git.mutantstargoat.com Git - laserbrain_demo/blob - src/sceneload.cc

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <assert.h>
   3 #include <string>
   4 #include <vector>
   5 #include <map>
   6 #include <gmath/gmath.h>
   7 #include <assimp/cimport.h>
   8 #include <assimp/postprocess.h>
   9 #include <assimp/scene.h>
  10 #include <assimp/mesh.h>
  11 #include <assimp/material.h>
  12 #include <assimp/anim.h>
  13 #include <assimp/vector3.h>
  14 #include <assimp/matrix4x4.h>
  15 #include <assimp/quaternion.h>
  16 #include "app.h"
  17 #include "scene.h"
  18 #include "objmesh.h"
  19 #include "datamap.h"
  20 #include "logger.h"
  21 #include "metascene.h"
  22
  23 static bool load_material(Scene *scn, Material *mat, const aiMaterial *aimat);
  24 static SceneNode *load_node(Scene *scn, const aiScene *aiscn, unsigned int flags, const aiNode *ainode);
  25 static Mesh *load_mesh(Scene *scn, const aiScene *aiscn, unsigned int flags, const aiMesh *aimesh);
  26 /*static const char *mprop_semantic(int x);
  27 static int count_textures(const aiMaterial *aimat);*/
  28 static int assimp_textype(aiTextureType type);
  29 //static const char *assimp_textypestr(aiTextureType type);
  30
  31 static Mat4 assimp_matrix(const aiMatrix4x4 &aim);
  32
  33 /*static Vec3 assimp_vector(const aiVector3D &v);
  34 static Quat assimp_quat(const aiQuaternion &q);
  35 static long assimp_time(const aiAnimation *anim, double aitime);
  36 static void print_hierarchy(const aiNode *node);
  37 */
  38
  39 struct LoaderData {
  40         const aiScene *aiscn;
  41         std::string fname;
  42         std::map<std::string, SceneNode*> node_by_name;
  43         std::map<aiMesh*, Mesh*> mesh_by_aimesh;
  44 };
  45
  46 #define LD_STAGE_MASK   0xf000
  47
  48 bool Scene::load(const char *fname, unsigned int flags)
  49 {
  50         if((flags & LD_STAGE_MASK) == 0) {
  51                 // not passing either of the stage specifiers, means do the whole job
  52                 flags |= LD_STAGE_MASK;
  53         }
  54
  55         // first perform I/O and all operations not requiring access to an OpenGL context
  56         if(flags & SCNLOAD_STAGE_IO) {
  57                 unsigned int ppflags = aiProcess_CalcTangentSpace |
  58                         aiProcess_GenNormals |
  59                         aiProcess_JoinIdenticalVertices |
  60                         aiProcess_Triangulate |
  61                         aiProcess_SortByPType |
  62                         aiProcess_GenUVCoords |
  63                         //aiProcess_PreTransformVertices |
  64                         aiProcess_TransformUVCoords;
  65
  66                 if(flags & SCNLOAD_FLIPTEX) {
  67                         ppflags |= aiProcess_FlipUVs;
  68                 }
  69
  70                 info_log("Loading scene file: %s\n", fname);
  71
  72                 const aiScene *aiscn = aiImportFile(fname, ppflags);
  73                 if(!aiscn) {
  74                         error_log("failed to load scene file: %s\n", fname);
  75                         return false;
  76                 }
  77
  78                 LoaderData *ldata = new LoaderData;
  79                 ldata->aiscn = aiscn;
  80                 ldata->fname = std::string(fname);
  81                 loader_data = (void*)ldata;
  82         }
  83
  84         /* then, assuming we have successfully loaded everything, proceed to construct
  85          * all the engine objects, which require access to the OpenGL context
  86          */
  87         if(flags & SCNLOAD_STAGE_GL) {
  88                 if(!loader_data) {
  89                         error_log("second stage scene loader failed to find valid I/O data\n");
  90                         return false;
  91                 }
  92
  93                 LoaderData *ldata = (LoaderData*)loader_data;
  94                 const aiScene *aiscn = ldata->aiscn;
