git.mutantstargoat.com Git - cyberay/blob - src/mesh.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <ctype.h>
   4 #include <cgmath/cgmath.h>
   5 #include "mesh.h"
   6
   7 struct facevertex {
   8         int vidx, tidx, nidx;
   9 };
  10
  11 struct objmtl {
  12         char name[64];
  13         cgm_vec3 ka, kd, ks;
  14         float shin;
  15         float alpha;
  16         float ior;
  17         struct objmtl *next;
  18 };
  19
  20 static void calc_face_normal(struct triangle *tri);
  21 static char *cleanline(char *s);
  22 static char *parse_idx(char *ptr, int *idx, int arrsz);
  23 static char *parse_face_vert(char *ptr, struct facevertex *fv, int numv, int numt, int numn);
  24
  25 static struct objmtl *load_mtllib(const char *objfname, const char *mtlfname);
  26 static void free_mtllist(struct objmtl *mtl);
  27 static void conv_mtl(struct material *mm, struct objmtl *om);
  28
  29 #define GROW_ARRAY(arr, sz)     \
  30         do { \
  31                 int newsz = (sz) ? (sz) * 2 : 16; \
  32                 void *tmp = realloc(arr, newsz * sizeof *(arr)); \
  33                 if(!tmp) { \
  34                         fprintf(stderr, "failed to grow array to %d\n", newsz); \
  35                         goto fail; \
  36                 } \
  37                 arr = tmp; \
  38                 sz = newsz; \
  39         } while(0)
  40
  41
  42 int load_scenefile(struct scenefile *scn, const char *fname)
  43 {
  44         int i, nlines, total_faces = 0, res = -1;
  45         FILE *fp;
  46         char buf[256], *line, *ptr;
  47         int varr_size, varr_max, narr_size, narr_max, tarr_size, tarr_max, max_faces;
  48         cgm_vec3 v, *varr = 0, *narr = 0;
  49         cgm_vec2 *tarr = 0;
  50         struct facevertex fv[4];
  51         int numfv;
  52         struct mesh *mesh;
  53         struct triangle *tri;
  54         static const cgm_vec2 def_tc = {0, 0};
  55         struct objmtl curmtl, *mtl, *mtllist = 0;
  56
  57
  58         varr_size = varr_max = narr_size = narr_max = tarr_size = tarr_max = 0;
  59         varr = narr = 0;
  60         tarr = 0;
  61
  62         if(!(fp = fopen(fname, "rb"))) {
  63                 fprintf(stderr, "load_scenefile: failed to open %s\n", fname);
  64                 return -1;
  65         }
  66
  67         if(!(mesh = calloc(1, sizeof *mesh))) {
  68                 fprintf(stderr, "failed to allocate mesh\n");
  69                 fclose(fp);
  70                 return -1;
  71         }
  72         max_faces = 0;
  73
  74         scn->meshlist = 0;
  75         scn->num_meshes = 0;
  76
  77         /* default material: white diffuse */
  78         memset(&curmtl, 0, sizeof curmtl);
  79         cgm_vcons(&curmtl.kd, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
  80         curmtl.alpha = curmtl.ior = 1.0f;
  81
  82         nlines = 0;
  83         while(fgets(buf, sizeof buf, fp)) {
  84                 nlines++;
  85                 if(!(line = cleanline(buf))) {
  86                         continue;
  87                 }
  88
  89                 switch(line[0]) {
  90                 case 'v':
  91                         v.x = v.y = v.z = 0.0f;
  92                         if(sscanf(line + 2, "%f %f %f", &v.x, &v.y, &v.z) < 2) {
  93                                 break;
  94                         }
  95                         if(isspace(line[1])) {
  96                                 if(varr_size >= varr_max) {
  97                                         GROW_ARRAY(varr, varr_max);
  98                                 }
  99                                 varr[varr_size++] = v;
 100                         } else if(line[1] == 't' && isspace(line[2])) {
 101                                 if(tarr_size >= tarr_max) {
 102                                         GROW_ARRAY(tarr, tarr_max);
 103                                 }
 104                                 tarr[tarr_size++] = *(cgm_vec2*)&v;
 105                         } else if(line[1] == 'n' && isspace(line[2])) {
 106                                 if(narr_size >= narr_max) {
 107                                         GROW_ARRAY(narr, narr_max);
 108                                 }
 109                                 narr[narr_size++] = v;
 110                         }
 111                         break;
 112
 113                 case 'f':
 114                         if(!isspace(line[1])) break;
 115
 116                         ptr = line + 2;
 117
 118                         numfv = 0;
 119                         for(i=0; i<4; i++) {
 120                                 if(!(ptr = parse_face_vert(ptr, fv + i, varr_size, tarr_size, narr_size))) {
 121                                         break;
