ともさんのHP >プロブラミング >自作JavaLibrary >Obj形式の3Dデータ

Obj形式の3DデータをJavaFXで読み込むClass

3Dモデルに使うObj型式のファイルをJavaで読み込むClassの紹介です。
3Dモデルを保存するファイルはいくつか形式がありますがObj形式がその一つです。

Obj形式のフォーマット

こちら のホームページを参考にしました
このサイトでは頂点座標もグループ化されるように書かれていますが、どうもグループ化されるのは面データだけのようです。
全ての行がキーワード+スペース+データという形式になっています
キーワードは...
「#」コメント
「mtllib」マテリアルファイル名
「g」グループ名
「usemtl」グループデータが使用するマテリアル名
「v」1つの頂点の頂点座標値x,y,z
「vt」1つの頂点のテクスチャ座標値x,y,z
「vn」1つの頂点の頂点法線ベクトルx,y,z
「f」1つの多角形面データ
   面を構成する頂点の番号が頂点の数だけ並ぶ。
   数値/数値/数値の場合は、頂点座標値番号/テクスチャ座標値番号/頂点法線ベクトル番号の順で入る。
テクスチャと頂点法線ベクトルは省略可能

読み込むデータ

今回作ったクラスでは頂点と面情報だけを使うことにしましたマテリアルファイル名マテリアル名テクスチャ座標法線ベクトルの情報は読まないようにしています。
また多角形面の数は三角としています。四角形のデータが入っていると取り込んだ情報がおかしくなってしまいます。なので、全ての面が三角形で構成されているオブジェクトファイルを読み込むことが前提です。

Javaで使用するクラス

Java 楽天 FXでは3Dを表示することができます。メッシュビュークラスに読み込んだ三角形データを取り込みます。メッシュビュークラスにはトライアングルメッシュというここの三角形を格納するクラスがあります。
メソッドの出力としては、メッシュビュー配列を出します。

オブジェクトファイルの例

ごく簡単な3Dモデルの例です。頂点を四つ定義してグループの異なる二つの三角形面を定義しています。これを表示させると図のようになります。
Objファイル


# test obj

v 0 0 0
v 1 0 0
v 0 1 0
v 1 1 1

g obj1
f 1 2 3

gobj2
f 2 3 4


obj形式のファイルを読み込むclass

下のclassはobj形式のファイルを読み込んで、JavaFX楽天 のMeshView配列を返します。
このMeshViewJavaFXStageで表示させると、こんな感じになります。
MeshViewJavaFXStage

port java.util.Vector;

import javafx.scene.shape.MeshView;
import javafx.scene.shape.TriangleMesh;
import tomojavalib.mesh.CPoint;
import tomojavalib.mesh.CTriangle;
import tomojavalib.mesh.ThreeDimension;
import tomojavalib.util.GetMojiretu;

/**Obj形式の3Dデータを読みこむ
下記の書式のデータを読み込む
v は頂点座標
f はポリゴンを構成する頂点
テクスチャ、法線情報はあっても読まない。

# test obj

v 0 0 0
v 1 0 0
v 0 1 0
v 1 1 1

g obj1
f 1 2 3

gobj2
f 2 3 4


 * */
public class ObjReader {
//読み込む点と三角形一時保管
//private ThreeDimension[] d =null;
private CPoint[] cpoint =null;
//private Triangle3D[][] t =null;
private CTriangle[][] ct =null;
private String[] groupname = null;
private TriangleMesh[] tmesh = null;

/**コンストラクタ*/
public ObjReader() {}

public MeshView[] loadObj( String filename ) {
 MeshView[] mv =null;
//trianglemeshの作成
TriangleMesh[] tm = loadObjt( filename );
//MeshViewの作成
mv = this.cleateMeshView( tm );
return mv;
}

/**CPoint配列を返す*/
public CPoint[] getCpoint() { return cpoint; }
/**CTriangle配列を返す*/
public  CTriangle[][] getCTriangle(){ return ct; }
/**TriangleMesh配列を返す*/
public  TriangleMesh[] getTriangleMesh(){ return this.tmesh; }

private TriangleMesh[] loadObjt( String filename ) {
//triangle3dの作成
CTriangle[][] ctd = cleateTriangle3D( filename );
//trianglemeshの作成
TriangleMesh[] tm = cleateTriangleMesh( ctd );
return tm;
}


public MeshView[] cleateMeshView( TriangleMesh[] tm ) {
MeshView[] mv =new MeshView[ tm.length ];
  for(int i=0;i<tm.length;i++){
  //System.out.println(i+trianglemesh[0].getNormalElementSize());
   mv[i] = new MeshView( tm[i] );
   mv[i].setId( this.groupname[i] );
  }
return mv;
}


