• 3dsmax插件开发遍历节点对象和Object获取及INode变换矩阵说明

    遍历节点对象

    1.Scene系统遍历

    class MyTreeEnum : public ITreeEnumProc
{
public:
	MyTreeEnum(void) = default;
	~MyTreeEnum(void) = default;
public:
	int callback(INode *node);
};

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    int MyTreeEnum::callback(INode *node)
{
	ObjectState os = node->EvalWorldState(10);
	if (os.obj->CanConvertToType(Class_ID(TRIOBJ_CLASS_ID, 0)))
	{
		_cprintf("TRIOBJECT %s\n", node->GetName());
		Mtl *pMtl = node->GetMtl();
		if (pMtl)
		{
			_cprintf("MATERIAL %s\n", pMtl->GetName());
		}
		return TREE_CONTINUE;
	}
	if (os.obj)
	{
		switch (os.obj->SuperClassID())
		{
		case CAMERA_CLASS_ID:
			_cprintf("CAMERA %s\n", node->GetName());
			break;
		case LIGHT_CLASS_ID:
			_cprintf("LIGHT %s\n", node->GetName());
			break;
		}
	}
	return TREE_CONTINUE;
}

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    接着需要修改DoExport()函数调用EnumTree()方法

    将场景枚举树与导出插件接口相连接，通过DoExport连接他们

    DoExport接口是创建File Export模板，其中自带ExpInterface，可以使用场景遍历。实际上我们可以自己封装一个ExpBase类将ExpInterface和Interface保存起来供自己调用

    int MaxExportTest::DoExport(const TCHAR *name,ExpInterface *ei,Interface *i, BOOL suppressPrompts, DWORD options)
{
    MyTreeEnum tempProc;
	ei->theScene->EnumTree( &tempProc );
    return TRUE;
}

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    相关原理：

    • Class IScene

    先来找到Class IScene

    在这里插入图片描述

    再来具体看看EnumTree()函数

    在这里插入图片描述

    可以看出，这个函数会被系统在合适的时候调用,我们只要给予参数即可(具体可以看下面的例子)。它会枚举场景中的每个结点。对每个结点，它再调用ITreeEnumProc *proc，这个proc就是用来解析每个结点的东西。

    在这里插入图片描述

    而ITreeEnumProc接口中有一个callback(pure virtual)，该函数参数是INode *node,其中node就是我们需要的对象，这个函数会让系统传给你你要的node。而我们只要实现这个callback函数即可。如上面所说的,node包含了一个节点的所有几何信息，渲染信息等等

    2.手动INode遍历

    实际上我们一般更加采用自由一点的INode遍历方式。

    INode中和遍历有关的接口如下：

    INode::IsRootNode() - determines if a node is the root node (does not have a parent node).
INode::GetParentNode() - returns the parent node of a child.
INode::NumberOfChildren() - gets the number of children of the node.
INode::GetChildNode() - returns an INode pointer to the nth child.
Interface::GetRootNode()

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    因此只要有模板中给的Interface指针，就可获得根节点，从而进行递归遍历。

    例如：

    int	skeletal_animation_export::DoExport(const TCHAR *name,ExpInterface *ei,Interface *i, BOOL suppressPrompts, DWORD options)
{
 		/*手动回调*/
		INode* node = i->GetRootNode();
		DfsSceneTree(node, tempProc);   
}
/*手动遍历场景树*/
void DfsSceneTree(INode* node, MyTreeEnum& tempProc)
{
	if (node == nullptr) return; /*实际上可以不用*/
	if (node->EvalWorldState(0).obj)
	{
		tempProc.callback(node);
	}
	auto num = node->NumberOfChildren();
	for (int i = 0; i < num; i++)
	{
		DfsSceneTree(node->GetChildNode(i), tempProc);
	}
}

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    其中callback就是我们遍历到具体节点要写的逻辑，比如判断该节点类型。

    int MyTreeEnum::callback(INode *node)
{

	//判断是否导出选中的物体(开启了导出选择物体的模式&&当前节点没有选中)
	if (exportSelected && node->Selected() == FALSE) return TREE_CONTINUE;

	ObjectState os = node->EvalWorldState(0);

