Как хранить полигоны/фейсы

Добрый день

Часто говорят "3D объект состоит из треугольников", но это не совсем верно (мягко говоря). В общем случае объект может содержать примитивы (фейсы) ссылающиеся на любое число вертексов. Условная классификация

{0} - точка (используется 1 вертекс с индексом 0, сами вертексы хранятся отдельно)
{0, 1} - линия
{0, 1, 4} - треугольник
{0, 1, 4, 5} - квадрангл (4-угольник)
{0, 1, 4, 5 .. 100} - "комплексный" полигон/контур

Также каждый фейс может иметь свои данные

uint32 material_index - индекс материала (часто)
uint32 color - цвет (иногда)
Vec3f normal - нормаль (редко)

Предложите структуру данных для хранения фейсов

Спасибо

0

Так а в чем проблема с очевидным решением: фейс - массив индексов вершин (раз уж дано, что вершины хранятся индексами, а не явно)?

0

Сообщение от Igor3D Часто говорят "3D объект состоит из треугольников", но это не совсем верно

Все дело в контексте. Когда кто-то так говорит, ты просто спроси у него, что он имеет в виду.

Если под 3D объектом имеешь в виду полигональный меш (полигональную сетку), то согласен, что не только из треугольников.

Но именно меш из треугольников считается самым лучшим для GPU и всяких вычислений, поскольку любые три точки гарантированно лежат в одной плоскости. Многие современные игровые движки, хочешь ты этого или нет, в конечном итоге все равно превращают модельку в триангулированную полигональную сетку перед отрисовкой в целях оптимации.
Меш из треугольников это просто эталон.

На втором месте по красоте - меш, состоящий из четырухугольников (Quads). Такой меш удобен во время трехмерного моделирования, скульпитинга и прочих операций. С ними всегда секси топология. Однако, все равно твой красивый меш из четырехугольников будет превращен в треугольный меш, т.к. каждый четырехугольник будет разбит на два треугольника.

Что касается остальных многоугольников (N-gons) - то это просто извращение. Нормальными людьми используются крайне редко. Обычно, такие многоугольники получаются у нубов с кривыми руками во время моделирования. При автоматическом преобразовании в треугольный меш могут появляться артефакты.

Но 3d объекты это не только полигональные меши. Есть же еще воксельные, параметрические и процедурные объекты.

Сообщение от Igor3D Предложите структуру данных для хранения фейсов

в OBJ формате так:

тут пример фейса с тремя вершинами (треугольный фейс)

v - индекс вершины

vt - индекс текстурной координаты (опционально)

vn - индекс нормали (опционально)

Разумеется, в этом же файле должны быть координаты для этих индексов.

Чем не устраивает такой подход? Для текстового формата вполне неплохой подход. Или ты хочешь использовать бинарный формат?

0

Сообщение от Royal_X в OBJ формате так:

где вы все берёте мотивацию третий месяц мусолить обж файлы?

мой прогноз:
"Нам потребуется не менее трёх лет, чтобы тщательно "разобрать" обж файлы, но мы точно закончим эту работу к 2077 году"

0

XLAT, у Игора3д нет фантазии. Может же человек спросить не про "структуру данных для хранения фейсов", а, например, про "структуру данных для хранения состояния кубика рубика")

Добавлено через 2 минуты
XLAT, или, например, может же предложить совместно разработать игру "Балда". Интереснее, чем кроссворд. Скажем, сетевая Балда

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от XLAT тщательно "разобрать" эти файлы

наверное, он втайне от всех создает свой формат для хранения меша, который будет конкурировать с ныне существующими. Потом он будет лямы грести лопатой, а мы просто будем завидовать

0

Сообщение от Royal_X у Игора3д нет фантазии.

а может всё-таки таки нет памяти - Игорь просто уже забыл, что обж файлы мы разобрали 3 месяца назад?

я сёдня рано утром прочел пост Игоря про фейсы,
и подумал, ну, явно же не стоит уже писать ему про обж-файлы, когда я ему уже ранее написал целый парсер...

если он уже забыл, то какой смысл писать заново? - опять же забудет...

0

Сообщение от XLAT а может всё-таки таки нет памяти

а скока ему лет? если много, то может и так

или администрация форума платит ему з/п, чтобы тот постоянно строчил новые темы

1

Сообщение от TheCalligrapher Так а в чем проблема с очевидным решением: фейс - массив индексов вершин (раз уж дано, что вершины хранятся индексами, а не явно)?

