在 DirectX9/C++ 中为 OBJMesh 加载纹理坐标

Question

我正在尝试让纹理在我的 OBJMesh 加载器上工作。到目前为止，我已经看过一些关于如何做到这一点的在线教程，最明显的例子是我理解的立方体/盒子的例子。但是我遇到了一个顶点可能使用/具有多个纹理坐标的问题。

例如：

f 711/1/1 712/2/2 709/3/3
f 711/9/1 704/10/9 712/11/2

如您所见，索引顶点编号 711 使用纹理坐标编号 1 和 9，索引顶点编号 712 使用纹理坐标编号 2 和 11。所以我的问题是如何让它与多个纹理坐标一起使用？是否有某种缓冲区可以使用，例如顶点缓冲区和索引缓冲区？

我为此使用索引，并且我有以下顶点声明：

D3DVERTEXELEMENT9 vertexElement[] = {   {0, 0, D3DDECLTYPE_FLOAT3, D3DDECLMETHOD_DEFAULT, D3DDECLUSAGE_POSITION, 0},
                                        {0, 12, D3DDECLTYPE_FLOAT2, D3DDECLMETHOD_DEFAULT, D3DDECLUSAGE_TEXCOORD, 0},
                                        D3DDECL_END()};

device->CreateVertexDeclaration(vertexElement, &vertexDec);

这是我的顶点结构：

struct VERTEX{
    D3DXVECTOR3 position;
    D3DXVECTOR2 uv;

    D3DCOLOR color;
};

不太确定这里要显示什么其他代码，但如果我遗漏了一些东西或者你们需要看到一些可以帮助我的东西，请告诉我。

谢谢

编辑：如果我使用 FVF 而不是顶点声明会更好吗？

Answer 1

使用 DX9，您需要使用拆分法线和纹理坐标取消实例化位置。

这里有一个示例代码：

#include <array>
#include <vector>
#include <utility>
#include <tuple>
#include <map>

struct Vec3f { /* put your beloved implementation here */ };
struct Vec2f { /* put your beloved implementation here */ };

// imagine your obj loaded as these set of vectors : 

// the vertices separate values
using Positions = std::vector<Vec3f>;
using Normals = std::vector<Vec3f>;
using Texcoords = std::vector<Vec2f>;

// and faces information
struct VertexTriplet {
    int _pos;
    int _normal;
    int _texcoord;
    friend bool operator< ( VertexTriplet const & a, VertexTriplet const & b ) {
        return    a._pos < b._pos 
               || ( a._pos == b._pos && a._normal < b._normal )
               || ( a._pos == b._pos && a._normal == b._normal && a._texcoord < b._texcoord );
    }
};

using Triangle = std::array<VertexTriplet,3>;
using Faces = std::vector<Triangle>;

// imagine your GPU friendly geometry as these two vectors
using Vertex = std::tuple<Vec3f,Vec3f,Vec2f>;
using Index = unsigned int;

using VertexBuffer = std::vector<Vertex>;
using IndexBuffer = std::vector<Index>;

using GpuObject = std::pair<VertexBuffer,IndexBuffer>;
// you can now implement the conversion :
GpuObject Convert( Positions const & positions, Normals const & normals, Texcoords const & texcoords, Faces const & faces ) {
    GpuObject result;

    // first, we create unique index for each existing triplet
    auto & indexBuffer = result.second;
    indexBuffer.reserve( faces.size() * 3 );

    std::map<VertexTriplet, Index> remap;
    Index freeIndex = 0;
    for ( auto & triangle : faces ) {
        for ( auto & vertex : triangle ) {
            auto it = remap.find( vertex );
            if ( it != remap.end() ) { // index already exists
                indexBuffer.push_back( it->second );
            } else { // create new index
                indexBuffer.push_back( freeIndex );
                remap[vertex] = freeIndex++;
            }
        }
    }

    // we now have the index buffer, we can fill the vertex buffer
    // we start by reversing the mapping from triplet to index
    // so wee can fill the memory with monotonic increasing address
    std::map< Index, VertexTriplet > reverseRemap;
    for ( auto & pair : remap ) {
        reverseRemap[pair.second] = pair.first;
    }

    auto & vertexBuffer = result.first;
    vertexBuffer.reserve( reverseRemap.size() );
    for ( auto & pair : reverseRemap ) {
        auto & triplet = pair.second;
        vertexBuffer.push_back( std::make_tuple( positions[triplet.m_pos], normals[triplet.m_normal], texcoords[triplet.m_texcoord] ) );
    }
    return result;
}
int main() {
    // read your obj file into these four vectors
    Positions positions;
    Normals normals;
    Texcoords texcoords;
    Faces faces;

    /* read the obj here */

    // then convert
    auto gpuObject = Convert( positions, normals, texcoords, faces );

    return 0;
}

当然，我们可以想象索引和顶点缓冲区的后处理以优化性能。将数据打包成比浮点和无符号更​​小的类型，优化 gpu 后变换缓存，...

在 DX10/11 中，我们可以想象使用 Faces 向量作为顶点缓冲区，为输入布局提供三个索引（顶点声明新名称），并将位置、法线和 texcoords 作为缓冲区类型的三个着色器资源视图传递给顶点着色器并直接执行查找。与老式的顶点交错相比，它不应该那么次优，但您应该坚持使用老式的解决方案。