	/*判断这个物体是否为Mesh*/
	if (os.obj->CanConvertToType(Class_ID(TRIOBJ_CLASS_ID, 0)))
	{
		/*向下转型,父类指针调用EvalWorldState返回的ObjectState.obj指向子类,所以没有安全风险。网上的示例代码一般为()由Object基类强转到TriObject类，也没问题*/
		TriObject* tri = dynamic_cast<TriObject*>(dynamic_cast<GeomObject*>(os.obj->ConvertToType(0, Class_ID(TRIOBJ_CLASS_ID, 0))));

		/*将节点是网格模型的名称打印*/
		WriteFileExportPath(AddExportPathSuffix(_exportPath, _dotPos, "AllTriobjectName"), node->GetName());
		_cprintf("TriobjectName %s\n", node->GetName());

		/*判断当前节点是否是骨骼类型*/
		if (CheckBone(node))
		{
			MeshExport inodeDataExport;
				/*保存骨骼*/
				/**/

		}
		/*对材质纹理进行处理*/
		Mtl *pMtl = node->GetMtl();
		if (pMtl)
		{
			//WriteFileExportPath(AddExportPathSuffix(_exportPath, _dotPos, "AllMaterialName"), pMtl->GetName().data());
			_cprintf("Material %s\n", pMtl->GetName());
		}
		return TREE_CONTINUE;
	}
	if (os.obj)
	{
		switch (os.obj->SuperClassID())
		{
			case CAMERA_CLASS_ID:
				/*当前节点是摄像机，打印名称，根据需要对数据进行操作*/
				WriteFileExportPath(AddExportPathSuffix(_exportPath, _dotPos, "AllCameraName"), node->GetName());
				_cprintf("Camera %s\n", node->GetName());
				break;
			case LIGHT_CLASS_ID:
				/*当前节点是灯光，打印名称，根据需要对数据进行操作*/
				WriteFileExportPath(AddExportPathSuffix(_exportPath, _dotPos, "AllLightName"), node->GetName());
				_cprintf("Light %s\n", node->GetName());
				break;
		}
	}
	return TREE_CONTINUE;
}



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    同样的，我们也可以自己封装保存模板中的两个接口。

    IO流导出文件

    实际上导出文件的数据是由cpp提供的，而不是SDK提供的。

    以下是测试代码：

    测试过程中直接在callback回调过程中导出文件测试

    //-- MyTreeEnum -------------------------------------------------------
class MyTreeEnum : public ITreeEnumProc
{
public:
	MyTreeEnum(void) = default;
	~MyTreeEnum(void) = default;
public:
	int callback(INode *node);
};

int MyTreeEnum::callback(INode *node)
{
	//_cprintf("MyTreeEnum::callback begin[101 lines]");
	std::ofstream ofs;


	ObjectState os = node->EvalWorldState(10);
	if (os.obj->CanConvertToType(Class_ID(TRIOBJ_CLASS_ID, 0)))
	{
		ofs.open("D:\\outputResults\\TRIOBJECT.txt", 	std::ofstream::out|std::ofstream::app);
		ofs << node->GetName() << "\n";
		ofs.close();
		_cprintf("TRIOBJECT %s\n", node->GetName());
		Mtl *pMtl = node->GetMtl();
		if (pMtl)
		{
			ofs.open("D:\\outputResults\\MATERIAL.txt", std::ofstream::out|std::ofstream::app);
			ofs << pMtl->GetName() << "\n";
			ofs.close();
			_cprintf("MATERIAL %s\n", pMtl->GetName());
		}
		return TREE_CONTINUE;
	}
	if (os.obj)
	{
		switch (os.obj->SuperClassID())
		{
		case CAMERA_CLASS_ID:
			ofs.open("D:\\outputResults\\CAMERA.txt", std::ofstream::out|std::ofstream::app);
			ofs << node->GetName() << "\n";
			ofs.close();
			_cprintf("CAMERA %s\n", node->GetName());
			break;
		case LIGHT_CLASS_ID:
			ofs.open("D:\\outputResults\\LIGHT.txt", std::ofstream::out|std::ofstream::app);
			ofs << node->GetName() << "\n";
			ofs.close();
			_cprintf("LIGHT %s\n", node->GetName());
			break;
		}
	}
	return TREE_CONTINUE;
}
int	skeletal_animation_export::DoExport(const TCHAR *name,ExpInterface *ei,Interface *i, BOOL suppressPrompts, DWORD options)
{
	/*name是保存的路径*/
	#pragma message(TODO("Implement the actual file Export here and"))