Вопрос был на технику плюсов, глубокие познания в 3D не требуются. Пусть "только треугольники", тогда все ясно
Ну и модель хранит контейнер этих структур, потенциально большой. Спрашивается "а что/как если "не только" и indices[3] уже не годится?

0

Igor3D, так вообще не делается. Никто для каждого фейса не хранит флаги и прочее, модель делится на сабсеты (в терминах Direct3D) - это части модели, объединённые общими стейтами, то есть их можно рендерить за один DIP. Фейсы, как правило, вообще не используются, а перед сохранением в модель триангулируются. Каждый сабсет - это вертексный буфер, со всеми его вертексами, индексный буфер на все его треугольники в формате TriangleList и набор свойств, типа текстуры, материала. Сама информация со ссылками на текстуры и материалы может и не храниться, просто мы знаем, что эти свойства у сабсетов разные. Или даже одинаковые, но сабсет выделен в отдельную от остальных часть потому, что его нужно отдельно от модели двигать (пример - колесо от машины).

0

Сообщение от Mikle Quits Igor3D, так вообще не делается. Никто для каждого фейса не хранит флаги и прочее, модель делится на сабсеты (в терминах Direct3D) - это части модели, объединённые общими стейтами, то есть их можно рендерить за один DIP. Фейсы, как правило, вообще не используются, а перед сохранением в модель триангулируются. Каждый сабсет - это вертексный буфер, со всеми его вертексами, индексный буфер на все его треугольники в формате TriangleList и набор свойств, типа текстуры, материала. Сама информация со ссылками на текстуры и материалы может и не храниться, просто мы знаем, что эти свойства у сабсетов разные. Или даже одинаковые, но сабсет выделен в отдельную от остальных часть потому, что его нужно отдельно от модели двигать (пример - колесо от машины).

Это тоже решение, пусть узко специализированное, "для карты", чтобы добиться макс скорости рисования. Псевдокод
Это структура для "пачки фейсов", все должны иметь одинаковый material_index, vert_count, color и flags, разные только индексы. При загрузке/считывании каждого нового фейса ищется подходящий SubSet или создается новый. Отсутствие (индивидуального) flags придется компенсировать созданием новых SubSet, что бывает не очень удобно (напр перенос selected). Уползти на треугольники все равно не удается. Точки и линии никто не отменял, да и quadrangle в UI wireframe не равен 2 тр-кам. Светлая сторона - SubSet рисуется одной командой рисования, и даже хранить вектор indices необязательно после того как индексы переданы на карту и получен indices_vbo.

0

Сообщение от Igor3D В общем игры - совсем не пуп этой Земли

При чем тут игры? Видеокарты и особенности работы с ними везде одинаковые. Если надо рисовать, то использовать надо то что удобнее видеокарте.

Сообщение от Mikle Quits TriangleList

Современные игры мало ковырял, но в старых все же чаще TriangleStrip встречается.

0

Сообщение от alecss131 Современные игры мало ковырял, но в старых все же чаще TriangleStrip встречается.

Не знаю о на сколько старых играх речь, но, скачивая с просторов интернета модель какой-нибудь машинки, я всегда был заранее уверен, что там TriangleList, ни разу не ошибся. А, например, D3DXMesh - это по определению набор сабсетов TriangleList.
Понятно, что TriangleStrip (или TriangleFun) в общем случае требует меньше повторных расчётов уже раз просчитанных вертексов, но видеокарты уже давно умеют кэшировать такие расчёты в рамках одного DIP.

Сообщение от Igor3D Псевдокод

Даже не так. В сабсете содержится не только массив индексов, но и массив вертексов, он не общий для всей модели.

0

Сообщение от alecss131 Если надо рисовать, то использовать надо то что удобнее видеокарте.

Спрашивалось "как хранить", а не "как рисовать"

Сообщение от Mikle Quits Даже не так. В сабсете содержится не только массив индексов, но и массив вертексов, он не общий для всей модели.

На здоровье. Пример

Для фейса 5 установить material_index = 1

И что делать? Бегать по субсетам, так все равно не поможет, индекс фейса потеряли. Я понимаю что в игре такая задача вряд ли возникнет, но у меня она есть. Я хочу нормальный контейнер фейсов, хранящий индексы (и) на CPU, а не какого-то игрового урода. Это не мешает иметь приличную скорость рисования

0

В общем, тема стала жертвой фетишизма Это был простой вопрос С++ для начинающих, во всяком случае так думал ТС. Кстати вопрос очень банальный, давно известный. Разве стартовый пост упоминает о рисовании вообще, об использовании GPU, разве спрашивалось как это делается в играх (что мы считаем шедевром инженерной мысли)? Ничего такого там нет, есть масса других задач.