/**FX用のTriangleMeshを作成*/
private TriangleMesh[] cleateTriangleMesh( CTriangle[][] ctd  )
 {

// メッシュ
 tmesh  = new TriangleMesh[ ctd.length ];
 for(int iii=0;iii<tmesh.length;iii++) {
  tmesh[iii]  = new TriangleMesh();
  // 点を作成
  float[] points = new float[ ctd[iii].length * 9 ];
  int pi=0;
  for(int i=0;i<ctd[iii].length;i++){
   for(int ii=0;ii<3;ii++){
    points[pi] =(float)ctd[iii][i].p[ii].d.x;  pi++;
    points[pi] =(float)ctd[iii][i].p[ii].d.y;  pi++;
    points[pi] =(float)ctd[iii][i].p[ii].d.z;  pi++;
 }}


//coords作成
float[] texCoords = new float[  ctd[iii].length * 6  ];
int ti=0;
for(int i=0;i<ctd[iii].length;i++){
 for(int ii=0;ii<3;ii++){
  texCoords[ti] =(float)(ctd[iii][i].p[ii].d.x );//* scale)/tx + offx;
  //System.out.print( texCoords[ti] +" ");
  ti++;
  texCoords[ti] =(float)(ctd[iii][i].p[ii].d.y );//* scale)/ty + offy;
  //System.out.print( texCoords[ti] +" ");
  ti++;
 }
 //System.out.println( " ");
}

//face作成
 int[] faces = new int[ (int)(points.length/3.*2) ];
 int fi=0;
  for(int i=0;i<faces.length/2.;i++){
  faces[fi] = i; fi++;
  faces[fi] = i; fi++;
 }
tmesh[iii].getPoints().addAll( points );
tmesh[iii].getTexCoords().addAll( texCoords );
tmesh[iii].getFaces().addAll( faces );
 }

return tmesh;
}



/**ファイルを読み込んで3角形配列を返す*/
public CTriangle[][] cleateTriangle3D( String filename ) {

//ファイルを開けて必要な情報を読み込む
tomojavalib.util.TextFile tf = new tomojavalib.util.TextFile();
String s = "";
Vector <String> v = new Vector();
Vector <String> f = new Vector();
Vector <String> g = new Vector();
Vector <Vector<String>> ff = new Vector();
//ファイルを開ける
try{  tf.inOpen( filename );}catch(Exception e){};
do {
//1行読み込む
try {  s = tf.read();}catch(Exception e){};

 //グループがあればグループデータを格納する
if( s.indexOf( "g " )==0 ) {
  g.add( s );
  //System.out.println( s );
   if(f.size()!=0) {
  //System.out.println( s );
   ff.add( f );
  }
   f = new Vector<String>() ;
 }

 //System.out.println( s );
 if( s.indexOf("v ")==0 ) { if(v!=null) {v.add( s ); }}
 if( s.indexOf("f ")==0 ) { if(f!=null) {f.add( s ); }}

}while( s.equals("null")==false );
//ファイルを閉じる
try {  tf.inClose();}catch(Exception e){};
//面データの格納
if(f.size()!=0) {    ff.add( f );   }

//System.out.println( "v.size() " + v.size() + " ff.size() " + ff.size());

/*
//3D座標配列の作成
d = new ThreeDimension[v.size()];
   for(int i=0;i<d.length;i++) {
    d[i] = makeThreeDimension( v.get(i) );
    //System.out.println( d[i].x +" "+ d[i].y +" "+d[i].z );
 }*/

//3D座標配列の作成
cpoint = new CPoint[v.size()];
   for(int i=0;i<cpoint.length;i++) {
    cpoint[i] = makeCPoint( v.get(i) ,i );
    //System.out.println( d[i].x +" "+ d[i].y +" "+d[i].z );
 }

