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3ds max sdk导出插件编写的心得

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发表于 2012-12-13 00:32:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
作者:yhchinabest
来自:CG先生-
3D图形插件开发网http://www.cgsir.com
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  写在前面
       为什么要写这个心得?去年11月份的时候我写过一篇3ds Max导出程序的一些尝试,抱着学习的态度把一些心得发到网上供大家参考,不过当时写的还很不完善,很多东西没说清楚。今年6月份开始又做了3ds Max导出导入程序的一些研究,感觉3ds Max SDK实在是博大精深,初学者入门还是很不方便,所以觉得以前发的心得应该得到补充,因而写了这样一个导出程序介绍,还是抱着学习的态度,不过还是希望能够对大家有所帮助。
    由于时间精力有限,只写出导出程序的一些体会,以后会写出导入程序的体会。希望大家多批评指教。
环境配置
步骤1.首先你得有VS2005,3ds Max 9,如果有就好办了,否则想办法搞到手吧,在中国做到这点应该不难。至于其他相近版本的IDE和MAX,情况基本类似。
步骤2.在3ds Max9 SDK\maxsdk\howto\3dsmaxPluginWizard中有个readme.txt,它会向你介绍如何配置3ds Max9 plugin的向导。
步骤3.启动vs2005,新建Visual C++项目,如果在右侧的模板组中能够找到”3dsmaxPluginWizard”,并且选择后能够弹出欢迎界面,说面配置已经成功了。

第一个导出程序
这里仅仅是为了让大家更好的了解导出插件是如何工作的,所以什么都不导出,做个测试而已。
1.       在plugin Type中选择File Export。选择下一步,然后给你的导出类起个名字,比如”MyExport”。选择下一步,再输入你的MAXSDK路径,插件存放的路径,3dsmax.exe存放路径。然后Finish。
2.       找到class MyExport的函数const TCHAR *MyExport::Ext(int n)定义。该函数用来显示导出文件的扩展名,改一下,例如return _T(“My3D”)。
3.       再找到const TCHAR *MyExport:: ShortDesc ()的定义,该函数显示插件的描述信息,也改一下,例如return _T(“MyExportPlugin”)
4.       为了了解导出程序的入口,在函数DoExport(const TCHAR *name,ExpInterface *ei,Interface *i, BOOL suppressPrompts, DWORD options)内添加:
    AllocConsole();
    _cprintf( "Export Begin\n" );//记得#include <conio.h>
生成并调试你的插件,系统会执行3dsmax.exe以启动3ds Max,然后选择“文件”->”导出”,希望你能看到”MyExportPlugin (*.My3D)”的选项,然后随便敲个什么名字,“确定”,如果能看到控制台输出”Export Begin”,那么第一个导出程序的实验便成功了。当然,你一定不会对导出文件的描述字符串和扩展名感兴趣,那么请你重点关注DoExport这个函数,特别是ExpInterface *ei这个参数,请在3ds Max SDK中查阅ExpInterface的相关信息,下一章将会使用到它。另外,你应该已经了解到,导出程序是从DoExport这个函数开始的。

Mesh,Material,Light,Camera,让我们找到它们

1.  首先说说上一章提到的ExpInterface,在3ds Max9的SDK中找到它,可以看到,它继承于MaxHeapOperators,并包含IScene *theScene。按照它的描述,thsScene是用来枚举场景中所有node的。看来这个node就是我们要寻找的对象。先不急着看node,先来看看IScene *theScene。

2.  IScene有个重要的函数: int EnumTree ( ITreeEnumProc *proc )。看看这个函数的描述:

Remarks:

Implemented by the System..
This may be called to enumerate every INode in the scene. The callback may flag any of these nodes (using INode::FlagForeground()).

Parameters:

ITreeEnumProc *proc
This callback object is called once for each INode in the scene.

Returns:

Nonzero if the process was aborted by the callback (TREE_ABORT); otherwise 0.

可以看出,这个函数会被系统自动调用。它会枚举场景中的每个结点。对每个结点,它再调用ITreeEnumProc *proc,估计这个proc就是用来解析每个结点的东西。

3.  再看看ITreeEnmuProc的描述:

Description:

This is the callback object used by IScene::EnumTree(). To use it, derive a class from this class, and implement the callback method.

