JavaFX 中以编程方式生成的 TriangleMesh 的纹理坐标

Posted 2023-02-22

【中文标题】JavaFX 中以编程方式生成的 TriangleMesh 的纹理坐标

【英文标题】：Texture coordinates for a programmatically generated TriangleMesh in JavaFX

【发布时间】：2014-02-24 19:54:06

【问题描述】：

我的程序读入一个 ASCII 编码的 .stl 文件并将其解析为 TriangleMesh，以便将其显示在屏幕上。只要我只想要整个几何图形的单一颜色，它就可以正常工作。但现在我希望能够为网格上的不同多边形分配不同的颜色。稍后我们将知道必须为哪张脸赋予什么颜色，但现在概念证明就足够了。不幸的是，我无法让它工作。 到目前为止，这是我所拥有的：

public static MeshView parseSTLwithColor(String stlString)
    TriangleMesh mesh = new TriangleMesh();

    PhongMaterial textureMaterial = new PhongMaterial();
    Image texture = new Image("http://nikijacob.com/wp-content/uploads/2011/01/Mosaic.jpg");
    textureMaterial.setDiffuseMap(texture);

只需设置一个包含不同颜色的快速测试纹理。

    String withoutHeader = stlString.substring(12);
    String[] facetsArray = withoutHeader.split("endfacet");
    for(int h=0;h<facetsArray.length;h++)
        if(facetsArray[h].contains("endloop"))
        facetsArray[h] = facetsArray[h].substring(0,facetsArray[h].indexOf("endloop"));
        
    
    for(int i= 0 ; i<facetsArray.length;i++)
        int facetOffset = i*3; 
        String[] verticesArray = facetsArray[i].split("vertex");
        if(verticesArray.length != 4) break;
        for(int j=1;j<4;j++)
            String[] vectorArray = verticesArray[j].split(" ");
            for(int k=1;k<4;k++) mesh.getPoints().addAll(Float.parseFloat(vectorArray[k]));    

是的，这不是一个很好的方法，但这只是第一次尝试。基本上，ASCII 编码的网格数据字符串被分割成网格的面，然后每个面被分割成 3 个点，然后每个点被分割成 3 个向量，就像我们在 3d 中一样。每一个都被解析成一个浮点数并添加到 TriangleMesh 的点数组中。

            mesh.getTexCoords().addAll(1/(100+j),1/(100+j));
        

接下来我为每个点分配一个纹理坐标。我尝试给每个点稍微不同的坐标，因为我认为这可能会有所帮助。 （但它没有。）

        mesh.getFaces().addAll((facetOffset), (facetOffset),(1+facetOffset), (1+facetOffset),(2+facetOffset), (2+facetOffset));  
    

    MeshView meshView = new MeshView(mesh);
    meshView.setMaterial(textureMaterial);
    return meshView;

还有一点点家务。从点和纹理坐标构建面，实例化一个 MeshView 并赋予它纹理，这样就可以返回一个带纹理的 Meshview。

现在，问题的表现方式是，不是为面分配不同的颜色，而是 3d 对象的整个表面似乎被赋予了整个纹理的混合。当我用一半的红色和一半的蓝色纹理进行测试时，整个几何图形都呈现为紫色。

【参考方案1】：

嗯...事实证明，当我使用位于我计算机上的 .png 而不是来自互联网的 .gif 时，它可以工作。

【参考方案2】：

在这里回答一个非常古老的问题，但我自己却掉进了这个兔子洞。

总而言之：使用外部程序在 STL 文件周围包裹纹理是不可行的。

原因是因为 STL 文件没有提供正确的纹理坐标映射（例如 .getTexCoords()）。

也就是说，法线贴图非常独特，所以我确实做了一些修改，从刻面剥离法线向量（例如 [1]），计算刻面的数量并对该数字求平方根（假设我们将填充一个方形图像）：

int facets = (int)Math.sqrt((lines.size() - 2) / 7);

其中：lines 是文件长度的String[]，STL 的页眉和页脚为 2 行，每个方面有 7 行描述。

然后取法线向量并滥用它：

mesh.getTexCoords().addAll(((Float.parseFloat(n) + 1) / -2));

其中：n 是法线向量中的一个值，+ 1// -2 是将法线向量从 -1 -> 0 归一化为 0 -> 1（.getTexCoords() 的可接受范围)。

它很hacky，但更实用。您至少可以制作纹理的头部和尾部。

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这里真正的解决方案是使用一个对象（例如obj 的vt 导出值）从程序（例如Blender）实际输出UV 映射：https://blender.stackexchange.com/a/18428

[1]：

facet normal -0 0 1
  outer loop
    vertex -10 12 9
    vertex 10 0 9
    vertex 10 12 9
  endloop
endfacet