我們無法像定義容器盒一樣手動地去指定房子吁断、貨車或人形角色這些復(fù)雜模型的頂點(diǎn)炮障、法線和紋理坐標(biāo)椿每。我們需要做的也是應(yīng)該要做的伊者，是把這些模型導(dǎo)入到應(yīng)用程序中，而設(shè)計制作這些3D模型的工作應(yīng)該交給像Blender间护、3DS Max或者Maya這樣的工具軟件亦渗。
那些3D建模工具，可以讓美工們構(gòu)建一些復(fù)雜的形狀汁尺，并將貼圖應(yīng)用到形狀上去法精，即紋理映射。然后痴突，在導(dǎo)出模型文件時搂蜓，建模工具會自己生成所有的頂點(diǎn)坐標(biāo)、頂點(diǎn)法線和紋理坐標(biāo)辽装。這樣帮碰，美工們可以不用了解大量的圖像技術(shù)細(xì)節(jié)，就能有大量的工具集去隨心地構(gòu)建高品質(zhì)的模型拾积。所有的技術(shù)細(xì)節(jié)內(nèi)容都隱藏在里導(dǎo)出的模型文件里殉挽。而我們丰涉，這些圖形開發(fā)者，就必須得去關(guān)注這些技術(shù)細(xì)節(jié)了斯碌。
因此一死，我們的工作就是去解析這些導(dǎo)出的模型文件，并將其中的模型數(shù)據(jù)存儲為OpenGL能夠使用的數(shù)據(jù)傻唾。
一個常見的問題是投慈，導(dǎo)出的模型文件通常有幾十種格式，不同的工具會根據(jù)不同的文件協(xié)議把模型數(shù)據(jù)導(dǎo)出到不同格式的模型文件中冠骄。有的模型文件格式只包含模型的靜態(tài)形狀數(shù)據(jù)和顏色伪煤、漫反射貼圖、高光貼圖這些基本的材質(zhì)信息猴抹，比如Wavefront的.obj文件带族。而有的模型文件則采用XML來記錄數(shù)據(jù)锁荔，且包含了豐富的模型蟀给、光照、各種材質(zhì)阳堕、動畫跋理、攝像機(jī)信息和完整的場景信息等，比如Collada文件格式恬总。Wavefront的obj格式是為了考慮到通用性而設(shè)計的一種便于解析的模型格式前普。建議去Wavefront的Wiki上看看obj文件格式是如何封裝的。這會給你形成一個對模型文件格式的一個基本概念和印象壹堰。
模型加載庫
現(xiàn)在市面上有一個很流行的模型加載庫拭卿，叫做Assimp，全稱為Open Asset Import Library贱纠。Assimp可以導(dǎo)入幾十種不同格式的模型文件（同樣也可以導(dǎo)出部分模型格式）峻厚。只要Assimp加載完了模型文件，我們就可以從Assimp上獲取所有我們需要的模型數(shù)據(jù)谆焊。Assimp把不同的模型文件都轉(zhuǎn)換為一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)惠桃，所有無論我們導(dǎo)入何種格式的模型文件，都可以用同一個方式去訪問我們需要的模型數(shù)據(jù)辖试。
當(dāng)導(dǎo)入一個模型文件時辜王，即Assimp加載一整個包含所有模型和場景數(shù)據(jù)的模型文件到一個scene對象時，Assimp會為這個模型文件中的所有場景節(jié)點(diǎn)罐孝、模型節(jié)點(diǎn)都生成一個具有對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呐馆，且將這些場景中的各種元素與模型數(shù)據(jù)對應(yīng)起來。下圖展示了一個簡化的Assimp生成的模型文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：
- 所有的模型莲兢、場景數(shù)據(jù)都包含在Scene對象中汹来，如所有的材質(zhì)和Mesh辫继。同樣，場景的根節(jié)點(diǎn)引用也包含在這個scene對象中俗慈。
- 場景的根節(jié)點(diǎn)(Root node)可能也會包含很多子節(jié)點(diǎn)和一個指向保存模型點(diǎn)云數(shù)據(jù)mMeshes[]的索引集合姑宽。根節(jié)點(diǎn)上的mMeshes[]里保存了實(shí)際了Mesh對象，而每個子節(jié)點(diǎn)上的mMesshes[]都只是指向根節(jié)點(diǎn)中的mMeshes[]的一個引用(譯者注：C/C++稱為指針闺阱，Java/C#稱為引用)炮车。
- 一個Mesh對象本身包含渲染所需的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，比如頂點(diǎn)位置酣溃、法線向量瘦穆、紋理坐標(biāo)、面片及物體的材質(zhì)赊豌。
- 一個Mesh會包含多個面片扛或。一個Face（面片）表示渲染中的一個最基本的形狀單位，即圖元（基本圖元有點(diǎn)碘饼、線熙兔、三角面片、矩形面片）艾恼。一個面片記錄了一個圖元的頂點(diǎn)索引住涉，通過這個索引，可以在mMeshes[]中尋找到對應(yīng)的頂點(diǎn)位置數(shù)據(jù)钠绍。頂點(diǎn)數(shù)據(jù)和索引分開存放舆声，可以便于我們使用緩存（VBO、NBO柳爽、TBO媳握、IBO）來高速渲染物體。（詳見Hello Triangle）磷脯。
- 一個Mesh還會包含一個Material（材質(zhì)）對象用于指定物體的一些材質(zhì)屬性蛾找。如顏色、紋理貼圖（漫反射貼圖争拐、高光貼圖等）腋粥。
所以我們要做的第一件事，就是加載一個模型文件為Scene對象架曹，然后獲取每個節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的Mesh對象（我們需要遞歸搜索每個節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)來獲取所有的節(jié)點(diǎn)）隘冲，并處理每個Mesh對象對應(yīng)的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)、索引以及它的材質(zhì)屬性绑雄。最終我們得到一個只包含我們需要的數(shù)據(jù)的Mesh集合展辞。（在03.模型中體現(xiàn)）(The result is then a collection of mesh data that we want to contain in a single Model object.)