		AllocConsole(); //调出控制台
		_cprintf("doing DoExport");

		/*if (!suppressPrompts)
			DialogBoxParam(hInstance,
				MAKEINTRESOURCE(IDD_PANEL),
				GetActiveWindow(),
				skeletal_animation_exportOptionsDlgProc, (LPARAM)this);*/

		/*等待系统回调EnumTree方法遍历Scene中的所有INode节点*/
		MyTreeEnum tempProc;
		ei->theScene->EnumTree(&tempProc);
		return true;
	/*#pragma message(TODO("return TRUE If the file is exported properly"))
		return FALSE;*/
}

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    在这里插入图片描述

    SDK基本公共类的继承关系图

    如下图只是一个基本的继承关系，其中会有一些小出入，但是可以作为整体框架的一个参考。

    在这里插入图片描述

    大多数SDK类源自三个抽象基类，这三个基类的根被称作动作类(Animatable)、该类定义了大多数动画和追踪视图的相关方法。索引需求(ReferenceMaker)就是源自Animatable。这个类允许检索其他物体。索引目标(ReferenceTarget)继承索引需求(ReferenceMaker)。索引(reference)是介于场景与物体之间的双向链接。

    获取INode附着的对象

    当INode附着的Object经过对象修改器的如空间弯曲(Bend)、锥形化(Taper)、扭曲(Twist)之类的变化时，此时INode调用GetObjectRef()获得的是WSM derived object references(WSM——World Space Modifer)

    而如果INode附着的Object没有经过如空间弯曲的变化，此时INode进行GetObjectRef()获得的是Object基类指向派生类的指针

    因此获得途径可以参考如下两种方法：

    • 方法一
    INode->GetObjectRef()可以得到这个物体的Object。
Object->SuperClassID() == GEN_DERIVED_CLASS_ID的话，就表示这个Object是一个IDerived Object。 
DerivedObject->GetObjectRef()得到Derived Object的基类指针

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    在这里插入图片描述

    注：该图中的BaseObject是与DerivedObject对应的概念，应不是指代公共类继承关系中的BaseObject

    [该部分在Help中确实有找到但未保存，目前需要重新再找回该页面]

    • 方法二：

    INode::EvalWorldState函数获取节点INode的状态ObjectState，而ObjectState中包含Object* obj，如果我们单纯要得到这个INode上最终的Object的状态，只要调用INode->EvalWorldState()就可以了。

    INode中变换矩阵相关说明

    参考文献：

    1. 3dsmax2017HELP
    2. 3Ds Max 骨骼动画导出插件的开发

    Tips：虽然应该看对应的2012的SDK文档，但是12的文档看的头大和眼睛难受，新版本的文档代码有高亮整体颜色比较柔和以及字体比较符合习惯，同时新文档在api上的解释上一定程度上优于老文档，因此其实可以先看新文档找到相关内容再看老文档。

    • INode->GetNodeTM()

    NodeTM()只包含了INode的TM，而不是物体的TM。每个INode都有个基准点(Pivot Point)，该Pivot Point在世界坐标中的状态，就是这个INode的TM，即INode相对世界的TM。而INode上的Object相对这个Pivot Point可能会有其他的变换(如平移，旋转等)。因此NodeTM实际上不能用来变换Object。

    • INode->GetParentTM()

    获取父亲节点的TM。上个函数阐述NodeTM处于世界坐标系中。因此要想得到当前节点相对父节点的TM就需要GetNodeTM()*Inverse(GetParentTM())

    在这里插入图片描述

    • INode->GetObjectTM()

    返回的矩阵可以将Object中的坐标变换到世界坐标。相当于GetNodeTM()*(Object相对INode的TM)(因为INode和Object之间还可能存在偏移变换矩阵)

    当对象使用的是世界空间修改器(WSM——WorldSpaceModifer)的时候，对象的坐标会被转换为世界坐标，因此对象的transform也会被初始化为单位矩阵。

