1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
| using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.IO;
using System.Windows.Forms;
using Tao.OpenGl;
using Tao.FreeGlut;
using Tao.Platform.Windows;
using Tao.DevIl;
namespace Физика
{
// класс LIMB отвечает за логические единицы 3D объектов в загружаемой сцене
class LIMB
{
// при инициализации мы должны указать количество вершин (vertex) и полигонов (face) которые описывают геометри под-объекта
public LIMB(int a, int b)
{
if (temp[0] == 0)
temp[0] = 1;
// записываем количество вершин и полигонов
VandF[0] = a;
VandF[1] = b;
// выделяем память
memcompl();
}
public int Itog; // флаг успешности
// массивы для хранения данных (геометрии и текстурных координат)
public float[,] vert;
public int[,] face;
public float[,] t_vert;
public int[,] t_face;
// номер материала (текстуры) данного под-объекта
private int MaterialNom = -1;
// временное хранение информации
public int[] VandF = new int[4];
private int[] temp = new int[2];
// флаг , говорящий о том, что модель использует текстуру
private bool ModelHasTexture = false;
// функция для определения значения флага (о наличии текстуры)
public bool NeedTexture()
{
// возвращаем значение флага
return ModelHasTexture;
}
public void SetMaterialNom(int new_nom)
{
MaterialNom = new_nom;
if (MaterialNom > -1)
// отмечаем флаг о наличии текстуры
ModelHasTexture = true;
}
// массивы для текстурных координат
public void createTextureVertexMem(int a)
{
VandF[2] = a;
t_vert = new float[3, VandF[2]];
}
// привязка значений текстурных координат к полигонам
public void createTextureFaceMem(int b)
{
VandF[3] = b;
t_face = new int[3, VandF[3]];
}
// память для геометрии
private void memcompl()
{
vert = new float[3, VandF[0]];
face = new int[3, VandF[1]];
}
// номер текстуры
public int GetTextureNom()
{
return MaterialNom;
}
};
// класс для работы с текстурами
public class TexturesForObjects
{
public TexturesForObjects()
{
}
// имя текстуры
private string texture_name = "";
// ее ID
private int imageId = 0;
// идетификатор текстуры в памяти openGL
private uint mGlTextureObject = 0;
// получение этого идентификатора
public uint GetTextureObj()
{
return mGlTextureObject;
}
// загрузка текстуры
public void LoadTextureForModel(string FileName)
{
// запоминаем имя файла
texture_name = FileName;
// создаем изображение с индификатором imageId
Il.ilGenImages(1, out imageId);
// делаем изображение текущим
Il.ilBindImage(imageId);
string url = texture_name;
// если загрузка удалась
if (Il.ilLoadImage(url))
{
// если загрузка прошла успешно
// сохраняем размеры изображения
int width = Il.ilGetInteger(Il.IL_IMAGE_WIDTH);
int height = Il.ilGetInteger(Il.IL_IMAGE_HEIGHT);
// определяем число бит на пиксель
int bitspp = Il.ilGetInteger(Il.IL_IMAGE_BITS_PER_PIXEL);
switch (bitspp)// в зависимости оп полученного результата
{
// создаем текстуру используя режим GL_RGB или GL_RGBA
case 24:
mGlTextureObject = MakeGlTexture(Gl.GL_RGB, Il.ilGetData(), width, height);
break;
case 32:
mGlTextureObject = MakeGlTexture(Gl.GL_RGBA, Il.ilGetData(), width, height);
break;
}
// очищаем память
Il.ilDeleteImages(1, ref imageId);
}
}
// создание текстуры в панями openGL