它有个一个成员函数int callback(INode *node)看来我们需要的就是它了,这个函数会让系统传给你你要的node,你来实现这个callback函数。

4.    看来我们要写些代码了(我估计你也早等不及了),让我们写一个继承ITreeEnumProc的类:

class MyTreeEnum : public ITreeEnumProc

{

public:

    MyTreeEnum(void);

    ~MyTreeEnum(void);

public:

    int callback( INode *node );

};

然后实现int callback( INode *node ):

int MyTreeEnum::callback(INode *node)

{

ObjectState os = node->EvalWorldState(10);

if ( os.obj->CanConvertToType( Class_ID(TRIOBJ_CLASS_ID, 0) ) )

    {

        _cprintf( "TRIOBJECT %s\n", node->GetName());

        Mtl *pMtl = node->GetMtl();

        if ( pMtl )

        {

            _cprintf( "MATERIAL %s\n",pMtl->GetName() );

        }

        return TREE_CONTINUE;

    }

    if (os.obj)

    {

        switch(os.obj->SuperClassID())

        {

            case CAMERA_CLASS_ID:

            _cprintf( "CAMERA %s\n", node->GetName());

            break;

            case LIGHT_CLASS_ID:

            _cprintf( "LIGHT %s\n", node->GetName());

            break;

        }

}

    return TREE_CONTINUE;

}

接着,让我们调用这个函数,这只需要修改DoExport()函数

int  MaxExportTest:oExport(const TCHAR *name,ExpInterface *ei,Interface *i,BOOL suppressPrompts, DWORD options)

{

    MyTreeEnum tempProc;

ei->theScene->EnumTree( &tempProc );

    return TRUE;

}

最后,编译它,开始调试,找一个有物体,材质,灯光,摄像机的场景进行导出,如果你能在控制台输出窗口看到每个结点的名字,说明你的代码成功了。

5.    让我们再来看这些代码,首先来关注INode,根据3ds max sdk的说明,INode是场景中每个结点的接口,它可以代表不同类型的物体,如几何体,灯光,摄像机。要访问这些物体,你就得调用INode::EvalWorldState,它会返回一个ObjectState,这个ObjectState又包含一个Object *obj,越说越复杂了,这两个类型都很重要,但我们现在只需要这个obj来帮助我们判断当前传入的node是属于什么类型。这就需要两个函数,canConvertToType()和SuperClassID(),它们是obj的成员函数。在这之前,先看看Super Class ID和Class ID,这是Super Class ID的一段摘要:

GEOMOBJECT_CLASS_ID - Used by geometric objects.

CAMERA_CLASS_ID - Used by plug-in cameras.

LIGHT_CLASS_ID - Used by plug-in lights.

SHAPE_CLASS_ID - Used by spline shapes.

HELPER_CLASS_ID - Used by helper objects.

SYSTEM_CLASS_ID - Used by system plug-ins.

OSM_CLASS_ID - Used by Object Space Modifiers.

WSM_CLASS_ID - Used by Space Warp Modifiers (World Space Modifiers).

这是Class ID的一段摘要:

Subclasses of GEOMOBJECT_CLASS_ID

Built into core

TRIOBJ_CLASS_ID - TriObject

PATCHOBJ_CLASS_ID - PatchObject

Subclasses of LIGHT_CLASS_ID:

OMNI_LIGHT_CLASS_ID - Omni Light

SPOT_LIGHT_CLASS_ID - Spot Light

DIR_LIGHT_CLASS_ID - Directional Light

FSPOT_LIGHT_CLASS_ID - Free Spot Light

TDIR_LIGHT_CLASS_ID - Target Directional Light

由此可见,Class ID 应该是Super Class ID的一个子集,比如要判断是否是灯光,只要看它的Super Class ID是否是LIGHT_CLASS_ID,函数SuperClassID()可以达到这个目的。而要看它具体是哪种灯光,就需要canConvertToType函数了。不过让我不解的是,摄像机和灯光的目标节点也被归为GEOMOBJECT_CLASS_ID了,我不知道3ds Max为什么要这样设计,所以我只好用canConverToType来判断这个物体是否为三角网物体。

6.    好了,我们大概找到了我们需要的东西,下一章,我会示范如何从这些较大的范围中得到我所感兴趣的具体的信息,如灯光的位置和方向,以及最重要的Mesh的顶点信息等。


