主頁 >  其他 > 從零開始游戲開發——3.6 材質與Mesh

從零開始游戲開發——3.6 材質與Mesh

2022-11-14 06:55:10 其他

  需要顯示一個模型,雖然可以通過在代碼指定頂點資料、顯示的紋理、使用的Shader等內容,但游戲開中這些資料通常都是由美術人員提供的,這就涉及到了材質和Mesh的概念,材質提供了模型的外在顯示效果,如果使用的Shader、紋理、光照屬性等,Mesh提供了模型的幾何資料,在游戲資源管理中,有CPU資源和GPU資源,使用到圖形硬體API時,紋理、Shader程式、頂點緩沖區、幀緩沖區等都是由GPU進行管理的,但材質和Mesh則一般都在CPU端進行管理, 這里我們將材質通過json格式進行存盤,下面是wood材質的簡單例子,欄位值代表了頂點著色器和片斷著色器的名字為VertexShader和fragmentShader,材質名字是Wood,使用的0號紋理為crate.tga,Transparent表示是否為透明材質,

{"Frag":"FragmentShader","Name":"Wood","Textures":[[0,"crate.tga"]],"Transparent":false,"Vert":"VertexShader"}

Mesh則是通過二進制形式進行存盤,其格式為:

頂點數  |  頂點屬性  |  頂點資料  |  索引數  |  索引資料

材質和Mesh通過資源管理器加載到記憶體,并將資料上傳到渲染器用于最終的渲染,通過Mesh和材質創建渲染資料的代碼如下:

 1 _Mesh = (IMesh *)CResourceMgr::Instance()->LoadResource("cube.mesh");
 2 auto vertexCount = _Mesh->GetVertexCount();
 3 
 4 IVertexBuffer *vertexBuffer = Renderer->CreateVertexBuffer(vertexCount * (sizeof(Vector3f) + sizeof(Vector2f)), vertexCount);
 5 vertexBuffer->BufferData(_Mesh->GetVertices(), vertexCount * sizeof(Vector3f));
 6 vertexBuffer->BufferData(_Mesh->GetUVs(), vertexCount * sizeof(Vector2f), vertexCount * sizeof(Vector3f));
 7 vertexBuffer->GetAttribute()->SetPositionAttr(0, sizeof(Vector3f));
 8 vertexBuffer->GetAttribute()->SetUVAttr(sizeof(Vector3f) * vertexCount, sizeof(Vector2f));
 9 
10 auto indexCount = _Mesh->GetIndexCount();
11 IIndexBuffer *indexBuffer = Renderer->CreateIndexBuffer(indexCount * sizeof(int), indexCount);
12 indexBuffer->BufferData(_Mesh->GetIndices());
13 
14 _Geometry = NEW CGeometry(vertexBuffer, indexBuffer);
15 
16 _Material = (IMaterial *)CResourceMgr::Instance()->LoadResource("wood.mat");
17 
18 _ShaderProgram = Renderer->CreateShaderProgram(_Material->GetVertShader(), _Material->GetFragShader());
19 int texQuantiity = _Material->GetTextureQuantity();
20 for (int i = 0; i < texQuantiity; ++i)
21 {
22     auto texture = Renderer->CreateTexture(_Material->GetTexture(i));
23     _Textures.push_back(texture);
24     _RenderInput.SetTexture(0, texture);
25 }
26 
27 _RenderInput.SetGeometry(_Geometry); 
28 _RenderInput.SetShaderProgram(_ShaderProgram);
29 
30 
31 Renderer->SetClearColor(0, 0, 0); 
32 _ViewMat.BuildCameraLookAtMatrix(Vector3f(0, 0, 5.f), Vector3f(0, 0, -1), Vector3f(0, 1, 0));
33 _ProjMat.BuildProjectionMatrixPerspectiveFovRH(PI / 3.f,   1.0f * GetWindowWidth() / GetWindowHeight(), 1.0f, 100.f);
34 Renderer->SetGlobalUniform("mvpMat", (_ProjMat * _ViewMat).m, sizeof(Matrix4x4f));
35 Renderer->SetCullMode(CullMode::CULL_NONE);

上面代碼中第1行和第16行通過資源管理器LoadResource操作將Material和Mesh加載后,就擁有用于渲染的資料了,

  材質和Mesh類繼承于IResource類:

 1     class IResource
 2     {
 3     public:
 4         enum Type
 5         {
 6             MATERIAL,
 7             MESH,
 8             IMAGE,
 9             SHADER,
10         };
11         virtual ~IResource(){}
12         virtual Type GetType() const = 0;
13         virtual bool Load(const char *fullPath) = 0;
14         virtual bool Save(const char *fullPath) = 0;
15     };

每個派生類實作自己的Load和Save函式,為了擴展多種格式的資源加載,這里將檔案決議部分提出來為IResourceLoader:

1     class IResourceLoader
2     {
3     public:
4         virtual ~IResourceLoader(){}
5         virtual bool Load(const char *filePath, IResource *resource) = 0;
6         virtual bool Save(const char *filePath, IResource *resource) = 0;
7     };

Resource類包含IResourceLoader并在Load和Save時進行呼叫,材質資源由于通過Json儲存,這里使用擴展庫Nlohmann進行Json的決議,因此定義Material的Loader非常簡單,下面為CNlohmannLoader.hpp的代碼:

 1 #include "IResourceLoader.h"
 2 #include "Dependency/nlohmann/json.hpp"
 3 #include "../CMaterial.h"
 4 
 5 #include <fstream>
 6 #include <iostream>
 7 
 8 using namespace std;
 9 using json = nlohmann::json;
10 
11 namespace Magic
12 {
13     class CNlohmannloader : public IResourceLoader
14     {
15     public:
16         bool Load(const char *filePath, IResource *resource)
17         {
18             if (resource->GetType() == IResource::Type::MATERIAL)
19             {
20                 CMaterial *res = (CMaterial *)resource;
21                 try
22                 {
23                     ifstream i(filePath);
24                     json j;
25                     i >> j;
26                     j.at("Name").get_to(res->_Name);
27                     j.at("Vert").get_to(res->_VertShader);
28                     j.at("Frag").get_to(res->_FragShader);
29                     j.at("Transparent").get_to(res->_isTransparent);
30                     j.at("Textures").get_to(res->_Textures);
31                     i.close();
32                 }
33                 catch (const exception &e)
34                 {
35                     cerr << e.what() << endl;
36                     return false;
37                 }
38                 return true;
39             }
40             return false;
41         }
42 
43         bool Save(const char *filePath, IResource *resource)
44         {
45 
46             if (resource->GetType() == IResource::Type::MATERIAL)
47             {
48                 CMaterial *res = (CMaterial *)resource;
49                 try
50                 {
51                     ofstream o(filePath);
52                     json j;
53                     j["Name"] = res->_Name;
54                     j["Vert"] = res->_VertShader;
55                     j["Frag"] = res->_FragShader;
56                     j["Transparent"] = res->_isTransparent;
57                     j["Textures"] = res->_Textures;
58 
59                     o << j;
60 
61                     o.close();
62                 }
63                 catch (const exception &e)
64                 {
65                     cerr << e.what() << endl;
66                     return false;
67                 }
68                 return true;
69             }
70             return false;
71         }
72     };
73 }

Mesh檔案則是通過二進制格式存盤,CMeshLoader.hpp代碼如下:

  1 #include "IResourceLoader.h"
  2 #include "../CMesh.h"
  3 
  4 #include <fstream>
  5 #include <vector>
  6 
  7 using namespace std;
  8 
  9 namespace Magic
 10 {
 11     /**
 12      * 資料存盤格式: 頂點數|頂點屬性|頂點資料|索引數|索引資料
 13      */
 14     class CMeshLoader : public IResourceLoader
 15     {
 16     public:
 17         bool Load(const char *filePath, IResource *resource)
 18         {
 19             CMesh *mesh = (CMesh *)resource;
 20             if (mesh)
 21             {
 22                 ifstream in(filePath, ifstream::binary);
 23                 int vertexCount;
 24                 int attrBit;
 25                 in.read(reinterpret_cast<char *>(&vertexCount), sizeof(vertexCount));
 26                 in.read(reinterpret_cast<char *>(&attrBit), sizeof(attrBit));
 27 
 28                 std::vector<Vector3f> vertices;
 29                 std::vector<Vector3f> normals;
 30                 std::vector<Vector3f> colors;
 31                 std::vector<Vector2f> uvs;
 32                 for (int i = 0; i < vertexCount; ++i)
 33                 {
 34                     if (attrBit & CMesh::AttributeBit::Vertex)
 35                     {
 36                         Vector3f vertex;
 37                         in.read(reinterpret_cast<char *>(&vertex), sizeof(vertex));
 38                         vertices.push_back(vertex);
 39                     }
 40                     if (attrBit & CMesh::AttributeBit::Normal)
 41                     {
 42                         Vector3f normal;
 43                         in.read(reinterpret_cast<char *>(&normal), sizeof(normal));
 44                         normals.push_back(normal);
 45                     }
 46                     if (attrBit & CMesh::AttributeBit::Color)
 47                     {
 48                         Vector3f color;
 49                         in.read(reinterpret_cast<char *>(&color), sizeof(color));
 50                         colors.push_back(color);
 51                     }
 52                     if (attrBit & CMesh::AttributeBit::UV)
 53                     {
 54                         Vector2f uv;
 55                         in.read(reinterpret_cast<char *>(&uv), sizeof(uv));
 56                         uvs.push_back(uv);
 57                     }
 58                 }
 59 
 60 
 61                 if (vertices.size() > 0)
 62                     mesh->SetVertices(vertices.data(), vertices.size() * sizeof(Vector3f));
 63                 if (normals.size() > 0)
 64                     mesh->SetNormals(normals.data(), normals.size() * sizeof(Vector3f));
 65                 if (colors.size() > 0)
 66                     mesh->SetColors(colors.data(), colors.size() * sizeof(Vector3f));
 67                 if (uvs.size() > 0)
 68                     mesh->SetUVs(uvs.data(), uvs.size() * sizeof(Vector2f));
 69 
 70                 int indexCount;
 71                 vector<int>indices;
 72                 in.read(reinterpret_cast<char *>(&indexCount), sizeof(indexCount));
 73                 for (int i = 0; i < indexCount; ++i)
 74                 {
 75                     int index;
 76                     in.read(reinterpret_cast<char *>(&index), sizeof(index));
 77                     indices.push_back(index);
 78                 }
 79 
 80                 if (indices.size() > 0)
 81                     mesh->SetIndices(indices.data(), indices.size() * sizeof(float));
 82                 in.close();
 83                 return true;
 84             }
 85             return false;
 86         }
 87 
 88         bool Save(const char *filePath, IResource *resource)
 89         {
 90             CMesh *mesh = (CMesh *)resource;
 91             if (mesh)
 92             {
 93                 auto vertexCount = mesh->GetVertexCount();
 94                 auto indexCount = mesh->GetIndexCount();
 95                 auto vertices = mesh->GetVertices();
 96                 auto normals = mesh->GetNormals();
 97                 auto colors = mesh->GetColors();
 98                 auto uvs = mesh->GetUVs();
 99                 auto indices = mesh->GetIndices();
100                 auto attrBit = mesh->GetAttributeBit();
101 
102                 ofstream o(filePath, ios::binary);
103 
104                 o.write(reinterpret_cast<char*>(&vertexCount), sizeof(vertexCount));
105                 o.write(reinterpret_cast<char*>(&attrBit), sizeof(attrBit));
106 
107                 for (int i = 0; i < vertexCount; ++i)
108                 {
109                     if (vertices)
110                     {
111                         auto vertex = *(vertices + i);
112                         o.write(reinterpret_cast<char*>(vertex.v), sizeof(vertex.v));
113                     }
114                     if (normals)
115                     {
116                         auto normal = *(normals + i);
117                         o.write(reinterpret_cast<char*>(normal.v), sizeof(normal.v));
118                     }
119                     if (colors)
120                     {
121                         auto color = *(colors + i);
122                         o.write(reinterpret_cast<char*>(color.v), sizeof(color.v));
123                     }
124 
125                     if (uvs)
126                     {
127                         auto uv = *(uvs + i);
128                         o.write(reinterpret_cast<char*>(uv.v), sizeof(uv.v));
129                     }
130                 }
131 
132                 o.write(reinterpret_cast<char*>(&indexCount), sizeof(indexCount));
133 
134                 for (int i = 0; i < indexCount; ++i)
135                 {
136                     auto index = *(indices + i);
137                     o.write(reinterpret_cast<char*>(&index), sizeof(index));
138                 }
139                 o.close();
140                 return true;
141             }
142             return false;
143         }
144     };
145 }

在實際使用時,可以根據實際需要更換不同的資源加載器,有了Material和Mesh類,就可以通過資源的方式進行模型顯示,不用硬編碼來繪制物體了,

 

本文來自博客園,作者:毅安,轉載請注明原文鏈接:https://www.cnblogs.com/primarycode/p/16840831.html,文章內容同步更新微信公眾號:“游戲開發實戰”或“GamePrimaryCode”

