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