 122                                 }
 123                                 numfv++;
 124                         }
 125                         if(numfv < 3) break;
 126
 127                         if(mesh->num_faces >= max_faces - 1) {
 128                                 GROW_ARRAY(mesh->faces, max_faces);
 129                         }
 130                         tri = mesh->faces + mesh->num_faces++;
 131                         tri->mtl = &mesh->mtl;
 132
 133                         tri->v[0].pos = varr[fv[0].vidx];
 134                         tri->v[1].pos = varr[fv[1].vidx];
 135                         tri->v[2].pos = varr[fv[2].vidx];
 136                         calc_face_normal(tri);
 137                         for(i=0; i<3; i++) {
 138                                 tri->v[i].norm = fv[i].nidx >= 0 ? narr[fv[i].nidx] : tri->norm;
 139                                 tri->v[i].tex = fv[i].tidx >= 0 ? tarr[fv[i].tidx] : def_tc;
 140                         }
 141
 142                         if(numfv > 3) {
 143                                 tri++;
 144                                 mesh->num_faces++;
 145                                 tri->mtl = &mesh->mtl;
 146                                 tri->norm = tri[-1].norm;
 147                                 tri->v[0] = tri[-1].v[0];
 148                                 tri->v[1] = tri[-1].v[1];
 149
 150                                 tri->v[2].pos = varr[fv[3].vidx];
 151                                 tri->v[2].norm = fv[3].nidx >= 0 ? narr[fv[3].nidx] : tri->norm;
 152                                 tri->v[2].tex = fv[3].tidx >= 0 ? tarr[fv[3].tidx] : def_tc;
 153                         }
 154                         break;
 155
 156                 case 'o':
 157                 case 'g':
 158                         if(mesh->num_faces) {
 159                                 conv_mtl(&mesh->mtl, &curmtl);
 160                                 total_faces += mesh->num_faces;
 161                                 mesh->next = scn->meshlist;
 162                                 scn->meshlist = mesh;
 163                                 scn->num_meshes++;
 164
 165                                 if(!(mesh = calloc(1, sizeof *mesh))) {
 166                                         fprintf(stderr, "failed to allocate mesh\n");
 167                                         goto fail;
 168                                 }
 169                                 max_faces = 0;
 170                         }
 171                         break;
 172
 173                 case 'm':
 174                         if(memcmp(line, "mtllib", 6) == 0 && (line = cleanline(line + 6))) {
 175                                 free_mtllist(mtllist);
 176                                 mtllist = load_mtllib(fname, line);
 177                         }
 178                         break;
 179
 180                 case 'u':
 181                         if(memcmp(line, "usemtl", 6) == 0 && (line = cleanline(line + 6))) {
 182                                 mtl = mtllist;
 183                                 while(mtl) {
 184                                         if(strcmp(mtl->name, line) == 0) {
 185                                                 curmtl = *mtl;
 186                                                 break;
 187                                         }
 188                                         mtl = mtl->next;
 189                                 }
 190                         }
 191                         break;
 192
 193                 default:
 194                         break;
 195                 }
 196         }
 197
 198         if(mesh->num_faces) {
 199                 conv_mtl(&mesh->mtl, &curmtl);
 200                 total_faces += mesh->num_faces;
 201                 mesh->next = scn->meshlist;
 202                 scn->meshlist = mesh;
 203                 scn->num_meshes++;
 204         } else {
 205                 free(mesh);
 206         }
 207         mesh = 0;
 208
 209         printf("load_scenefile: loaded %d meshes, %d vertices, %d triangles\n", scn->num_meshes,
 210                         varr_size, total_faces);
 211
 212         res = 0;
 213
 214 fail:
 215         fclose(fp);
 216         free(mesh);
 217         free(varr);
 218         free(narr);
 219         free(tarr);
 220         free_mtllist(mtllist);
 221         return res;
 222 }
 223
 224 void destroy_scenefile(struct scenefile *scn)
 225 {
 226         struct mesh *m;
 227         while(scn->meshlist) {
 228                 m = scn->meshlist;
 229                 scn->meshlist = scn->meshlist->next;
 230                 free(m);
 231         }
 232 }
 233
 234 void destroy_mesh(struct mesh *m)