Mesh,Material,Light,Camera,让我们解析他们
1.         首先说说mesh和material吧,这两者结合相当密切。上一章说到如何获得TriObject,通过它可以获得一个mesh:
Mesh* pMesh = &tri->GetMesh();
在SDK里查看mesh的描述,发现它可以导出很多信息,而我们一般希望从mesh中获得顶点坐标,法线向量,纹理坐标,顶点颜色等信息,以及顶点的索引值。对于只贴了一个纹理的mesh,我们可以简单的获得这些信息。
Mesh* pMesh = &tri->GetMesh();
int VerticesNum = pMesh->getNumVerts()
for ( int i=0; i<VerticesNum; i++ )
{
    Point3 Coord, Normal, TCoord, VColor;
    if( pMesh->getNumVerts()>0 ) //导出顶点坐标
    {
        Coord = pMesh->getVert( i );
    }
    if ( pMesh->faces )          //导出法线向量
    {
        Normal = pMesh->getNormal( j );
    }
    if ( pMesh->getNumTVerts()>0 )//导出纹理坐标
    {
        TCoord = pMesh->tVerts[j] ;
    }
if ( pMesh-> vertCol ) //导出顶点颜色
{
    VColor = pMesh->vertCol;
}
}
然后是这个mesh使用的纹理,这里仅列举漫反射贴图:
Mtl *pMtl = pNode->GetNode
if ( pMtl!=NULL )
{              
    Texmap *pTexMap = pMtl->GetSubTexmap(ID_DI); //获取漫反射材质的贴图
    BitmapTex *pBMPTex = (BitmapTex *) pTexMap;
    if ( pBMPTex )
    {
        char *MapName = pBMPTex->GetMapName();    //获取漫反射贴图的路径
    }
}
而对于贴了多个纹理的情况,就要复杂的多,例如一个立方体,每个面都贴了一个纹理,那么就需要知道这个mesh面的数量,材质的数量,面和材质的对应关系,面和顶点的对应关系,等等。我设计了一种解析方法,经过一些模型的测试,结果正确,拿出来供大家参考参考。
先说说具体思想,假设一个立方体每个面都贴了一张纹理,那么可以把这个mesh看作划分了6个子mesh,一个子mesh就是一个面。首先,遍历原来mesh的所有面,计算非重复的材质ID。从而得知这个mesh的子mesh个数。然后再次遍历原来mesh所有的面,将所有具有相同材质ID的面的顶点集合到一个子mesh,这些顶点只存储该顶点在原mesh中的索引。当然,需要重新计算这些顶点在子mesh里的索引值。因此再遍历原mesh的所有面。
struct FaceVertex
{
    int m_Index;     //表示该顶点在原mesh里的索引值
    int m_FaceIndex; //表示该顶点所属的面在原mesh里的索引值
    int m_TriIndex;  //表示该顶点在所属三角形里的索引值,值为0,1,2
    bool operator == (const FaceVertex &refVertex)
    {
        if ( m_Index == refVertex.m_Index )
        {
            return true;
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }
};
class MaxDivideMesh
{
public:
    vector<FaceVertex> m_VertexArray;
    vector<int> m_IndexArray;
};
void MyTreeEnum::CreateMutilMesh(  INode *pNode, Mesh *pMesh, Mtl *pMtl )
{
    vector <int> MeshMtls; //该Mesh用到的子材质的数量,用来计算子Mesh的划分
                           //每个元素表示一个材质ID。
    for( int i=0; i<pMesh->getNumFaces(); i++ )
    {
        /*计算子Mesh数量,通过计算所有面使用的非重复材质数量而得*/
        int MatID = pMesh->getFaceMtlIndex(i);
vector<int>::iterator MatIndex = find( MeshMtls.begin(), MeshMtls.end(),MatID );
        if ( MatIndex == MeshMtls.end() )
        {
MeshMtls.push_back(MatID );//该材质未在MeshMtls里出现过,说明是个
//新材质
        }
    }
    //DivideMeshArray,计算Mesh划分的拓扑信息
    vector<MaxDivideMesh> DivideMeshArray;
    DivideMeshArray.resize( MeshMtls.size() );//指定划分数量
    //
    //此处有内存的分配
//GMeshD3D是我自己设计的一个类型,用来表示一个子Mesh
    //GTextureD3D用来表示Texture
    GMeshD3D *pMeshArray = new GMeshD3D[MeshMtls.size()];
    GTextureD3D *pTextureArray = new GTextureD3D[MeshMtls.size()];
    GObjectMAXD3D tempObj; //GObjectMAXD3D表示一个模型,有n个mesh和texture组成
    tempObj.SetMeshNum( MeshMtls.size() );
    tempObj.SetTextureNum( MeshMtls.size() );
   