Mesh(網(wǎng)格,或被譯為“模型點(diǎn)云”)
用建模工具構(gòu)建物體時，美工通常不會直接使用單個形狀來構(gòu)建一個完整的模型万牺。一般來說罗珍，一個模型會由幾個子模型/形狀組合拼接而成洽腺。而模型中的那些子模型/形狀就是我們所說的一個Mesh。例如一個人形模型覆旱，美工通常會把頭蘸朋、四肢、衣服扣唱、武器這些組件都分別構(gòu)建出來藕坯，然后在把所有的組件拼合在一起，形成最終的完整模型噪沙。一個Mesh（包含頂點(diǎn)炼彪、索引和材質(zhì)屬性）是我們在OpenGL中繪制物體的最小單位。一個模型通常有多個Mesh組成正歼。
下一節(jié)教程中辐马，我們將用上述描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來創(chuàng)建我們自己的Model類和Mesh類，用于加載和保存那些導(dǎo)入的模型局义。如果我們想要繪制一個模型喜爷，我們不會去渲染整個模型，而是去渲染這個模型所包含的所有獨(dú)立的Mesh旭咽。
在開始導(dǎo)入模型之前贞奋，我們需要先把Assimp包含到我們的工程中。
構(gòu)建Assimp
你可以在Assimp的下載頁面選擇一個想要的版本去下載Assimp庫穷绵。到目前為止，Assimp可用的最新版本是3.1.1特愿。我們建議你自己編譯Assimp庫仲墨，因?yàn)锳ssimp官方的已編譯庫不能很好地覆蓋在所有平臺上運(yùn)行。如果你忘記怎樣使用CMake編譯一個庫揍障，請詳見Creating a window(創(chuàng)建一個窗口)教程目养。
這里我們列出一些編譯Assimp時可能遇到的問題，以便大家參考和排除:
- CMake在讀取配置列表時毒嫡，報出與DirectX庫丟失相關(guān)的一些錯誤癌蚁。報錯如下：
Could not locate DirectXCMake Error at cmake-modules/FindPkgMacros.cmake:110 (message):Required library DirectX not found! Install the library (including dev packages) and try again. If the library is already installed, set the missing variables manually in cmake.
這個問題的解決方案：如果你之前沒有安裝過DirectX SDK，那么請安裝兜畸。下載地址：DirectX SDK - 安裝DirectX SDK時努释，可以遇到一個錯誤碼為S1023的錯誤。遇到這個問題咬摇，請在安裝DirectX SDK前伐蒂，先安裝C++ Redistributable package(s)。 問題解釋：：已知問題：DirectX SDK (June 2010) 安裝及S1023錯誤
- 一旦配置完成肛鹏，你就可以生成解決方案文件了逸邦，打開解決方案文件并編譯Assimp庫（編譯為Debug版本還是Release版本恩沛，根據(jù)你的需要和心情來定吧）
- 使用默認(rèn)配置構(gòu)建的Assimp是一個動態(tài)庫，所以我們需要把編譯出來的assimp.dll文件拷貝到我們自己程序的可執(zhí)行文件的同一目錄里(I:\vs\OpenGL\Debug)
- 編譯出來的Assimp的LIB文件和DLL文件可以在code/Debug或者code/Release里找到
- 把編譯好的LIB文件和DLL文件拷貝到工程的相應(yīng)目錄下缕减，并鏈接到你的解決方案中雷客。同時還好記得把Assimp的頭文件也拷貝到工程里去（Assimp的頭文件可以在include目錄里找到）
如果你想要讓Assimp使用多線程支持來提高性能，你可以使用Boost庫來編譯 Assimp桥狡。在Boost安裝頁面佛纫，你能找到關(guān)于Boost的完整安裝介紹。
現(xiàn)在总放，你應(yīng)該已經(jīng)能夠編譯Assimp庫呈宇，并鏈接Assimp到你的工程里去了。下一節(jié)內(nèi)容：導(dǎo)入完美的3D物件局雄！
拓展閱讀：
