一: 基本认知:
- 关于模型加载库:Assimp
1.1 Scene下的mMeshes数组储存了真正的Mesh对象,节点中的mMeshes数组保存的只是场景中网格数组的索引。
1.2 一个Mesh(网格)对象本身包含了渲染所需要的所有相关数据,像是顶点位置、法向量、纹理坐标、面(Face)和物体的材质。一个模型(通常)会包括多个网格。组合模型的每个单独的形状就叫做一个网格(Mesh)。比如说有一个人形的角色:艺术家通常会将头部、四肢、衣服、武器建模为分开的组件,并将这些网格组合而成的结果表现为最终的模型。一个网格是我们在OpenGL中绘制物体所需的最小单位(顶点数据、索引和材质属性)
1.3 一个网格包含了多个面。Face代表的是物体的渲染图元(Primitive)(三角形、方形、点)。一个面包含了组成图元的顶点的索引。
1.4 一个网格也包含了一个Material对象,它包含了一些函数能让我们获取物体的材质属性,比如说颜色和纹理贴图(比如漫反射和镜面光贴图)。
1.5 我们需要做的第一件事是将一个物体加载到Scene对象中,遍历节点,获取对应的Mesh对象(我们需要递归搜索每个节点的子节点),并处理每个Mesh对象来获取顶点数据、索引以及它的材质属性。最终的结果是一系列的网格数据,我们会将它们包含在一个Model对象中。
1.6 如果我们想要绘制一个模型,我们不需要将整个模型渲染为一个整体,只需要渲染组成模型的每个独立的网格就可以了。
1.7 通过使用Assimp,我们可以加载不同的模型到程序中,但是载入后它们都被储存为Assimp的数据结构。我们最终仍要将这些数据转换为OpenGL能够理解的格式,这样才能渲染这个物体。 - 网格
2.1 一个网格应该至少需要一系列的顶点,每个顶点包含一个位置向量、一个法向量和一个纹理坐标向量。一个网格还应该包含用于索引绘制的索引以及纹理形式的材质数据(漫反射/镜面光贴图)。
2.2 对于Mesh类:我们在setupMesh函数中初始化缓冲,并最终使用Draw函数来绘制网格。注意我们将一个着色器传入了Draw函数中,将着色器传入网格类中可以让我们在绘制之前设置一些uniform(像是链接采样器到纹理单元)。
2.3 Draw函数:在真正渲染这个网格之前,我们在调用glDrawElements函数之前先绑定相应的纹理。
2.3.1 我们一开始并不知道这个网格(如果有的话)有多少纹理、纹理是什么类型的。所以我们该如何在着色器中设置纹理单元和采样器:设定一个命名标准:每个漫反射纹理被命名为texture_diffuseN,每个镜面光纹理应该被命名为texture_specularN,其中N的范围是1到纹理采样器最大允许的数字。
2.3.2 首先计算了每个纹理类型的N-分量,并将其拼接到纹理类型字符串上,来获取对应的uniform名称。接下来我们查找对应的采样器,将它的位置值设置为当前激活的纹理单元,并绑定纹理。这也是我们在Draw函数中需要着色器的原因。我们也将"material."添加到了最终的uniform名称中,因为我们希望将纹理储存在一个材质结构体中(这在每个实现中可能都不同)。
二:导入模型
- Model类包含了一个Mesh对象的vector,构造器需要我们给它一个文件路径。在构造器中,它会直接通过loadModel来加载文件。私有函数将会处理Assimp导入过程中的一部分.
- Draw函数没有什么特别之处,基本上就是遍历了所有网格,并调用它们各自的Draw函数。
- 在loadModel中,我们使用Assimp来加载模型至Assimp的一个叫做scene的数据结构中。
3.1. 首先声明了Assimp命名空间内的一个Importer,之后调用了它的ReadFile函数。这个函数需要一个文件路径,它的第二个参数是一些后期处理(Post-processing)的选项。
3.1.1. 常用的选项有:aiProcess_GenNormals:如果模型不包含法向量的话,就为每个顶点创建法线。aiProcess_Triangulate,我们告诉Assimp,如果模型不是(全部)由三角形组成,它需要将模型所有的图元形状变换为三角形。aiProcess_FlipUVs将在处理的时候翻转y轴的纹理坐标(在OpenGL中大部分的图像的y轴都是反的)。
3.2 如果什么错误都没有发生,我们希望处理场景中的所有节点,所以我们将第一个节点(根节点)传入了递归的processNode函数。 - processNode函数:Assimp的结构中,每个节点包含了一系列的网格索引,每个索引指向场景对象中的那个特定网格。我们接下来就想去获取这些网格索引,获取每个网格,处理每个网格,接着对每个节点的子节点重复这一过程。
4.1 首先检查每个节点的网格索引,并索引场景的mMeshes数组来获取对应的网格。返回的网格将会传递到processMesh函数中,它会返回一个Mesh对象,我们可以将它存储在meshes列表/vector。
4.2 所有网格都被处理之后,我们会遍历节点的所有子节点,并对它们调用相同的processMesh函数。当一个节点不再有任何子节点之后,这个函数将会停止执行。 - 从Assimp到Mesh:processMesh函数
5.1 获取所有的顶点数据,获取它们的网格索引,并获取相关的材质数据。处理后的数据将会储存在三个vector当中,我们会利用它们构建一个Mesh对象,并返回它到函数的调用者那里。