iOS 将 .obj 文件导入模型 I/O 而不复制顶点

Posted 2023-03-23

【中文标题】iOS 将 .obj 文件导入模型 I/O 而不复制顶点

【英文标题】：iOS Import .obj file to Model I/O without duplicating vertices

【发布时间】：2016-07-30 06:32:13

【问题描述】：

我正在尝试使用 Model I/O 框架导入 .obj 文件以在 Scene Kit 中使用。我最初使用简单的 MDLAsset initWithURL: 函数，但是在将网格转移到 SCNGeometry 之后，我意识到这个函数正在对网格进行三角剖分，这样每个面都有 3 个唯一的顶点，并且在边界面的同一位置有单独的顶点。这导致我的其他函数出现一些重大问题，因此我尝试通过使用 MDLAsset initWithURL:vertexDescriptor:bufferAllocator:preserveTopology 函数来修复它，将 preserveTopology 设置为 YES，并将描述符/分配器设置为默认值，nil。这种保留拓扑解决了我复制顶点的问题，所以面/边都很好，但在这个过程中我丢失了法线数据。

失去法线，我不是指多重索引，我的意思是在将 preserveTopology 设置为 YES 后，缓冲区根本不包含任何法线值。而之前它是 v1/n1/v2/n2... 并且步幅是 24 字节（3 个维度 *4 字节/浮点 * 2 个属性），现在缓冲区的前半部分是 v1/v2/...步幅为 12，缓冲区的整个第二半只有 0.0 个浮点数。

这也有点奇怪，当您查看几何的 SCNGeometrySources 时，有 2 个源，1 个具有语义 kGeometrySourceSemanticVertex，1 个具有语义 kGeometrySourceSemanticNormal。您会认为语义顶点源将包含位置数据，而语义法线源将包含法线数据。然而事实并非如此。无论您设置什么 preserveTopology，它们都是大小缓冲区，以包含具有相同值的位置数据和正常数据。所以当我之前说没有正常数据时，我的意思是这两个缓冲区，语义顶点和语义正常从 v1/n1/v2/n2... 变为 v1/v2/.../(0.0, 0.0, 0.0)/(0.0, 0.0, 0.0)/... 我进入 mdlmesh 的缓冲区（在转移到场景套件之前）发现同样的问题，所以问题一定是 initWithURL，而不是模型 i/o到scenekit桥。

所以我认为默认的顶点描述符和缓冲区分配器肯定有问题（因为我使用的是 nil）并开始尝试创建我自己的匹配这两种可能的数据格式。唉，经过多次尝试，我无法得到有效的东西。

关于我应该如何做到这一点的任何想法？如何为 MDLAsset 提供正确的 vertexDescriptor 和 bufferAllocator（我觉得这里 nil 应该没问题）以导入 .obj 文件？谢谢

【参考方案1】：

具有顶点和法线的 obj 文件有顶点，用 v 线表示，法线用 vn 线表示，面用 f 线表示。

v 和 vn 行将是您期望的浮点值，而 f 行将是 -

f v0//n0 v1//n1 等

由于 OpenGL 和 Metal 不允许多重索引，您将看到顶点被复制的第一个效果。例如，

f 0//0 1//2 2//0

不能用作顶点缓冲区，因为它需要每个顶点不同的索引。所以典型的 OBJ 解析器必须创建新的顶点来允许人脸变成

f 0//0 1//1 2//2

保留拓扑选项对您没有帮助。它保留了网格的连通性和形状（不发生三角剖分，共享边保持共享），但它仍然对每个顶点组件强制执行单个索引。

一种解决方案是确保输出 OBJ 文件的工具在导出期间使用单一索引（如果可以的话）。

另一种选择，这不会立即解决问题，是提出在模型 I/O 级别支持多索引的请求。 SceneKit 仍然需要唯一索引，因为它必须能够渲染。

另一种选择是使用像 PLY 这样没有多重索引的格式。

【讨论】：

这对 .obj 文件很有见地，但我认为我对问题所在还不够清楚。通过复制顶点我的意思是三角剖分，所以保留拓扑解决了那里的问题。我相信，问题不在于您所说的多重索引。问题是设置 preserveTopology:YES 导致法线数据根本不加载到缓冲区中。我编辑了问题以使其更清楚。

你是对的。当设置保留拓扑标志时，所有每个顶点的数据都会丢失，包括法线、颜色和纹理坐标。如果可能，请提交有关此问题的错误报告以修复它。

@NickPorcino 非常感谢您的这一富有启发性的评论。这是否意味着 Model I/O 无法准确导入所有有效的 OBJ 文件，因为它不会将面顶点参考编号正确导入其索引缓冲区结构？这让我困惑了一整天。