  95                 fname = ldata->fname.c_str();
  96
  97                 clear();        // clear any previous data (TODO: add flag for not clearing)
  98
  99                 // assimp adds its own root node, which might have transformations
 100                 Vec3 root_pos, root_scaling(1.0, 1.0, 1.0);
 101                 Quat root_rot;
 102
 103                 if(aiscn->mRootNode) {
 104                         Mat4 root_matrix = assimp_matrix(aiscn->mRootNode->mTransformation);
 105                         root_pos = root_matrix.get_translation();
 106                         root_rot = root_matrix.get_rotation();
 107                         root_scaling = root_matrix.get_scaling();
 108                 }
 109
 110                 if(!nodes) {
 111                         nodes = new SceneNode;
 112                         nodes->scene = this;
 113                         nodes->set_name("root");
 114                         nodes->set_position(root_pos);
 115                         nodes->set_rotation(root_rot);
 116                         nodes->set_scaling(root_scaling);
 117                 }
 118
 119                 // load all meshes
 120                 for(unsigned int i=0; i<aiscn->mNumMeshes; i++) {
 121                         aiMesh *aimesh = aiscn->mMeshes[i];
 122                         Mesh *mesh;
 123
 124                         switch(aimesh->mPrimitiveTypes) {
 125                         case aiPrimitiveType_TRIANGLE:
 126                                 if((mesh = load_mesh(this, aiscn, flags, aimesh))) {
 127                                         ldata->mesh_by_aimesh[aimesh] = mesh;
 128                                         meshes.push_back(mesh);
 129                                 }
 130                                 break;
 131
 132                         default:
 133                                 error_log("unsupported primitive type: %u\n", aimesh->mPrimitiveTypes);
 134                                 break;
 135                         }
 136                 }
 137
 138                 // load all the nodes recursively
 139                 for(unsigned int i=0; i<aiscn->mRootNode->mNumChildren; i++) {
 140                         SceneNode *node = load_node(this, aiscn, flags, aiscn->mRootNode->mChildren[i]);
 141                         if(node) {
 142                                 nodes->add_child(node);
 143                         }
 144                 }
 145
 146                 info_log("loaded scene file: %s, %d meshes\n", fname, (int)meshes.size());
 147
 148                 aiReleaseImport(aiscn);
 149                 delete ldata;
 150                 loader_data = 0;
 151                 nodes->update(0);
 152         }
 153         return true;
 154 }
 155
 156 static bool load_material(Scene *scn, Material *mat, const aiMaterial *aimat)
 157 {
 158         aiString name;
 159         aiColor4D aicol;
 160         float shin, shin_str;
 161
 162         if(aiGetMaterialString(aimat, AI_MATKEY_NAME, &name) == 0) {
 163                 mat->name = name.data;
 164         } else {
 165                 mat->name = "unknown";
 166         }
 167         //info_log("load_material: %s\n", mat->name.c_str());
 168
 169         if(aiGetMaterialColor(aimat, AI_MATKEY_COLOR_DIFFUSE, &aicol) == 0) {
 170                 mat->diffuse = Vec3(aicol[0], aicol[1], aicol[2]);
 171         }
 172         if(aiGetMaterialColor(aimat, AI_MATKEY_COLOR_SPECULAR, &aicol) == 0) {
 173                 mat->specular = Vec3(aicol[0], aicol[1], aicol[2]);
 174         }
 175
 176         unsigned int count = 1;
 177         if(aiGetMaterialFloatArray(aimat, AI_MATKEY_SHININESS_STRENGTH, &shin_str, &count) != 0) {
 178                 shin_str = 1.0;
 179         }
 180         if(aiGetMaterialFloatArray(aimat, AI_MATKEY_SHININESS, &shin, &count) == 0) {
 181                 // XXX can't remember how I came up with this...