Ну и отвечайте "по теме", не суйте ваши игры куда надо и не надо

0

Сообщение от Igor3D Это был простой вопрос С++ для начинающих, во всяком случае так думал ТС.

ну так ты не ответил на вопрос

Сообщение от Royal_X Или ты хочешь использовать бинарный формат?

Igor3D, чтобы ответить на вопрос про предпочтительную структуру данных, сперва нужно узнать, в каком формате все это будет храниться: в бинарном или текстовом? У обоих есть и преимущества и недостатки.

Бинарный формат занимает меньше места, скорость чтения/записи выше, нет потери точности.
Текстовый формат выигрывает в читаемости (а стало быть в ручном редактировании в любом текстовом редакторе), но размер больше и парсер медленный, а также будут потери точности (например, у координат с плавающей запятой).

например, obj текстовый, glb бинарный...

Добавлено через 12 минут

Сообщение от Igor3D Это был простой вопрос С++ для начинающих

и зря ты так пишешь. Это отталкивает экспертов форума, которые стыдятся отвечать на "вопросы для начинающих". Вот если бы ты написал, что "это вопрос для экспертов, дескать нигде в инете не смогли ответить и вся надежда на экспертов форума", то эксперты форума сразу же стали бы отвечать на твои вопросы

0

Сообщение от Royal_X в каком формате все это будет храниться: в бинарном или текстовом?

При чем тут это? Тут скорее важно где это будет храниться, на диске для долгого хранения или просто в памяти для последующей обработки.

Сообщение от Royal_X выигрывает в читаемости (а стало быть в ручном редактировании в любом текстовом редакторе)

Никто руками модельки не редактирует, особенно что нибудь более менее сложное. Для редактирования есть 3д редакторы.

Сообщение от Igor3D "как хранить", а не "как рисовать"

Модельки в любом случае надо будет рисовать, а то нафига они нужны? Да даже редактирование модели в 3д редакторе это рисование модели в том числе. 3д модель без рисования просто мусорный набор данных.
Если например для 3д печати, то там свои особенности и полигоны там не применимы.

А вообще хранить стоит в том формате в котором удобнее и быстрее будет обработка.

0

Сообщение от alecss131 Тут скорее важно где это будет храниться, на диске для долгого хранения или просто в памяти для последующей обработки.

это всё тоже косвенно связано с моим вопросом. Ведь, если будешь хранить на диске, то сжатый текстовый формат может занять меньше места, чем сжатый бинарный. Для памяти, конечно же, бинарный будет лучше.

0

Сообщение от Royal_X сжатый текстовый формат может занять меньше места, чем сжатый бинарный

Не представляю, как такое может случиться.

Представил, но это нонсенс - если в вертексе все координаты float имеют целочисленные значения, то в текстовом виде действительно может занять меньше места.

0

Сообщение от Mikle Quits Представил, но это нонсенс

ключевое слово здесь "сжатый". Т.е. сравниваем не просто текстовый и бинарный, а сжатые текстовый и бинарный форматы.
то, что бинарный меньше места занимает - это и ежу понятно и я сам об этом писал выше

Сообщение от Royal_X Бинарный формат занимает меньше места, скорость чтения/записи выше, нет потери точности. Текстовый формат выигрывает в читаемости (а стало быть в ручном редактировании в любом текстовом редакторе), но размер больше и парсер медленный, а также будут потери точности (например, у координат с плавающей запятой).

но эту гипотезу со сжатием форматов для хранения полигонального меша еще проверить нужно на практике, поэтому я писал "может", поскольку не уверен

Сообщение от Royal_X то сжатый текстовый формат может занять меньше места, чем сжатый бинарный.

но я встречал уже такие случаи, когда PPMD, например, текстовый сжимал лучше, чем бинарный. Тут нужно проверить на разных алгоритмах сжатия и на разных данных. Т.е. проверять на конкретном случае.

0

Сообщение от Royal_X ключевое слово здесь "сжатый"

Я прочитал это слово.
Вот я сгенерировал 100000 случайных векторов и сохранил в двух форматах, в текстовом формате всё минималистично - никаких лишних пробелов, никаких нулей перед десятичной точкой - всё равно в архиве бинарник меньше, даже несжатый бинарник меньше txt с макс сжатием:

Вложения

TxtVsBin.zip (234.3 Кб, 3 просмотров)

0