private static uint MakeGlTexture(int Format, IntPtr pixels, int w, int h)
{
// индетефекатор текстурного объекта
uint texObject;
// генерируем текстурный объект
Gl.glGenTextures(1, out texObject);
// устанавливаем режим упаковки пикселей
Gl.glPixelStorei(Gl.GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
// создаем привязку к только что созданной текстуре
Gl.glBindTexture(Gl.GL_TEXTURE_2D, texObject);
// устанавливаем режим фильтрации и повторения текстуры
Gl.glTexParameteri(Gl.GL_TEXTURE_2D, Gl.GL_TEXTURE_WRAP_S, Gl.GL_REPEAT);
Gl.glTexParameteri(Gl.GL_TEXTURE_2D, Gl.GL_TEXTURE_WRAP_T, Gl.GL_REPEAT);
Gl.glTexParameteri(Gl.GL_TEXTURE_2D, Gl.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, Gl.GL_LINEAR);
Gl.glTexParameteri(Gl.GL_TEXTURE_2D, Gl.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, Gl.GL_LINEAR);
Gl.glTexEnvf(Gl.GL_TEXTURE_ENV, Gl.GL_TEXTURE_ENV_MODE, Gl.GL_REPLACE);
// создаем RGB или RGBA текстуру
switch (Format)
{
case Gl.GL_RGB:
Gl.glTexImage2D(Gl.GL_TEXTURE_2D, 0, Gl.GL_RGB, w, h, 0, Gl.GL_RGB, Gl.GL_UNSIGNED_BYTE, pixels);
break;
case Gl.GL_RGBA:
Gl.glTexImage2D(Gl.GL_TEXTURE_2D, 0, Gl.GL_RGBA, w, h, 0, Gl.GL_RGBA, Gl.GL_UNSIGNED_BYTE, pixels);
break;
}
// возвращаем индетефекатор текстурного объекта
return texObject;
}
}
// класс, выполняющий загрузку 3D модели
public class anModelLoader
{
public anModelLoader()
{
}
// имя файла
public string FName = "";
// загружен ли (флаг)
private bool isLoad = false;
// счетчик по-объектов
private int count_limbs;
// переменная для зранения номера текстуры
private int mat_nom = 0;
// номер дисплейног осписка с данной моделью
private int thisList = 0;
// данная переменная будет указывать на количество прочитанных символов в строке при чтении информации из файла
private int GlobalStringFrom = 0;
// массив под-объектов
LIMB[] limbs = null;
// массви для хранения текстур
TexturesForObjects[] text_objects = null;
// загрузка модели
public int LoadModel(string FileName)
{
// модель может содержать до 256 под-объектов
limbs = new LIMB[256];
// счетчик скинут
int limb_ = -1;
// имся файла
FName = FileName;
// начинаем чтение файла
StreamReader sw = File.OpenText(FileName);
// временные буферы
string a_buff = "";
string b_buff = "";
string c_buff = "";
// счетчики вершин и полигонов
int ver = 0, fac = 0;
// если строка успешно прочитана
while ((a_buff = sw.ReadLine()) != null)
{
// получаем первое слово
b_buff = GetFirstWord(a_buff, 0);
if (b_buff[0] == '*') // определеям, является ли первый символ звездочкой
{
switch (b_buff) // если да, то проверяем какое управляющее слово содержится в первом прочитаном слове
{
case "*MATERIAL_COUNT": // счетчик материалов
{
// получаем первое слово от символа указанного в GlobalStringFrom
c_buff = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
int mat = System.Convert.ToInt32(c_buff);
// создаем объект для текстуры в памяти
text_objects = new TexturesForObjects[mat];
continue;
}
case "*MATERIAL_REF": // номер текстуры
{
// записываем для текущего под-объекта номер текстуры
c_buff = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
int mat_ref = System.Convert.ToInt32(c_buff);
// устанавливаем номер материала, соответствующий данной модели.
