v以及w表示rational剪裁曲面的點。
1.3 表面單元
表面通過一個包含頂點，紋理以及法線索引的序列來表示。類似四邊形這種多邊形可以通過多於三個包含頂點/紋理/法線索引來定義。
OBJ文件也支持自由形式的使用曲面和表現來定義對象的幾何圖元，例如NURBS表面。
頂點索引
一個合法的頂點索引符合上面定義的頂點序列格式。如果一個索引是正值則表示相對於頂點序列從1開始的偏移。如果一個索引是負的，表示從頂點序列結尾的偏移，從-1開始。
每個面都可以包含三個或者更多的頂點。
f v1 v2 v3 ....
紋理座標索引
在描述一個平面的時候，紋理座標索引作爲可選項用於描述該頂點相關的紋理座標。爲了描述紋理座標索引，必須在頂點座標索引之後緊密添加一根斜線（/），之後再緊密添加紋理座標索引。在斜線的前後都不能有空格。一個合法的紋理座標索引從1開始，並符合之前描述的格式。每個面可以包含三個或者更多的單元。
f v1/vt1 v2/vt2 v3/vt3 ...
頂點法線索引
法線索引用於描述頂點的法向量，在描述面的時候是可選項。要添加頂點法線索引，必須在紋理索引之後添加第二根斜線（／），然後在之後添加法線索引。斜線前後不能有空格。合法的法線索引從1開始，並符合之前面描述的格式。每個面可以包含三個或者更多的單元。
f v1/vt1/vn1 v2/vt2/vn2 v3/vt3/vn3 ...
頂點座標法線索引（不包含紋理索引）
可以在定義幾何圖元的時候忽略紋理座標索引，但是必須在頂點座標索引後加上兩根斜線（//），然後添加法線索引。
f v1//vn1 v2//vn2 v3//vn3 ...
其他幾何格式
Obj文件採用若干差值方法來支持高階表面，例如泰勒和B差值，儘管支持這些特性要使用一些非標準的第三方文件。Obj文件不支持網格分級或者任何其他形式的動畫或形變，例如頂點蒙皮或紋理變形。
材質引用
描述多邊形的可見屬性存儲在外部的.mtl文件中。OBJ文件可能會引用超過一個的.mtl文件。.mtl文件可能包含一個或者多個不同命名的材質定義。
mtllib [external .mtl file name]
...
通過繪製單元之後的這個標籤來指明使用的材質。材質名稱必須和外部定義的.mtl文件名稱匹配。
usemtl [material name]
...
objects名稱和多邊形group標籤
o [object name]
...
g [group name]
...
- Group聲明用於組織模型的單元(element)以及簡化數據操作
- Object聲明用於標識在一個文件中的不同object單元
所有的group聲明都是基於狀態的。依舊是一旦聲明瞭group，將應用於所有之後的內容，直到下一個group 聲明。
通過Smoothing Group可以實現多邊形平滑渲染。
單個obj文件中可以包含多個object標籤或group標籤。
其中，o標籤和g標籤僅僅是在組織上進行分組而存在的，例如一個o標籤下，可能包含多個g，或者一個g開頭的頂點數據集合之後包含多個g組織描述的三角面。也有將usemtl標籤作爲網格分組的，原因是考慮了同一組網格使用了相同的紋理。但有個不方面的地方就是對於需要單個控制的地方，略顯不便。例如一個o或者g標籤的數據集合表示人臉，之後眼睛，耳朵，鼻子等五官分作不同的g來組織，使用同一個紋理。採用usemtl分組的話，如果想對眼睛，嘴巴，等進行單獨變換的時候很不方便。因此，本人還是採用g來進行網格劃分。
通常處理obj文件的時候，會拋棄頂點法線數據，而通過頂點信息來進行計算。有了以上的頂點座標、法線、紋理座標等信息，就可以進行3D模型文件的渲染了。
參考來源：https://www.jianshu.com/p/f7f3e7b6ebf5
