Open GL中的体素模型上的纹理贴图

分类：编程问答

如何解决Open GL中的体素模型上的纹理贴图

我正在观看有关使用LWJGL在YouTube上使用Open GL的视频系列，到目前为止，我已经设法使用obj格式渲染3d模型并对其进行适当的纹理处理。我想在游戏中使用基于体素的模型，因此我进入了MagicaVoxel软件，导出了具有obj格式的带纹理的示例，但纹理未正确映射。确实，某些颜色似乎已正确映射，但另一些面孔则具有整个纹理。

以下是预期结果的图片：

Expected result

和实际结果：

Actual result

我认为问题在于纹理和opengl对其进行插值的方式，纹理是1 * 256色的行，在obj文件中，仅将所需的颜色放在uv坐标上。

我制作了一个更简单的示例来帮助理解发生了什么：彼此对齐的只是三个立方体，以及具有3种不同颜色的3像素长的纹理，这是obj文件的代码，并且纹理太小可以看到，但实际上只有3个彩色像素。

# normals
vn -1 0 0
vn 1 0 0
vn 0 0 1
vn 0 0 -1
vn 0 -1 0
vn 0 1 0

# texcoords
vt 0.25 0.5
vt 0.5 0.5
vt 0.75 0.5

# verts
v -0.1 0 0
v -0.1 0 -0.1
v -0.1 0.1 0
v -0.1 0.1 -0.1
v 0.2 0 0
v 0.2 0 -0.1
v 0.2 0.1 0
v 0.2 0.1 -0.1
v -0.1 0 0
v -0.1 0.1 0
v 0 0 0
v 0 0.1 0
v 0.1 0 0
v 0.1 0.1 0
v 0.2 0 0
v 0.2 0.1 0
v -0.1 0 -0.1
v -0.1 0.1 -0.1
v 0 0 -0.1
v 0 0.1 -0.1
v 0.1 0 -0.1
v 0.1 0.1 -0.1
v 0.2 0 -0.1
v 0.2 0.1 -0.1
v -0.1 0 0
v 0 0 0
v 0.1 0 0
v 0.2 0 0
v -0.1 0 -0.1
v 0 0 -0.1
v 0.1 0 -0.1
v 0.2 0 -0.1
v -0.1 0.1 0
v 0 0.1 0
v 0.1 0.1 0
v 0.2 0.1 0
v -0.1 0.1 -0.1
v 0 0.1 -0.1
v 0.1 0.1 -0.1
v 0.2 0.1 -0.1

# faces
f 3/2/1 2/2/1 1/2/1
f 4/2/1 2/2/1 3/2/1
f 5/1/2 6/1/2 7/1/2
f 7/1/2 6/1/2 8/1/2
f 11/2/3 10/2/3 9/2/3
f 12/2/3 10/2/3 11/2/3
f 13/3/3 12/3/3 11/3/3
f 14/3/3 12/3/3 13/3/3
f 15/1/3 14/1/3 13/1/3
f 16/1/3 14/1/3 15/1/3
f 17/2/4 18/2/4 19/2/4
f 19/2/4 18/2/4 20/2/4
f 19/3/4 20/3/4 21/3/4
f 21/3/4 20/3/4 22/3/4
f 21/1/4 22/1/4 23/1/4
f 23/1/4 22/1/4 24/1/4
f 29/2/5 26/2/5 25/2/5
f 30/3/5 27/3/5 26/3/5
f 30/2/5 26/2/5 29/2/5
f 31/1/5 28/1/5 27/1/5
f 31/3/5 27/3/5 30/3/5
f 32/1/5 28/1/5 31/1/5
f 33/2/6 34/2/6 37/2/6
f 34/3/6 35/3/6 38/3/6
f 37/2/6 34/2/6 38/2/6
f 35/1/6 36/1/6 39/1/6
f 38/3/6 35/3/6 39/3/6
f 39/1/6 36/1/6 40/1/6

如您所见，每个面的3个顶点拾取的3个UV坐标相同，但是在OpenGL中，这是结果（应该是红色，蓝色和黄色）：

3 Cubes result

这是我的OBJ文件阅读器代码（Java），我调用它来创建vao和要渲染的内容：

public static RawModel loadObjModel(String fileName,Loader loader) {
        FileReader fr = null;
        try {
            fr = new FileReader(new File("res/" + fileName + ".obj"));
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.err.println("Couldn't load file!");
            e.printStackTrace();
        }
        BufferedReader reader = new BufferedReader(fr);
        String line;
        List<Vector3f> vertices = new ArrayList<Vector3f>();
        List<Vector2f> textures = new ArrayList<Vector2f>();
        List<Vector3f> normals = new ArrayList<Vector3f>();
        List<Integer> indices = new ArrayList<Integer>();
        float[] verticesArray = null;
        float[] normalsArray = null;
        float[] textureArray = null;
        int[] indicesArray = null;
        try {

            while (true) {
                line = reader.readLine();
                String[] currentLine = line.split(" ");
                if (line.startsWith("v ")) {
                    Vector3f vertex = new Vector3f(Float.parseFloat(currentLine[1]),Float.parseFloat(currentLine[2]),Float.parseFloat(currentLine[3]));
                    vertices.add(vertex);
                } else if (line.startsWith("vt ")) {
                    Vector2f texture = new Vector2f(Float.parseFloat(currentLine[1]),Float.parseFloat(currentLine[2]));
                    textures.add(texture);
                } else if (line.startsWith("vn ")) {
                    Vector3f normal = new Vector3f(Float.parseFloat(currentLine[1]),Float.parseFloat(currentLine[3]));
                    normals.add(normal);
                } else if (line.startsWith("f ")) {
                    textureArray = new float[vertices.size() * 2];
                    normalsArray = new float[vertices.size() * 3];
                    break;
                }
            }

            while (line != null) {
                if (!line.startsWith("f ")) {
                    line = reader.readLine();
                    continue;
                }
                String[] currentLine = line.split(" ");
                String[] vertex1 = currentLine[1].split("/");
                String[] vertex2 = currentLine[2].split("/");
                String[] vertex3 = currentLine[3].split("/");
                
                processVertex(vertex1,indices,textures,normals,textureArray,normalsArray);
                processVertex(vertex2,normalsArray);
                processVertex(vertex3,normalsArray);
                line = reader.readLine();
            }
            reader.close();