 235 {
 236         free(m->faces);
 237         m->faces = 0;
 238 }
 239
 240 void draw_mesh(struct mesh *m)
 241 {
 242         int i;
 243
 244         glBegin(GL_TRIANGLES);
 245         for(i=0; i<m->num_faces; i++) {
 246                 glNormal3fv((float*)&m->faces[i].v[0].norm);
 247                 glVertex3fv((float*)&m->faces[i].v[0].pos);
 248
 249                 glNormal3fv((float*)&m->faces[i].v[1].norm);
 250                 glVertex3fv((float*)&m->faces[i].v[1].pos);
 251
 252                 glNormal3fv((float*)&m->faces[i].v[2].norm);
 253                 glVertex3fv((float*)&m->faces[i].v[2].pos);
 254         }
 255         glEnd();
 256 }
 257
 258 static void calc_face_normal(struct triangle *tri)
 259 {
 260         cgm_vec3 va, vb;
 261
 262         va = tri->v[1].pos;
 263         cgm_vsub(&va, &tri->v[0].pos);
 264         vb = tri->v[2].pos;
 265         cgm_vsub(&vb, &tri->v[0].pos);
 266
 267         cgm_vcross(&tri->norm, &va, &vb);
 268         cgm_vnormalize(&tri->norm);
 269 }
 270
 271 static char *cleanline(char *s)
 272 {
 273         char *ptr;
 274
 275         if((ptr = strchr(s, '#'))) *ptr = 0;
 276
 277         while(*s && isspace(*s)) s++;
 278         ptr = s + strlen(s) - 1;
 279         while(ptr >= s && isspace(*ptr)) *ptr-- = 0;
 280
 281         return *s ? s : 0;
 282 }
 283
 284 static char *parse_idx(char *ptr, int *idx, int arrsz)
 285 {
 286         char *endp;
 287         int val = strtol(ptr, &endp, 10);
 288         if(endp == ptr) return 0;
 289
 290         if(val < 0) {   /* convert negative indices */
 291                 *idx = arrsz + val;
 292         } else {
 293                 *idx = val - 1; /* indices in obj are 1-based */
 294         }
 295         return endp;
 296 }
 297
 298 /* possible face-vertex definitions:
 299  * 1. vertex
 300  * 2. vertex/texcoord
 301  * 3. vertex//normal
 302  * 4. vertex/texcoord/normal
 303  */
 304 static char *parse_face_vert(char *ptr, struct facevertex *fv, int numv, int numt, int numn)
 305 {
 306         fv->tidx = fv->nidx = -1;
 307
 308         if(!(ptr = parse_idx(ptr, &fv->vidx, numv)))
 309                 return 0;
 310         if(*ptr != '/') return (!*ptr || isspace(*ptr)) ? ptr : 0;
 311
 312         if(*++ptr == '/') {     /* no texcoord */
 313                 ++ptr;
 314         } else {
 315                 if(!(ptr = parse_idx(ptr, &fv->tidx, numt)))
 316                         return 0;
 317                 if(*ptr != '/') return (!*ptr || isspace(*ptr)) ? ptr : 0;
 318                 ++ptr;
 319         }
 320
 321         if(!(ptr = parse_idx(ptr, &fv->nidx, numn)))
 322                 return 0;
 323         return (!*ptr || isspace(*ptr)) ? ptr : 0;
 324 }
 325
 326 static struct objmtl *load_mtllib(const char *objfname, const char *mtlfname)
 327 {
 328         FILE *fp;
 329         char *sep;
 330         char buf[256], *line;
 331         struct objmtl *mlist = 0, *m = 0;
 332
 333         strcpy(buf, objfname);
 334         if((sep = strrchr(buf, '/'))) {
 335                 sep[1] = 0;
 336         } else {
 337                 buf[0] = 0;
 338         }
 339         strcat(buf, mtlfname);
 340
 341         if(!(fp = fopen(buf, "rb"))) {
 342                 return 0;
 343         }
 344
 345         while(fgets(buf, sizeof buf, fp)) {
 346                 if(!(line = cleanline(buf))) {
 347                         continue;
 348                 }
 349
 350                 if(memcmp(line, "newmtl", 6) == 0) {
 351                         if(m) {
 352                                 m->next = mlist;
 353                                 mlist = m;
 354                         }
 355                         if((m = calloc(1, sizeof *m))) {
 356                                 if((line = cleanline(line + 6))) {
 357                                         strcpy(m->name, line);
 358                                 }
 359                         }
 360                 } else if(memcmp(line, "Kd", 2) == 0) {
 361                         if(m) {
 362                                 sscanf(line + 3, "%f %f %f", &m->kd.x, &m->kd.y, &m->kd.z);
 363                         }
 364                 }
 365         }
 366
 367         if(m) {
 368                 m->next = mlist;
 369                 mlist = m;
 370         }
 371
 372         fclose(fp);
 373         return mlist;
 374 }
 375
 376 static void free_mtllist(struct objmtl *mtl)
 377 {
 378         while(mtl) {
 379                 void *tmp = mtl;
 380                 mtl = mtl->next;
 381                 free(tmp);
 382         }
 383 }
 384
 385 static void conv_mtl(struct material *mm, struct objmtl *om)
 386 {
 387         mm->color = om->kd;
 388         /* TODO */
 389 }