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