/*
//三角形の作成
t = new Triangle3D[ff.size()][];
 for(int ii=0;ii<t.length;ii++) {
  f= ff.get(ii);
  t[ii] = new Triangle3D[f.size()];
for(int i=0;i<t[ii].length;i++) {
 t[ii][i] = makeTriangle3D( f.get(i),ii );
}}
*/

//三角形の作成
ct = new CTriangle[ff.size()][];
 for(int ii=0;ii<ct.length;ii++) {
  f= ff.get(ii);
  ct[ii] = new CTriangle[f.size()];
for(int i=0;i<ct[ii].length;i++) {
 ct[ii][i] = makeCTriangle( f.get(i),ii );
}}




//グループ名の作成
groupname = new String[ g.size() ];
for(int i=0;i<groupname.length;i++) {
 groupname[i] = g.get(i).replace("g ", "");
}


return ct ;
}


/**Objファイル内の1行
 * v -50.839 -273.650 15499.990
v -51.369 -302.180 15499.980
v 2684.090 -910.029 6325.000
v -3139.690 -1191.360 6349.990
 * をThreeDimensionに入れて返す
 * */
private ThreeDimension makeThreeDimension( String s ){
 ThreeDimension d =null;
 GetMojiretu gm = new GetMojiretu();
 String[] tmps = gm.getHairetuFromMojiretu( " " , s ) ;
 d = new ThreeDimension(
    Double.parseDouble( tmps[1] )
  , Double.parseDouble( tmps[2] )
  , Double.parseDouble( tmps[3] )
 );
 return d;
}


/**Objファイル内の1行
 * v -50.839 -273.650 15499.990
v -51.369 -302.180 15499.980
v 2684.090 -910.029 6325.000
v -3139.690 -1191.360 6349.990
 * をCPointに入れて返す
 * */
private CPoint makeCPoint( String s , int i){
 CPoint c =null;
 ThreeDimension d = this.makeThreeDimension( s );
 c = new CPoint( d , i );
 return c;
}





/**Objファイル内の1行
f 42211 42210 42121
f 42211 42121 42212...
 * をTriangle3Dに入れて返す
 * *
private Triangle3D makeTriangle3D( String s ,int ii){
 Triangle3D t =null;
 GetMojiretu gm = new GetMojiretu();
 //区切り文字がスペース2つの場合の対処
 s=s.replace("  ", " ");
  String[] tmps = gm.getHairetuFromMojiretu( " " , s ) ;
  if( tmps[1].indexOf("/")>-1 ) { tmps[1] = tmps[1].substring(0,tmps[1].indexOf("/")); }
  if( tmps[2].indexOf("/")>-1 ) { tmps[2] = tmps[2].substring(0,tmps[2].indexOf("/")); }
  if( tmps[3].indexOf("/")>-1 ) { tmps[3] = tmps[3].substring(0,tmps[3].indexOf("/")); }
 t = new Triangle3D(
    d[ Integer.parseInt( tmps[1] )-1 ],
    d[ Integer.parseInt( tmps[2] )-1 ],
    d[ Integer.parseInt( tmps[3] )-1 ]
 );
 return t;
}
*/

/**Objファイル内の1行
f 42211 42210 42121
f 42211 42121 42212...
 * をCTriangleに入れて返す
 * */
private CTriangle makeCTriangle( String s ,int ii){
 CTriangle ct =null;
 GetMojiretu gm = new GetMojiretu();
 //区切り文字がスペース2つの場合の対処
 s=s.replace("  ", " ");
  String[] tmps = gm.getHairetuFromMojiretu( " " , s ) ;
  if( tmps[1].indexOf("/")>-1 ) { tmps[1] = tmps[1].substring(0,tmps[1].indexOf("/")); }
  if( tmps[2].indexOf("/")>-1 ) { tmps[2] = tmps[2].substring(0,tmps[2].indexOf("/")); }
  if( tmps[3].indexOf("/")>-1 ) { tmps[3] = tmps[3].substring(0,tmps[3].indexOf("/")); }
 ct = new CTriangle(
    cpoint[ Integer.parseInt( tmps[1] )-1 ],
    cpoint[ Integer.parseInt( tmps[2] )-1 ],
    cpoint[ Integer.parseInt( tmps[3] )-1 ],
    ii
 );
 return ct;
}

}

最終更新日: 2019-08-05 15:24:21

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