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

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <vector>
   3 #include <map>
   4 #include <gmath/gmath.h>
   5 #include <assimp/cimport.h>
   6 #include <assimp/postprocess.h>
   7 #include <assimp/scene.h>
   8 #include <assimp/mesh.h>
   9 #include <assimp/material.h>
  10 #include <assimp/anim.h>
  11 #include <assimp/vector3.h>
  12 #include <assimp/matrix4x4.h>
  13 #include <assimp/quaternion.h>
  14 #include "scene.h"
  15 #include "objmesh.h"
  16 #include "datamap.h"
  17
  18 static bool load_material(Scene *scn, Material *mat, const aiMaterial *aimat);
  19 static SceneNode *load_node(Scene *scn, const aiScene *aiscn, unsigned int flags, const aiNode *ainode);
  20 static Mesh *load_mesh(Scene *scn, const aiScene *aiscn, unsigned int flags, const aiMesh *aimesh);
  21 static void print_nodes(SceneNode *node, int lvl = 0);
  22 /*static const char *mprop_semantic(int x);
  23 static int count_textures(const aiMaterial *aimat);*/
  24 static int assimp_textype(aiTextureType type);
  25
  26 static Mat4 assimp_matrix(const aiMatrix4x4 &aim);
  27
  28 /*static Vec3 assimp_vector(const aiVector3D &v);
  29 static Quat assimp_quat(const aiQuaternion &q);
  30 static long assimp_time(const aiAnimation *anim, double aitime);
  31 static void print_hierarchy(const aiNode *node);
  32 */
  33
  34 static std::map<std::string, SceneNode*> node_by_name;
  35 static std::map<aiMesh*, Mesh*> mesh_by_aimesh;
  36
  37 bool Scene::load(const char *fname, unsigned int flags)
  38 {
  39         unsigned int ppflags = aiProcess_CalcTangentSpace |
  40                 aiProcess_GenNormals |
  41                 aiProcess_JoinIdenticalVertices |
  42                 aiProcess_Triangulate |
  43                 aiProcess_SortByPType |
  44                 aiProcess_GenUVCoords |
  45                 aiProcess_TransformUVCoords;
  46
  47         if(flags & SCNLOAD_FLIPTEX) {
  48                 ppflags |= aiProcess_FlipUVs;
  49         }
  50
  51         const aiScene *aiscn = aiImportFile(fname, ppflags);
  52         if(!aiscn) {
  53                 fprintf(stderr, "failed to load scene file: %s\n", fname);
  54                 return false;
  55         }
  56
  57         // assimp adds its own root node, which might have transformations
  58         Vec3 root_pos, root_scaling(1.0, 1.0, 1.0);
  59         Quat root_rot;
  60
  61         if(aiscn->mRootNode) {
  62                 Mat4 root_matrix = assimp_matrix(aiscn->mRootNode->mTransformation);
  63                 root_pos = root_matrix.get_translation();
  64                 root_rot = root_matrix.get_rotation();
  65                 root_scaling = root_matrix.get_scaling();
  66
  67                 printf("assimp root node: %s\n", aiscn->mRootNode->mName.data);
  68                 printf("  pos: %f %f %f\n", root_pos.x, root_pos.y, root_pos.z);
  69                 printf("  rot: %f %+f %+f %+f\n", root_rot.w, root_rot.x, root_rot.y, root_rot.z);
  70                 printf("  scaling: %f %f %f\n", root_scaling.x, root_scaling.y, root_scaling.z);
  71         }
  72
  73         // load all meshes
  74         for(unsigned int i=0; i<aiscn->mNumMeshes; i++) {
  75                 aiMesh *aimesh = aiscn->mMeshes[i];
  76                 Mesh *mesh;
  77
  78                 switch(aimesh->mPrimitiveTypes) {
  79                 case aiPrimitiveType_TRIANGLE:
  80                         if((mesh = load_mesh(this, aiscn, flags, aimesh))) {
  81                                 mesh_by_aimesh[aimesh] = mesh;
  82                                 meshes.push_back(mesh);
  83                         }
  84                         break;
  85
  86                 default:
  87                         fprintf(stderr, "unsupported primitive type: %u\n", aimesh->mPrimitiveTypes);
  88                         break;
  89                 }
  90         }
  91
  92         if(!nodes) {
  93                 nodes = new SceneNode;
  94                 nodes->set_name("root");
  95                 nodes->set_position(root_pos);
  96                 nodes->set_rotation(root_rot);
  97                 nodes->set_scaling(root_scaling);
  98         }
  99
 100         // load all the nodes recursively
 101         for(unsigned int i=0; i<aiscn->mRootNode->mNumChildren; i++) {
 102                 SceneNode *node = load_node(this, aiscn, flags, aiscn->mRootNode->mChildren[i]);
 103                 if(node) {
 104                         nodes->add_child(node);
 105                 }
 106         }
 107
 108         node_by_name.clear();
 109         mesh_by_aimesh.clear();
 110