 182                 mat->shininess = shin * shin_str * 0.0001 * 128.0;
 183         }
 184
 185         // load textures
 186
 187         const int num_tex_types = aiTextureType_UNKNOWN + 1;
 188         for(int i=0; i<num_tex_types; i++) {
 189                 aiTextureType aitype = (aiTextureType)i;
 190                 int count = aiGetMaterialTextureCount(aimat, aitype);
 191
 192                 for(int j=0; j<count; j++) {
 193                         aiString aipath;
 194                         if(aiGetMaterialTexture(aimat, aitype, j, &aipath) != 0) {
 195                                 continue;
 196                         }
 197
 198                         char *fname = (char*)alloca(strlen(aipath.data) + 1);
 199                         char *dptr = fname;
 200                         char *sptr = aipath.data;
 201                         do {
 202                                 *dptr++ = *sptr == '\\' ? '/' : *sptr;
 203                         } while(*sptr++);
 204
 205                         if(!fname || !*fname) continue;
 206
 207                         int textype = assimp_textype(aitype);
 208
 209                         Texture *tex = texman.get_texture(fname, TEX_2D, &scn->datamap);
 210                         assert(tex);
 211                         mat->textures.push_back(tex);
 212
 213                         if(textype != MTL_TEX_UNKNOWN && !mat->stdtex[textype]) {
 214                                 mat->stdtex[textype] = tex;
 215                         }
 216                 }
 217         }
 218
 219         return true;
 220 }
 221
 222 static SceneNode *load_node(Scene *scn, const aiScene *aiscn, unsigned int flags, const aiNode *ainode)
 223 {
 224         LoaderData *ldata = (LoaderData*)scn->loader_data;
 225
 226         SceneNode *node = new SceneNode;
 227         node->set_name(ainode->mName.data);
 228
 229         // transformation
 230         Mat4 matrix = assimp_matrix(ainode->mTransformation);
 231         Vec3 pos = matrix.get_translation();
 232         Quat rot = matrix.get_rotation();
 233         Vec3 scale = matrix.get_scaling();
 234
 235         node->set_position(pos);
 236         node->set_rotation(rot);
 237         node->set_scaling(scale);
 238         node->dbg_xform = matrix;
 239
 240         // meshes
 241         for(unsigned int i=0; i<ainode->mNumMeshes; i++) {
 242                 aiMesh *aimesh = aiscn->mMeshes[ainode->mMeshes[i]];
 243
 244                 Mesh *mesh = ldata->mesh_by_aimesh[aimesh];
 245                 if(mesh) {
 246                         ObjMesh *obj = new ObjMesh;
 247                         obj->set_name(mesh->get_name());
 248                         obj->mesh = mesh;
 249                         // also grab the material of this mesh
 250                         load_material(scn, &obj->mtl, aiscn->mMaterials[aimesh->mMaterialIndex]);
 251
 252                         node->add_object(obj);
 253                         scn->objects.push_back(obj);
 254                 }
 255         }
 256
 257         /* recurse to all children */
 258         for(unsigned int i=0; i<ainode->mNumChildren; i++) {
 259                 SceneNode *child = load_node(scn, aiscn, flags, ainode->mChildren[i]);
 260                 if(child) {
 261                         node->add_child(child);
 262                 }
 263         }
 264
 265         ldata->node_by_name[node->get_name()] = node;
 266         return node;
 267 }
 268
 269 static Mesh *load_mesh(Scene *scn, const aiScene *aiscn, unsigned int flags, const aiMesh *aimesh)
 270 {
 271         Mesh *mesh = new Mesh;
 272         mesh->set_name(aimesh->mName.data);
 273
 274         int num_verts = aimesh->mNumVertices;
 275         int num_faces = aimesh->mNumFaces;
 276
 277         mesh->set_attrib_data(MESH_ATTR_VERTEX, 3, num_verts, (float*)aimesh->mVertices);
 278
 279         if(aimesh->mNormals) {
 280                 mesh->set_attrib_data(MESH_ATTR_NORMAL, 3, num_verts, (float*)aimesh->mNormals);