    而如果对象只使用了对象空间修改器，那么对象的tramsform不会被初始化为单位矩阵。

    在调用该函数时会先调用BaseObject::Display()方法检测对象是否已经被进行了世界空间修改器使用的标志位，再来决定具体返回的是修改前的矩阵还是修改后的单位矩阵。

    但是存在一些当已经完成WSM后但是仍需要获得之前变换矩阵的情况，3dsMax提供了INode->GetObjectTMAfterWSM()和INode->GetObjectTMAfterWSM()处理这种情况。

    • INode->GetObjectTMBeforeWSM()
    This method explicitly gets the full node transformation matrix and object-offset transformation effect before the application of any world space modifiers.

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    该函数返回WSM施加前的INode变换矩阵和Object相对于INode节点的偏移变换矩阵，该作用就相当于获得Object相对世界的矩阵。

    • INode->GetObjectTMAfterWSM()
    This method explicitly gets the full node transformation matrix and object-offset transformation and world space modifier effect unless the points of the object have already been transformed into world space in which case it will return the identity matrix.

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    而WorldSpaceModifer是把Object先变换到世界空间中，因此如果一个INode上的Object已经受到过WorldSpaceModifer的影响，调用EvalWorldState()的时候就已经将顶点变换到世界坐标系中了。

    调用GetObjectTMAfterWSM()会返回节点变换矩阵和Object相对节点的变换偏移矩阵以及世界空间修改器的影响，而如果世界空间修改器已经产生影响了，那么返回单位矩阵。因此该函数可以用来检查世界空间修改器是否已经应用到Object上了。

    因此如果一个INode上没有WSM，那么GetObjTMAfterWSM()和GetObjectTM是相同的。同样，它和GetObjTMBeforeWSM也是相同。

    官方demo：

    void Utility::ComputeBBox(Interface *ip)
{
   if (ip->GetSelNodeCount())
   {
     INode *node = ip->GetSelNode(0);
     Box3 box; // The computed box
     Matrix3 mat; // The Object TM
     Matrix3 sclMat(1); // This will be used to apply the scaling
 
     // Get the result of the pipeline at the current time
     TimeValue t = ip->GetTime();
     Object *obj = node->EvalWorldState(t).obj;/*如果已经应用了，那么此时顶点就是世界空间的顶点；如果没有应用，此时的顶点是Object空间的顶点*/
 	 
     // Determine if the object is in world space or object space
     // so we can get the correct TM. We can check this by getting
     // the Object TM after the world space modifiers have been
     // applied. It the matrix returned is the identity matrix the
     // points of the object have been transformed into world space.
     if (node->GetObjTMAfterWSM(t).IsIdentity())
     {
      // It's in world space, so put it back into object
      // space. We can do this by computing the inverse
      // of the matrix returned before any world space
      // modifiers were applied.
      mat = Inverse(node->GetObjTMBeforeWSM(t)); //通过矩阵的逆*调用EvalWorldState(t)取得的世界空间中的Object的坐标从而获得在Object空间中的坐标(put it back into object space).[世界相对Object的矩阵]
     }
     else
     {
      // It's in object space, get the Object TM.
      mat = node->GetObjectTM(t); /*Object相对世界空间的矩阵，矩阵*Object顶点=世界空间顶点*/
     }
 
     // Extract just the scaling part from the TM
     AffineParts parts;
     decomp_affine(mat, &parts);
     ApplyScaling(sclMat, ScaleValue(parts.k*parts.f, parts.u));
 
     // Get the bound box, and affect it by just
     // the scaling portion
     obj->GetDeformBBox(t, box, &sclMat);
 
     // Show the size and frame number
     float sx = box.pmax.x-box.pmin.x;
     float sy = box.pmax.y-box.pmin.y;
     float sz = box.pmax.z-box.pmin.z;
 
     TSTR title;
     title.printf(_T("Result at frame %d"), t/GetTicksPerFrame());
     TSTR buf;
     buf.printf(_T("The size is: (%.1f, %.1f, %.1f)"), sx, sy, sz);
     MessageBox(NULL, buf, title, MB_ICONINFORMATION|MB_OK);
   }
}

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