limbs[limb_].SetMaterialNom(mat_ref);
continue;
}
case "*MATERIAL": // указание на материал
{
c_buff = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
mat_nom = System.Convert.ToInt32(c_buff);
continue;
}
case "*GEOMOBJECT": // начинается описание геметрии под-объекта
{
limb_++; // записываем в счетчик под-объектов
continue;
}
case "*MESH_NUMVERTEX": // количесвто вершин в под-объекте
{
c_buff = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
ver = System.Convert.ToInt32(c_buff);
continue;
}
case "*BITMAP": // имя текстуры
{
c_buff = ""; // обнуляем временный буффер
for (int ax = GlobalStringFrom + 2; ax < a_buff.Length - 1; ax++)
c_buff += a_buff[ax]; // считываем имя текстуры
text_objects[mat_nom] = new TexturesForObjects(); // новый объект для текстуры
text_objects[mat_nom].LoadTextureForModel(c_buff); // загружаем текстуру
continue;
}
case "*MESH_NUMTVERTEX": // количество текстурных координат, данное слово говорит о наличии текстурных координат - следовательно мы должны выделить память для них
{
c_buff = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
if (limbs[limb_] != null)
{
limbs[limb_].createTextureVertexMem(System.Convert.ToInt32(c_buff));
}
continue;
}
case "*MESH_NUMTVFACES": // память для текстурных координат (faces)
{
c_buff = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
if (limbs[limb_] != null)
{
// выделяем память для текстурныйх координат
limbs[limb_].createTextureFaceMem(System.Convert.ToInt32(c_buff));
}
continue;
}
case "*MESH_NUMFACES": // количество полиговов в под-объекте
{
c_buff = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
fac = System.Convert.ToInt32(c_buff);
// если было объвляющее слово *GEOMOBJECT (гарантия выполнения условия limb_ > -1) и были указаны количство вершин
if (limb_ > -1 && ver > -1 && fac > -1)
{
// создаем новый под-объект в памяти
limbs[limb_] = new LIMB(ver, fac);
}
else
{
// иначе завершаем неудачей
return -1;
}
continue;
}
case "*MESH_VERTEX": // информация о вершине
{
// под-объект создан в памяти
if (limb_ == -1)
return -2;
if (limbs[limb_] == null)
return -3;
string a1 = "", a2 = "", a3 = "", a4 = "";
// полчучаем информацию о кооринатах и номере вершины
// (получаем все слова в строке)
a1 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a2 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a3 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a4 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
// преобразовываем в целое цисло
int NomVertex = System.Convert.ToInt32(a1);
// заменяем точки в представлении числа с плавающей точкой, на запятые, чтобы правильно выполнилась функция
// преобразования строки в дробное число
a2 = a2.Replace('.', ',');
a3 = a3.Replace('.', ',');
a4 = a4.Replace('.', ',');
// записываем информацию о вершине
limbs[limb_].vert[0, NomVertex] = (float)System.Convert.ToDouble(a2); // x
limbs[limb_].vert[1, NomVertex] = (float)System.Convert.ToDouble(a3); // y
limbs[limb_].vert[2, NomVertex] = (float)System.Convert.ToDouble(a4); // z
continue;
}
case "*MESH_FACE": // информация о полигоне
{
// под-объект создан в памяти
if (limb_ == -1)
return -2;
if (limbs[limb_] == null)
return -3;
// временные перменные
string a1 = "", a2 = "", a3 = "", a4 = "", a5 = "", a6 = "", a7 = "";
// получаем все слова в строке
a1 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a2 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a3 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a4 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a5 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a6 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a7 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
// получаем номер полигона из первого слова в строке, заменив последний символ ":" после номера на флаг окончания строки.