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        verticesArray = new float[vertices.size()*3];
        indicesArray = new int[indices.size()];
        
        int vertexPointer = 0;
        for(Vector3f vertex:vertices){
            verticesArray[vertexPointer++] = vertex.x;
            verticesArray[vertexPointer++] = vertex.y;
            verticesArray[vertexPointer++] = vertex.z;
        }
        
        for(int i=0;i<indices.size();i++){
            indicesArray[i] = indices.get(i);
        }
        return loader.loadToVAO(verticesArray,indicesArray,textureArray);

    }

    private static void processVertex(String[] vertexData,List<Integer> indices,List<Vector2f> textures,List<Vector3f> normals,float[] textureArray,float[] normalsArray) {
        int currentVertexPointer = Integer.parseInt(vertexData[0]) - 1;
        indices.add(currentVertexPointer);
        Vector2f currentTex = textures.get(Integer.parseInt(vertexData[1])-1);
        textureArray[currentVertexPointer*2] = currentTex.x;
        textureArray[currentVertexPointer*2+1] = 1 - currentTex.y;
        Vector3f currentNorm = normals.get(Integer.parseInt(vertexData[2])-1);
        normalsArray[currentVertexPointer*3] = currentNorm.x;
        normalsArray[currentVertexPointer*3+1] = currentNorm.y;
        normalsArray[currentVertexPointer*3+2] = currentNorm.z; 
    }

这是我的片段着色器：

#version 400 core

in vec2 pass_textureCoords;

out vec4 out_colour;

uniform sampler2D textureSampler;

void main(void){

    out_colour = texture(textureSampler,pass_textureCoords);
}

这是我的顶点着色器：

#version 400 core

in vec3 position;
in vec2 textureCoords;

out vec2 pass_textureCoords;

uniform mat4 transformationMatrix;
uniform mat4 projectionMatrix;
uniform mat4 viewMatrix;

void main(void){

    gl_Position = projectionMatrix * viewMatrix * transformationMatrix * vec4(position.xyz,1.0);
    pass_textureCoords = textureCoords;
}

这是我的渲染方法，称为每一帧：

public void render(Entity entity,StaticShader shader) {

        TexturedModel texturedModel = entity.getTexturedModel();
        RawModel model = texturedModel.getRawModel();
        GL30.glBindVertexArray(model.getVaoID());
        
        GL20.glEnableVertexAttribArray(0);
        GL20.glEnableVertexAttribArray(1);
        
        Matrix4f transformationMatrix = Maths.createTransformationMatrix(entity.getPosition(),entity.getRotation(),entity.getScale());
        shader.loadTransformationMatrix(transformationMatrix);
        
        GL13.glActiveTexture(GL13.GL_TEXTURE0);



        GL11.glBindTexture(GL11.GL_TEXTURE_2D,texturedModel.getTexture().getID());
        
        GL11.glDrawElements(GL11.GL_TRIANGLES,model.getVertexCount(),GL11.GL_UNSIGNED_INT,0);
        
        GL20.glDisableVertexAttribArray(0);
        GL20.glDisableVertexAttribArray(1);

        GL30.glBindVertexArray(0);
    }

我不明白我所缺少的内容，它再次适用于具有大纹理的搅拌器模型：

working model

解决方法

您的Wavefront OBJ文件加载器实际上仅在非常特殊的情况下才能工作，即，当任意两个顶点都不共享纹理坐标或法线时，v，vn和vt规范彼此之间为1：1对应。 但是，通常情况并非如此。撇开Wavefront OBJ文件加载器也仅在所有“ f”行排在所有v，vt和vn行之后（也并非总是如此）之后才起作用的事实，那么您仍然还有其他一些问题。 因此，当前的主要问题是您假设'v'和'vt'行之间的比例为1：1，而事实并非如此。通常，您不能简单地将'v'索引（通过'f'行中的第一个'/'分隔值指定）用作OpenGL元素缓冲区索引，因为OpenGL只有一个单个元素索引才能索引到位置，纹理和法线阵列统一，而Wavefront OBJ文件格式具有三个不同的索引，每个索引分别用于位置，纹理和法线。 因此，应该要做的是重新考虑/重写Wavefront OBJ文件加载器，以便它基本上收集所有位置（v），纹理坐标（vt）和法线（vn）信息，然后在遇到在（f）面中，您可以将指定索引处（在“ f”行中）的位置，纹理和法线信息附加到最终结果缓冲区中。您不能简单地使用从'f'行的位置索引派生的单个索引。 您要么根本不使用任何索引，要么简单地使用连续的递增索引作为OpenGL元素缓冲区。

但是首先，我强烈建议您阅读Wavefront OBJ文件格式的实际规范，例如：http://paulbourke.net/dataformats/obj/

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