 281         }
 282         if(aimesh->mTangents) {
 283                 mesh->set_attrib_data(MESH_ATTR_TANGENT, 3, num_verts, (float*)aimesh->mTangents);
 284         }
 285         if(aimesh->mTextureCoords[0]) {
 286                 mesh->set_attrib_data(MESH_ATTR_TEXCOORD, 3, num_verts, (float*)aimesh->mTextureCoords[0]);
 287         }
 288         if(aimesh->mTextureCoords[1]) {
 289                 mesh->set_attrib_data(MESH_ATTR_TEXCOORD2, 3, num_verts, (float*)aimesh->mTextureCoords[1]);
 290         }
 291
 292         if(flags & SCNLOAD_FLIPYZ) {
 293                 Vec3 *vptr = (Vec3*)mesh->get_attrib_data(MESH_ATTR_VERTEX);
 294                 for(int i=0; i<num_verts; i++) {
 295                         *vptr = vptr->xzy();
 296                         ++vptr;
 297                 }
 298
 299                 Vec3 *nptr = (Vec3*)mesh->get_attrib_data(MESH_ATTR_NORMAL);
 300                 for(int i=0; i<num_verts; i++) {
 301                         *nptr = nptr->xzy();
 302                         ++nptr;
 303                 }
 304
 305                 Vec3 *tptr = (Vec3*)mesh->get_attrib_data(MESH_ATTR_TANGENT);
 306                 for(int i=0; i<num_verts; i++) {
 307                         *tptr = tptr->xzy();
 308                         ++tptr;
 309                 }
 310         }
 311
 312         unsigned int *iptr = mesh->set_index_data(num_faces * 3);
 313         for(int i=0; i<num_faces; i++) {
 314                 iptr[0] = aimesh->mFaces[i].mIndices[0];
 315                 iptr[1] = aimesh->mFaces[i].mIndices[flags & SCNLOAD_FLIPYZ ? 2 : 1];
 316                 iptr[2] = aimesh->mFaces[i].mIndices[flags & SCNLOAD_FLIPYZ ? 1 : 2];
 317                 iptr += 3;
 318         }
 319         return mesh;
 320 }
 321
 322 static int assimp_textype(aiTextureType type)
 323 {
 324         switch(type) {
 325         case aiTextureType_DIFFUSE:
 326                 return MTL_TEX_DIFFUSE;
 327         case aiTextureType_SPECULAR:
 328                 return MTL_TEX_SPECULAR;
 329         case aiTextureType_NORMALS:
 330                 return MTL_TEX_NORMALMAP;
 331         case aiTextureType_LIGHTMAP:
 332         case aiTextureType_EMISSIVE:
 333                 return MTL_TEX_LIGHTMAP;
 334         case aiTextureType_REFLECTION:
 335                 return MTL_TEX_ENVMAP;
 336         default:
 337                 break;
 338         }
 339         return MTL_TEX_UNKNOWN;
 340 }
 341
 342 /*static const char *assimp_textypestr(aiTextureType type)
 343 {
 344         switch(type) {
 345         case aiTextureType_DIFFUSE:
 346                 return "diffuse";
 347         case aiTextureType_SPECULAR:
 348                 return "specular";
 349         case aiTextureType_NORMALS:
 350                 return "normalmap";
 351         case aiTextureType_LIGHTMAP:
 352         case aiTextureType_EMISSIVE:
 353                 return "lightmap";
 354         case aiTextureType_REFLECTION:
 355                 return "envmap";
 356         default:
 357                 break;
 358         }
 359         return "unknown";
 360 }*/
 361
 362 static Mat4 assimp_matrix(const aiMatrix4x4 &aim)
 363 {
 364         Mat4 m;
 365         memcpy(m[0], &aim, 16 * sizeof(float));
 366         return transpose(m);
 367 }
 368
 369
 370 // --- SceneSet ---
 371
 372 SceneSet::SceneSet()
 373         : DataSet<Scene*>(create_scene, load_scene, done_scene, free_scene)
 374 {
 375 }
 376
 377 Scene *SceneSet::create_scene()
 378 {
 379         return new Scene;
 380 }
 381
 382 bool SceneSet::load_scene(Scene *scn, const char *fname)
 383 {
 384         return scn->load(fname, SCNLOAD_FLIPTEX | SCNLOAD_STAGE_IO);
 385 }
 386
 387 bool SceneSet::done_scene(Scene *scn)
 388 {
 389         bool res = scn->load(0, SCNLOAD_STAGE_GL);
 390         if(scn->metascn) {
 391                 scn->metascn->scene_loaded(scn);
 392         }
 393         return res;
 394 }
 395
 396 void SceneSet::free_scene(Scene *scn)
 397 {
 398         delete scn;
 399 }