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

OSG开发笔记（二十九）：OSG加载模型文件、加载3DMax三维型文件Demo
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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 node1 = osgDB::readNodeFile("D:/qtProject/osgDemo/modelData/grass.obj", a);
//        osg::ref_ptr 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 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();
} 
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```
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）

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前言

Demo

说明

Osg读取文件库：OsgDB库

三维格式

.3dc

.3ds

.bvh

.Ive

.lwo

.lws

.osc

.osg（osgb）

.osga

.md2

.obj

.openflight(FLT)

.shp

.stl

dxf

图像格式

.bmp

.dds

.jpeg

.tga

.pic

.rgb

.png

.pnm

其他

.dot

.dw

.ktx

.lua

.mdl

.osgjs

.p3d

.ply

.pov

.pvr

.rot

.tf

.txf

.txp

.vtf

.x

自定义文件插件

测试加载模型文件

步骤一：加载obj

步骤二：加载3ds文件

关键代码

初始化场景代码

工程模板：对应版本号v1.31.0