 111         aiReleaseImport(aiscn);
 112         printf("loaded scene file: %s, %d meshes\n", fname, (int)meshes.size());
 113         nodes->update(0);
 114         print_nodes(nodes);
 115         return true;
 116 }
 117
 118 static bool load_material(Scene *scn, Material *mat, const aiMaterial *aimat)
 119 {
 120         aiString name;
 121         aiColor4D aicol;
 122         float shin, shin_str;
 123
 124         if(aiGetMaterialString(aimat, AI_MATKEY_NAME, &name) == 0) {
 125                 mat->name = name.data;
 126         } else {
 127                 mat->name = "unknown";
 128         }
 129         //printf("load_material: %s\n", mat->name.c_str());
 130
 131         if(aiGetMaterialColor(aimat, AI_MATKEY_COLOR_DIFFUSE, &aicol) == 0) {
 132                 mat->diffuse = Vec3(aicol[0], aicol[1], aicol[2]);
 133         }
 134         if(aiGetMaterialColor(aimat, AI_MATKEY_COLOR_SPECULAR, &aicol) == 0) {
 135                 mat->specular = Vec3(aicol[0], aicol[1], aicol[2]);
 136         }
 137
 138         unsigned int count = 1;
 139         if(aiGetMaterialFloatArray(aimat, AI_MATKEY_SHININESS_STRENGTH, &shin_str, &count) != 0) {
 140                 shin_str = 1.0;
 141         }
 142         if(aiGetMaterialFloatArray(aimat, AI_MATKEY_SHININESS, &shin, &count) == 0) {
 143                 // XXX can't remember how I came up with this...
 144                 mat->shininess = shin * shin_str * 0.0001 * 128.0;
 145         }
 146
 147         // load textures
 148
 149         const int num_tex_types = aiTextureType_UNKNOWN + 1;
 150         for(int i=0; i<num_tex_types; i++) {
 151                 aiTextureType aitype = (aiTextureType)i;
 152                 int count = aiGetMaterialTextureCount(aimat, aitype);
 153
 154                 for(int j=0; j<count; j++) {
 155                         aiString aipath;
 156                         if(aiGetMaterialTexture(aimat, aitype, j, &aipath) != 0) {
 157                                 continue;
 158                         }
 159
 160                         char *fname;
 161                         int nsize = datamap_path_size(aipath.data);
 162                         if(nsize) {
 163                                 fname = new char[nsize];
 164                                 datamap_lookup(aipath.data, fname, nsize);
 165                         } else {
 166                                 fname = new char[strlen(aipath.data) + 1];
 167                                 char *dptr = fname;
 168                                 char *sptr = aipath.data;
 169                                 do {
 170                                         *dptr++ = *sptr == '\\' ? '/' : *sptr;
 171                                 } while(*sptr++);
 172                         }
 173
 174                         Texture *tex = scn->texset->get(fname);
 175                         if(!tex) {
 176                                 fprintf(stderr, "failed to load texture: %s\n", fname);
 177                                 delete [] fname;
 178                                 continue;
 179                         }
 180                         delete [] fname;
 181
 182                         mat->textures.push_back(tex);
 183
 184                         int textype = assimp_textype(aitype);
 185                         if(textype != MTL_TEX_UNKNOWN && !mat->stdtex[textype]) {
 186                                 mat->stdtex[textype] = tex;
 187                         }
 188                 }
 189         }
 190
 191         return true;
 192 }
 193
 194 static SceneNode *load_node(Scene *scn, const aiScene *aiscn, unsigned int flags, const aiNode *ainode)
 195 {
 196         SceneNode *node = new SceneNode;
 197         node->set_name(ainode->mName.data);
 198
 199         // transformation
 200         Mat4 matrix = assimp_matrix(ainode->mTransformation);
 201         Vec3 pos = matrix.get_translation();
 202         Quat rot = matrix.get_rotation();
 203         Vec3 scale = matrix.get_scaling();
 204
 205         node->set_position(pos);
 206         node->set_rotation(rot);
 207         node->set_scaling(scale);
 208         node->dbg_xform = matrix;
 209
 210         // meshes
 211         for(unsigned int i=0; i<ainode->mNumMeshes; i++) {
 212                 aiMesh *aimesh = aiscn->mMeshes[ainode->mMeshes[i]];
 213
 214                 Mesh *mesh = mesh_by_aimesh[aimesh];
 215                 if(mesh) {
 216                         ObjMesh *obj = new ObjMesh;
 217                         obj->mesh = mesh;
 218                         // also grab the material of this mesh
 219                         load_material(scn, &obj->mtl, aiscn->mMaterials[aimesh->mMaterialIndex]);
