[iTyran原创]iPhone中OpenGL ES显示3DS MAX模型之二：lib3ds加载模型
作者：u0u0 - iTyran
在上一节中，我们分析了OBJ格式。
OBJ格式优点是文本形式，可读性好，缺点也很明显，计算机解析文本过程会比解析二进制文件慢很多。OBJ还有个问题是各种3D建模工具导出的布局格式还不太一样，face还有多边形（超过三边形），不利于在OpenGL ES里面加载。
.3ds文件是OBJ的二进制形式，并且多很多信息。有一个C语言写的开源库可以用来加.3ds文件，这就是lib3ds。GPL的license，直接使用在商业程序里面可能不太理想。这不妨碍我们这篇文章的分析。
教程截图：
demo继承于我的另一篇教程：Xcode创建的默认iOS OpenGL ES 2.0 project代码分析
的OpenGLStart，去掉了GLKit着色器代码，添加lib3ds并加载显示。
工程下载地址：http://ityran.com/thread-765-1-1.html
原理
我使用Google SketchUp建了一个简单的三角锥和长方体，分别导出为triangle.3ds和square.3ds。要把模型在OpenGL ES里面显示出来，我们需要模型的两个基本信息：顶点坐标和顶点法线。
.3ds文件保存有顶点坐标，和face序列，而顶点法线需求自行计算。
lib3ds提供了接口读取顶点坐标和face序列，并提供接口计算顶点法线。
我们要做的就是把这些数据读取出来，转换成OpenGL ES接受的数据形式。
TT3ds加载类
为了方便加载模型，我lib3ds的接口封装在一个类里面。
这个类负责加载解析.3ds，并转换为OpenGL ES接受的数据。
注意：一个.3ds里面可能包含多个模型，TT3ds只能处理一个文件一个模型。
先来看TT3ds.h文件。
#import
#import
#import "lib3ds.h"
@interface TT3ds : NSObject {
char*name;//模型名称
GLuintnvertices;//顶点数
GLsizeiptrverticesSize;//顶点数组大小
GLfloat*vertices;//顶点数组指针
GLuintnfaces;//面数
GLsizeiptrfacesSize;//面数据大小
GLubyte*faces;//面数据指针
//VBO相关数据定义，OpenGL ES 接受数据
GLuintvertexArray;
GLuintvertexArrayBuffer;
GLuintvertexElementBuffer;
GLenumerror;
}
- (id)initWithFilename:(NSString *) fileName;
- (void)bindVertexArray;
- (void)draw;
@end
三个接口，initWithFilename很显然是用来初始化的，用法如下：
testObject = [[TT3ds alloc]initWithFilename:@"triangle"];
参数是triangle而不是triangle.3ds，ofType指定了只能识别3ds文件。
NSString *dsPathname = [[NSBundle mainBundle]pathForResource:fileName ofType:@"3ds"];
后面2个接口是给OpenGL ES框架的
- (void)glkView:(GLKView *)viewdrawInRect:(CGRect)rect
调用的。
lib3ds的文档相当少，只有代码里面的自带demo可以参考一下。
整个流程为参考了3ds2obj这个demo的代码。
lib3ds_file_open返回的Lib3dsFile包含一个node系列。
查找序列里面属性为LIB3DS_NODE_MESH_INSTANCE的node，
一个LIB3DS_NODE_MESH_INSTANCE node是一个模型。
一个.3ds可包含多个模型。
parseMeshNode函数把3ds数据转换为VBO数据。
VBO数据组织如下图所示：
对于的VBO代码如下：
glGenVertexArraysOES(1, &vertexArray); glBindVertexArrayOES(vertexArray); glGenBuffers(1, &vertexArrayBuffer); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertexArrayBuffer); glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, verticesSize, vertices,GL_STATIC_DRAW); glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition); glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3,GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 3, BUFFER_OFFSET(0)); glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribNormal); glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribNormal, 3,GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat)* 3, BUFFER_OFFSET(verticesSize / 2)); glGenBuffers(1, &vertexElementBuffer); glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER,vertexElementBuffer); glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, facesSize,faces, GL_STATIC_DRAW); glBindVertexArrayOES(0);
bindVertexArray
在调用glDrawElements来显示模型前，我们需要告诉OpenGL使用那个数据里显示。
bindVertexArray是TT3ds的一个方法，在TTViewController.m中被调用，封装的目前是避免返回一个vertexArray指针给外部。
- (void)bindVertexArray {
glBindVertexArrayOES(vertexArray);
}
draw
由于.3ds文件提供的是face序列，这里就需要用到glDrawElements来显示模型，而不是glDrawArrays。
我们已经将element信息通过VBO设置好，TT3ds的draw方法如下：
- (void)draw {
glDrawElements(GL_TRIANGLES,facesSize, GL_UNSIGNED_BYTE, 0);
}
glDrawElements第4个参数设置0，而不是faces，这里涉及glDrawElements的两种用法：一种是直接在这里设置为faces指针；一种是在VBO里面提前设置好element信息，glDrawElements的时候把第4个参数设置为0。
TTViewController.m中的加载显示模型
第一步在setupGL中初始化模型
glEnable(GL_DEPTH_TEST); testObject = [[TT3ds alloc]initWithFilename:@"triangle"];
然后修改draw相关代码，红色部分。
- (void)glkView:(GLKView *)viewdrawInRect:(CGRect)rect
{
glClearColor(0.65f, 0.65f, 0.65f, 1.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
//glBindVertexArrayOES(_vertexArray);
[testObject bindVertexArray];
// Renderthe object again with ES2
glUseProgram(_program);
glUniformMatrix4fv(uniforms[UNIFORM_MODELVIEWPROJECTION_MATRIX], 1, 0, _modelViewProjectionMatrix.m);
glUniformMatrix3fv(uniforms[UNIFORM_NORMAL_MATRIX], 1, 0,_normalMatrix.m);
//glDrawElements(GL_TRIANGLES,sizeof(gFaces) / sizeof(GLubyte), GL_UNSIGNED_BYTE, 0);
[testObject draw];
}
运行下工程试试吧，你将看到文章开头的截图。
结束语：
TT3ds功能并不完善，没处理多模型的情况，没优化数据，没异常处理，顶点法线的计算的正确性我不敢保证，正方体的显示颜色上有点不对。
我认为直接使用lib3ds在项目中可能不是很理想，.3ds的数据并没有优化过，太多重复点数据。最理想的方法是：居于lib3ds写一个PC端工具，转换.3ds为另一种优化好的数据格式，再把优化后的数据直接放到OpenGL里面来，这样效率高内存占用也小。