    for ( int i=0; i<MeshMtls.size(); i++ )
    {
        if ( pMtl!=NULL )
        {              
            Mtl *pSubMtl = pMtl->GetSubMtl( MeshMtls );
            Texmap *pTexMap = pSubMtl->GetSubTexmap(ID_DI); //获取漫反射材质的贴//图
            BitmapTex *pBMPTex = (BitmapTex *) pTexMap;
            if ( pBMPTex )
            {
                char *MapName = pBMPTex->GetMapName();    //获取漫反射贴图名称
                if ( MapName!=NULL )
                {
                    pTextureArray.SetMapName(MapName);
                }
            }
            pMeshArray.m_MatID = i;
            tempObj.SetTexture( &pTextureArray, i );   
        }
    }
    /*这里开始对原有mesh进行重新划分*/
    for( int i=0; i<pMesh->getNumFaces(); i++ )
    {
        int MatID = pMesh->getFaceMtlIndex(i); //计算该面的材质ID
vector<int>::iterator MatIndex = find( MeshMtls.begin(), MeshMtls.end(),MatID );
        int MeshID = MatIndex - MeshMtls.begin(); //计算该MatID在TextureArray的纹理索引,使MeshID从0开始编号
        for ( int j=0; j<3; j++)
        {
            int Index = pMesh->faces.v[j];//Index表示在全局顶点数组里的索引
            FaceVertex tempVertex;
            tempVertex.m_Index = Index;
vector<FaceVertex>::iterator VertexIter = find(DivideMeshArray[MeshID].m_VertexArray.begin(),
              DivideMeshArray[MeshID].m_VertexArray.end(), tempVertex );
            if ( VertexIter == DivideMeshArray[MeshID].m_VertexArray.end() )
//在DivideMeshArray里寻找顶点索引值相同的顶点,如果没找到该顶点,表示//要添加该顶点
            {
int VertexIndex = VertexIter -DivideMeshArray[MeshID].m_VertexArray.begin();
                FaceVertex tempFVertex;
                tempFVertex.m_Index = Index;
                tempFVertex.m_FaceIndex = i;
                tempFVertex.m_TriIndex = j;
                DivideMeshArray[MeshID].m_VertexArray.push_back( tempFVertex );
            }
        }
    }
/*计算顶点在每个子mesh中的索引*/
    for( int i=0; i<pMesh->getNumFaces(); i++ )
    {
        int MatID = pMesh->getFaceMtlIndex(i);
vector<int>::iterator MatIndex = find( MeshMtls.begin(), MeshMtls.end(),MatID );
        int MeshID = MatIndex - MeshMtls.begin(); //计算该MatID的纹理索引
        for ( int j=0; j<3; j++)
        {
            int Index = pMesh->faces.v[j];
            FaceVertex tempVertex;
            tempVertex.m_Index = Index;
//若在子mesh里能找到该点,则计算该点在子mesh的索引
vector<FaceVertex>::iterator VertexIter = find(DivideMeshArray[MeshID].m_VertexArray.begin(),DivideMeshArray[MeshID].m_VertexArray.end(), tempVertex );
            if ( VertexIter != DivideMeshArray[MeshID].m_VertexArray.end() )
            {
int VertexIndex = VertexIter -DivideMeshArray[MeshID].m_VertexArray.begin();//VertexIndex表//示该顶点在子Mesh的索引
                DivideMeshArray[MeshID].m_IndexArray.push_back( VertexIndex );
            }
        }
    }
/*余下部分开始到处顶点信息*/
    for ( int i=0; i<MeshMtls.size(); i++ )
    {
        pMeshArray.SetFVF( GFVF );
        pMeshArray.SetVerticeNum( DivideMeshArray.m_VertexArray.size() );
        int VerticesNum;
        pMeshArray.GetVerticeNum( VerticesNum );
        for ( int j=0; j<VerticesNum; j++ )
        {
            GVertex tempVertex;
            Point3 Coord,Normal,TCoord;
            if( pMesh->getNumVerts()>0 ) //导出顶点坐标
            {
                int index = DivideMeshArray.m_VertexArray[j].m_Index;
