如何在 Godot 中制作 PLY 解析器：三角扇

Question

我一直在创建一个用于在 Godot 中为 3D 模型着色的工具，但我需要能够将 PLY 格式转换为 Godot 中的 SurfaceTool。 PLY 格式有一个标题，它解释什么是结构，然后给出数据。这是一个立方体的例子：

ply
format ascii 1.0
comment made by Greg Turk
comment this file is a cube
element vertex 8
property float x
property float y
property float z
element face 6
property list uchar int vertex_index
end_header
0 0 0
0 0 1
0 1 1
0 1 0
1 0 0
1 0 1
1 1 1
1 1 0
4 0 1 2 3
4 7 6 5 4
4 0 4 5 1
4 1 5 6 2
4 2 6 7 3
4 3 7 4 0

我在标题中放入了不同的数组顶点和面信息。我创建了这样的网格：

var meshBuilder = SurfaceTool.new()
meshBuilder.begin(Mesh.PRIMITIVE_TRIANGLE_FAN)

我已经添加了这样的顶点：

for i in range(vertex_count):
                    meshBuilder.add_normal(Vector3.UP)
                    meshBuilder.add_vertex(Vector3(float(data[0]),
                                        float(data[1]),
                                        float(data[2])))
                    line = loadedFile.get_line()
                    if line == "":
                        break
                    data = line.split(" ")

但我不知道如何添加面孔。它是一个三角扇，其中第一个面 4 0 1 2 3 是 4 个顶点，由三角形 0,1,2 和 0,2,3 而不是 0,1,2 和 1,2,3 组成。这是使用顶点的顺序。

也许我应该按照面部所说的确切顺序添加顶点，但我不知道如何使用 add_uv，因为我被告知要使用它。

Answer 1

首先，不要将顶点直接添加到SurfaceTool。您要将顶点存储在一个数组中，然后根据您从文件中读取的面添加它们。

其次，在 PLY 格式中，每个面都是一个三角形扇形。 整体不是三角扇。 此外，SurfaceTool 不会让你一次创建多个三角扇（第二次调用 begin 内部调用 clear）。因此，我们需要在创建三角扇时提交它们。

顺便说一下，您的示例中没有 UV（纹理坐标）。

---

让我们首先将顶点存储到一个数组中（假设您刚刚阅读了“end_header”）：

var vertex_array:Array = []
for vertex_index in vertex_count:
    line = loadedFile.get_line()
    data = line.split(" ")
    var vertex := Vector3(float(data[0]), float(data[1]), float(data[2]))
    vertex_array.append(vertex)

然后我们需要读取人脸：

var mesh := ArrayMesh.new()
var mesh_builder := SurfaceTool.new()

for face_index in faces_count:
    line = loadedFile.get_line()
    data = line.split(" ")

    mesh_builder.begin(Mesh.PRIMITIVE_TRIANGLE_FAN)

    for face_vertex_index in range(1, data.size()):
        mesh_builder.add_vertex(vertex_array[int(data[face_vertex_index])])

    mesh_builder.commit(mesh)

请注意，我确实放弃了处理面中的顶点数 (data[0])。相反，我使用range(1, data.size()) 跳过它（如果我们包含它，范围将从0 而不是1 开始）。 data 中的其他值是我们存储顶点的数组的索引。

所以4 0 1 2 3 意味着我需要从位于0、1、2 和3 位置的数组中取出顶点（正如我所说，我确实放弃了处理@987654337 @)。

---

设置法线需要额外的工作。我们需要分别处理每个三角形（不是每个三角形扇形），并计算法线。

法线是垂直于三角形的向量，我们可以通过对顶点的差异进行叉积来计算。这意味着我们需要构成每个三角形的一组顶点来计算它们的法线。

如果我们要分别处理每个三角形，我们不妨使用PRIMITIVE_TRIANGLES 并使用generate_normals（仅当我们使用PRIMITIVE_TRIANGLES 时才有效）：

var mesh := ArrayMesh.new()
var mesh_builder := SurfaceTool.new()

for face_index in faces_count:
    line = loadedFile.get_line()
    data = line.split(" ")

    mesh_builder.begin(Mesh.PRIMITIVE_TRIANGLES)

    for triangle_index in range(2, data.size() - 1):
        mesh_builder.add_vertex(vertex_array[int(data[1])])
        mesh_builder.add_vertex(vertex_array[int(data[triangle_index])])
        mesh_builder.add_vertex(vertex_array[int(data[triangle_index + 1])])

    surface_tool.generate_normals()
    mesh_builder.commit(mesh)

请记住，它们存储为三角形扇形。它们都共享第一个顶点 (data[1])。因此，在4 0 1 2 3 中，三角形共享存储在数组中位置0 的顶点。

我们可以遍历data 来获得第二个顶点。这意味着这一次我们需要跳过两个元素（4 和 0），因此 2 在range(2, data.size() - 1) 中。

最后，第三个顶点总是第二个之后的下一个。这也意味着我们不能迭代到最后，因此 range(2, data.size() - 1) 中的 - 1。

---

之后，您可以将mesh 设置为MeshIntance。