 220
 221                         node->add_object(obj);
 222                         scn->objects.push_back(obj);
 223                 }
 224         }
 225
 226         /* recurse to all children */
 227         for(unsigned int i=0; i<ainode->mNumChildren; i++) {
 228                 SceneNode *child = load_node(scn, aiscn, flags, ainode->mChildren[i]);
 229                 if(child) {
 230                         node->add_child(child);
 231                 }
 232         }
 233
 234         node_by_name[node->get_name()] = node;
 235         return node;
 236 }
 237
 238 static Mesh *load_mesh(Scene *scn, const aiScene *aiscn, unsigned int flags, const aiMesh *aimesh)
 239 {
 240         Mesh *mesh = new Mesh;
 241
 242         int num_verts = aimesh->mNumVertices;
 243         int num_faces = aimesh->mNumFaces;
 244
 245         mesh->set_attrib_data(MESH_ATTR_VERTEX, 3, num_verts, (float*)aimesh->mVertices);
 246
 247         if(aimesh->mNormals) {
 248                 mesh->set_attrib_data(MESH_ATTR_NORMAL, 3, num_verts, (float*)aimesh->mNormals);
 249         }
 250         if(aimesh->mTangents) {
 251                 mesh->set_attrib_data(MESH_ATTR_TANGENT, 3, num_verts, (float*)aimesh->mTangents);
 252         }
 253         if(aimesh->mTextureCoords[0]) {
 254                 mesh->set_attrib_data(MESH_ATTR_TEXCOORD, 3, num_verts, (float*)aimesh->mTextureCoords[0]);
 255         }
 256         if(aimesh->mTextureCoords[1]) {
 257                 mesh->set_attrib_data(MESH_ATTR_TEXCOORD2, 3, num_verts, (float*)aimesh->mTextureCoords[1]);
 258         }
 259
 260         if(flags & SCNLOAD_FLIPYZ) {
 261                 Vec3 *vptr = (Vec3*)mesh->get_attrib_data(MESH_ATTR_VERTEX);
 262                 for(int i=0; i<num_verts; i++) {
 263                         *vptr = vptr->xzy();
 264                         ++vptr;
 265                 }
 266
 267                 Vec3 *nptr = (Vec3*)mesh->get_attrib_data(MESH_ATTR_NORMAL);
 268                 for(int i=0; i<num_verts; i++) {
 269                         *nptr = nptr->xzy();
 270                         ++nptr;
 271                 }
 272
 273                 Vec3 *tptr = (Vec3*)mesh->get_attrib_data(MESH_ATTR_TANGENT);
 274                 for(int i=0; i<num_verts; i++) {
 275                         *tptr = tptr->xzy();
 276                         ++tptr;
 277                 }
 278         }
 279
 280         unsigned int *iptr = mesh->set_index_data(num_faces * 3);
 281         for(int i=0; i<num_faces; i++) {
 282                 iptr[0] = aimesh->mFaces[i].mIndices[0];
 283                 iptr[1] = aimesh->mFaces[i].mIndices[flags & SCNLOAD_FLIPYZ ? 2 : 1];
 284                 iptr[2] = aimesh->mFaces[i].mIndices[flags & SCNLOAD_FLIPYZ ? 1 : 2];
 285                 iptr += 3;
 286         }
 287
 288         return mesh;
 289 }
 290
 291 static void print_nodes(SceneNode *node, int lvl)
 292 {
 293         Vec3 pos = node->get_node_position();
 294         Quat rot = node->get_node_rotation();
 295         Vec3 scale = node->get_node_scaling();
 296
 297         const char *type = node->get_num_objects() > 0 ? "mesh node" : "null node";
 298
 299         for(int i=0; i<lvl; i++) {
 300                 fputs("  ", stdout);
 301         }
 302         printf("%s[%s] p(%g %g %g) rq(%g %+gi %+gj %+gk) s(%g %g %g)\n", type, node->get_name(),
 303                         pos.x, pos.y, pos.z, rot.w, rot.x, rot.y, rot.z, scale.x, scale.y, scale.z);
 304
 305         if(node->get_num_objects()) {
 306                 Mat4 xform = node->get_matrix();
 307                 xform.print(stdout);
 308         }
 309
 310         int nchld = node->get_num_children();
 311         for(int i=0; i<nchld; i++) {
 312                 print_nodes(node->get_child(i), lvl + 1);
 313         }
 314 }
 315
 316 static int assimp_textype(aiTextureType type)
 317 {
 318         switch(type) {
 319         case aiTextureType_DIFFUSE:
 320                 return MTL_TEX_DIFFUSE;
 321         case aiTextureType_SPECULAR:
 322                 return MTL_TEX_SPECULAR;
 323         case aiTextureType_NORMALS:
 324                 return MTL_TEX_NORMALMAP;
 325         case aiTextureType_LIGHTMAP:
 326                 return MTL_TEX_LIGHTMAP;
 327         case aiTextureType_REFLECTION:
 328                 return MTL_TEX_ENVMAP;
 329         default:
 330                 break;
 331         }
 332         return MTL_TEX_UNKNOWN;
 333 }
 334
 335 static Mat4 assimp_matrix(const aiMatrix4x4 &aim)
 336 {
 337         Mat4 m;
 338         memcpy(m[0], &aim, 16 * sizeof(float));
 339         return transpose(m);
 340 }