int NomFace = System.Convert.ToInt32(a1.Replace(':', '\0'));
// записываем номера вершин, которые нас интересуют
limbs[limb_].face[0, NomFace] = System.Convert.ToInt32(a3);
limbs[limb_].face[1, NomFace] = System.Convert.ToInt32(a5);
limbs[limb_].face[2, NomFace] = System.Convert.ToInt32(a7);
continue;
}
// текстурые координаты
case "*MESH_TVERT":
{
// под-объект создан в памяти
if (limb_ == -1)
return -2;
if (limbs[limb_] == null)
return -3;
// временные перменные
string a1 = "", a2 = "", a3 = "", a4 = "";
// получаем все слова в строке
a1 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a2 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a3 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a4 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
// преобразуем первое слово в номер вершины
int NomVertex = System.Convert.ToInt32(a1);
// заменяем точки в представлении числа с плавающей точкой, на запятые, чтобы правильно выполнилась функция
// преобразования строки в дробное число
a2 = a2.Replace('.', ',');
a3 = a3.Replace('.', ',');
a4 = a4.Replace('.', ',');
// записываем значение вершины
limbs[limb_].t_vert[0, NomVertex] = (float)System.Convert.ToDouble(a2); // x
limbs[limb_].t_vert[1, NomVertex] = (float)System.Convert.ToDouble(a3); // y
limbs[limb_].t_vert[2, NomVertex] = (float)System.Convert.ToDouble(a4); // z
continue;
}
// привязка текстурных координат к полигонам
case "*MESH_TFACE":
{
// под-объект создан в памяти
if (limb_ == -1)
return -2;
if (limbs[limb_] == null)
return -3;
// временные перменные
string a1 = "", a2 = "", a3 = "", a4 = "";
// получаем все слова в строке
a1 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a2 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a3 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
a4 = GetFirstWord(a_buff, GlobalStringFrom);
// преобразуем первое слово в номер полигона
int NomFace = System.Convert.ToInt32(a1);
// записываем номера вершин, которые опиывают полигон
limbs[limb_].t_face[0, NomFace] = System.Convert.ToInt32(a2);
limbs[limb_].t_face[1, NomFace] = System.Convert.ToInt32(a3);
limbs[limb_].t_face[2, NomFace] = System.Convert.ToInt32(a4);
continue;
}
}
}
}
// пересохраняем количесвто полигонов
count_limbs = limb_;
// получаем ID для создаваемого дисплейного списка
int nom_l = Gl.glGenLists(1);
thisList = nom_l;
// генерируем новый дисплейный список
Gl.glNewList(nom_l, Gl.GL_COMPILE);
// отрисовываем геометрию
// CreateList();
// завершаем дисплейный список
Gl.glEndList();
// загрузка завершена
isLoad = true;
return 0;
}
// функция отрисовки
private void CreateList()
{
// сохраняем тек матрицу
Gl.glPushMatrix();
// проходим циклом по всем под-объектам
for (int l = 0; l <= count_limbs; l++)
{
// если текстура необходима
if (limbs[l].NeedTexture())
if (text_objects[limbs[l].GetTextureNom()] != null) // текстурный объект существует
{
Gl.glEnable(Gl.GL_TEXTURE_2D); // включаем режим текстурирования
// ID текстуры в памяти
uint nn = text_objects[limbs[l].GetTextureNom()].GetTextureObj();
// активируем (привязываем) эту текстуру
Gl.glBindTexture(Gl.GL_TEXTURE_2D, nn);
}
Gl.glEnable(Gl.GL_NORMALIZE);
// начинаем отрисовку полигонов
Gl.glBegin(Gl.GL_TRIANGLES);
// по всем полигонам
for (int i = 0; i < limbs[l].VandF[1]; i++)
{
// временные переменные, чтобы код был более понятен
float x1, x2, x3, y1, y2, y3, z1, z2, z3 = 0;
// вытакскиваем координаты треугольника (полигона)
x1 = limbs[l].vert[0, limbs[l].face[0, i]];