                Coord = pMesh->getVert(
DivideMeshArray.m_VertexArray[j].m_Index );
                tempVertex.PosCoord = D3DXVECTOR3( Coord.x, Coord.y, -Coord.z );
            }
            if ( pMesh->faces )          //导出法线向量
            {
                Normal = pMesh->getNormal(DivideMeshArray.m_VertexArray[j].m_Index );
                tempVertex.NormalVector = D3DXVECTOR3( Normal.x, Normal.y, Normal.z);
            }
            if ( pMesh->getNumTVerts()>0 )//导出纹理坐标
            {
                FaceVertex tempFVertex = DivideMeshArray.m_VertexArray[j];
                TCoord = pMesh->tVerts[pMesh->tvFace[tempFVertex.m_FaceIndex].getTVert(tempFVertex.m_TriIndex)] ;
                int TCoordIndex = pMesh->tvFace[tempFVertex.m_FaceIndex].getTVert(tempFVertex.m_TriIndex);
                _cprintf( "TextureCoord Index%d\n", TCoordIndex );
                tempVertex.TexCoord = D3DXVECTOR2( TCoord.x, TCoord.y );
            }
            DWORD VColor = 0xffffffff;
            tempVertex.Color = VColor;
            pMeshArray.SetVertex( tempVertex, j );
        }
        pMeshArray.SetFaceNum( DivideMeshArray.m_IndexArray.size()/3 );
        WORD FaceNum;
        pMeshArray.GetFaceNum( FaceNum );
        for ( int j=0; j<FaceNum; j++ )
        {
            pMeshArray.SetIndex( DivideMeshArray.m_IndexArray[j*3], j*3 );
            pMeshArray.SetIndex( DivideMeshArray.m_IndexArray[j*3+2], j*3+1 );
            pMeshArray.SetIndex( DivideMeshArray.m_IndexArray[j*3+1], j*3+2 );
        }
    }
    tempObj.WritetoFile();
    delete []pMeshArray;
    delete []pTextureArray;
}
2.       导出摄像机,我们一般关注摄像机的位置,方向,FOV角,近远平面之类的信息。还好3ds Max SDK 里提供CameraObject,CameraState,Camera,GenCamera等对象来访问这些信息。不过摄像机的位置和方向等信息需要通过节点函数来访问。比较简单,直接见代码。
void MyTreeEnum::CreateCamera( INode *pNode )
{
    ObjectState os = pNode->EvalWorldState( 10 );
    CameraObject* CameraObj = (CameraObject*)os.obj;
    struct CameraState cs;
    Interval valid = FOREVER;
    CameraObj->EvalCameraState( 10, valid, &cs );
    Matrix3 SourceMat = pNode->GetNodeTM( 10 );//获取摄像机源点的变换矩阵
    Matrix3 destMatrix;
    pNode->GetTargetTM( 0, destMatrix ); //获取摄像机目标点的变换矩阵
    cs.fov;      //获取FOV角
    cs.hither;   //获取摄像机近平面
    cs.yon;      //获取摄像机远平面
}
3.       导出灯光,与摄像机差不多,也是位置和方向需要结点函数来获得,而其余信息通过访问Light,LightState,GenLight,LightObject获得。
void MyTreeEnum::CreateLight( INode *pNode )
{
    ObjectState os = pNode->EvalWorldState(10);
    GenLight* light = (GenLight*)os.obj;
    struct LightState ls;
    Interval valid = FOREVER;
    light->EvalLightState( 10, valid, &ls );
    Matrix3 SourceMat = pNode->GetNodeTM( 10 );
    Matrix3 TargetMat;
    pNode->GetTargetTM( 10, TargetMat );
    float Theta, Phi;
    Theta = ls.hotsize;
    Phi = ls.fallsize;
    switch(ls.type) //导出灯光类型
{
        case OMNI_LIGHT:  _cprintf( "%s\n", "ID_LIGHT_TYPE_OMNI" ); break;
        case TSPOT_LIGHT: _cprintf( "%s\n", "ID_LIGHT_TYPE_TARG" ); break;
        case DIR_LIGHT:   _cprintf( "%s\n", "ID_LIGHT_TYPE_DIR" );  break;
        case FSPOT_LIGHT: _cprintf( "%s\n", "ID_LIGHT_TYPE_FREE" ); break;
    }
}
呼。。。。。终于写完了,感觉还是很多东西没说清楚。希望大家多学学3ds Max SDK,给我多提出意见,呵呵。

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