x2 = limbs[l].vert[0, limbs[l].face[1, i]];
x3 = limbs[l].vert[0, limbs[l].face[2, i]];
y1 = limbs[l].vert[1, limbs[l].face[0, i]];
y2 = limbs[l].vert[1, limbs[l].face[1, i]];
y3 = limbs[l].vert[1, limbs[l].face[2, i]];
z1 = limbs[l].vert[2, limbs[l].face[0, i]];
z2 = limbs[l].vert[2, limbs[l].face[1, i]];
z3 = limbs[l].vert[2, limbs[l].face[2, i]];
// рассчитываем нормаль
float n1 = (y2 - y1) * (z3 - z1) - (y3 - y1) * (z2 - z1);
float n2 = (z2 - z1) * (x3 - x1) - (z3 - z1) * (x2 - x1);
float n3 = (x2 - x1) * (y3 - y1) - (x3 - x1) * (y2 - y1);
// устанавливаем номраль
Gl.glNormal3f(n1, n2, n3);
// если установлена текстура
if (limbs[l].NeedTexture() && (limbs[l].t_vert != null) && (limbs[l].t_face != null))
{
// устанавливаем текстурные координаты для каждой вершины, ну и сами вершины
Gl.glTexCoord2f(limbs[l].t_vert[0, limbs[l].t_face[0, i]], limbs[l].t_vert[1, limbs[l].t_face[0, i]]);
Gl.glVertex3f(x1, y1, z1);
Gl.glTexCoord2f(limbs[l].t_vert[0, limbs[l].t_face[1, i]], limbs[l].t_vert[1, limbs[l].t_face[1, i]]);
Gl.glVertex3f(x2, y2, z2);
Gl.glTexCoord2f(limbs[l].t_vert[0, limbs[l].t_face[2, i]], limbs[l].t_vert[1, limbs[l].t_face[2, i]]);
Gl.glVertex3f(x3, y3, z3);
}
else // иначе - отрисовка только вершин
{
Gl.glVertex3f(x1, y1, z1);
Gl.glVertex3f(x2, y2, z2);
Gl.glVertex3f(x3, y3, z3);
}
}
// завершаем отрисовку
Gl.glEnd();
Gl.glDisable(Gl.GL_NORMALIZE);
// открлючаем текстурирование
Gl.glDisable(Gl.GL_TEXTURE_2D);
}
// возвращаем сохраненную ранее матрицу
Gl.glPopMatrix();
}
// функция получения первого слова строки
private string GetFirstWord(string word, int from)
{
// from указывает на позицию, начиная с которой будет выполнятся чтение файла
char a = word[from]; // первый символ
string res_buff = ""; // временный буффер
int L = word.Length; // длина слова
if (word[from] == ' ' || word[from] == '\t') // если первый символ, с которого предстоит искать слово является пробелом или знаком табуляции
{
// необходимо вычисслить наличие секции проблеов или знаков табуляции и откинуть их
int ax = 0;
// проходим до конца слова
for (ax = from; ax < L; ax++)
{
a = word[ax];
if (a != ' ' && a != '\t') // если встречаем символ пробела или табуляции
break; // выходим из цикла.
// таким образом мы откидываем все последовательности пробелов или знаков табуляции, с которых могла начинатся переданная строка
}
if (ax == L) // если вся представленная строка является набором пробелов или знаков табуляции - возвращаем res_buff
return res_buff;
else
from = ax; // иначе сохраняем значение ax
}
int bx = 0;
// теперь, когда пробелы и табуляция откинуты мы непосредственно вычисляем слово
for (bx = from; bx < L; bx++)
{
// если встретили знак пробела или табуляции - завершаем чтение слова
if (word[bx] == ' ' || word[bx] == '\t')
break;
// записываем символ в бременный буффер, постепенно получая таким образом слово
res_buff += word[bx];
}
// если дошли до конца строки
if (bx == L)
bx--; // убераем посл значение
GlobalStringFrom = bx; // позиция в данной строке, для чтения следующего слова в данной строке
return res_buff; // возвращаем слово
}
// функция отрисовки 3D модели
public void DrawModel()
{
// если модель не загружена - возврат из функции
if (!isLoad)
return;
// сохраняем матрицу
Gl.glPushMatrix();
// масштабирование по умолчанию
Gl.glScalef(0.03f, 0.03f, 0.03f);
// вызов дисплейного списка
CreateList();
Gl.glCallList(thisList);
// возврат матрицы
Gl.glPopMatrix();
}
}
} |