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/qita/532582.html

標籤:其他

上一篇:LNMP搭建

下一篇:m基于MATLAB的碼分多址復用技術的仿真

標籤雲
其他(157675) Python(38076) JavaScript(25376) Java(17977) C(15215) 區塊鏈(8255) C#(7972) AI(7469) 爪哇(7425) MySQL(7132) html(6777) 基礎類(6313) sql(6102) 熊猫(6058) PHP(5869) 数组(5741) R(5409) Linux(5327) 反应(5209) 腳本語言(PerlPython)(5129) 非技術區(4971) Android(4554) 数据框(4311) css(4259) 节点.js(4032) C語言(3288) json(3245) 列表(3129) 扑(3119) C++語言(3117) 安卓(2998) 打字稿(2995) VBA(2789) Java相關(2746) 疑難問題(2699) 细绳(2522) 單片機工控(2479) iOS(2429) ASP.NET(2402) MongoDB(2323) 麻木的(2285) 正则表达式(2254) 字典(2211) 循环(2198) 迅速(2185) 擅长(2169) 镖(2155) 功能(1967) .NET技术(1958) Web開發(1951) python-3.x(1918) HtmlCss(1915) 弹簧靴(1913) C++(1909) xml(1889) PostgreSQL(1872) .NETCore(1853) 谷歌表格(1846) Unity3D(1843) for循环(1842)

熱門瀏覽
  • 網閘典型架構簡述

    網閘架構一般分為兩種:三主機的三系統架構網閘和雙主機的2+1架構網閘。 三主機架構分別為內端機、外端機和仲裁機。三機無論從軟體和硬體上均各自獨立。首先從硬體上來看,三機都用各自獨立的主板、記憶體及存盤設備。從軟體上來看,三機有各自獨立的作業系統。這樣能達到完全的三機獨立。對于“2+1”系統,“2”分為 ......

    uj5u.com 2020-09-10 02:00:44 more
  • 如何從xshell上傳檔案到centos linux虛擬機里

    如何從xshell上傳檔案到centos linux虛擬機里及:虛擬機CentOs下執行 yum -y install lrzsz命令,出現錯誤:鏡像無法找到軟體包 前言 一、安裝lrzsz步驟 二、上傳檔案 三、遇到的問題及解決方案 總結 前言 提示:其實很簡單,往虛擬機上安裝一個上傳檔案的工具 ......

    uj5u.com 2020-09-10 02:00:47 more
  • 一、SQLMAP入門

    一、SQLMAP入門 1、判斷是否存在注入 sqlmap.py -u 網址/id=1 id=1不可缺少。當注入點后面的引數大于兩個時。需要加雙引號, sqlmap.py -u "網址/id=1&uid=1" 2、判斷文本中的請求是否存在注入 從文本中加載http請求,SQLMAP可以從一個文本檔案中 ......

    uj5u.com 2020-09-10 02:00:50 more
  • Metasploit 簡單使用教程

    metasploit 簡單使用教程 浩先生, 2020-08-28 16:18:25 分類專欄: kail 網路安全 linux 文章標簽: linux資訊安全 編輯 著作權 metasploit 使用教程 前言 一、Metasploit是什么? 二、準備作業 三、具體步驟 前言 Msfconsole ......

    uj5u.com 2020-09-10 02:00:53 more
  • 游戲逆向之驅動層與用戶層通訊

    驅動層代碼: #pragma once #include <ntifs.h> #define add_code CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,0x800,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS) /* 更多游戲逆向視頻www.yxfzedu.com ......

    uj5u.com 2020-09-10 02:00:56 more
  • 北斗電力時鐘(北斗授時服務器)讓網路資料更精準

    北斗電力時鐘(北斗授時服務器)讓網路資料更精準 北斗電力時鐘(北斗授時服務器)讓網路資料更精準 京準電子科技官微——ahjzsz 近幾年,資訊技術的得了快速發展,互聯網在逐漸普及,其在人們生活和生產中都得到了廣泛應用,并且取得了不錯的應用效果。計算機網路資訊在電力系統中的應用,一方面使電力系統的運行 ......

    uj5u.com 2020-09-10 02:01:03 more
  • 【CTF】CTFHub 技能樹 彩蛋 writeup

    ?碎碎念 CTFHub:https://www.ctfhub.com/ 筆者入門CTF時時剛開始刷的是bugku的舊平臺,后來才有了CTFHub。 感覺不論是網頁UI設計,還是題目質量,賽事跟蹤,工具軟體都做得很不錯。 而且因為獨到的金幣制度的確讓人有一種想去刷題賺金幣的感覺。 個人還是非常喜歡這個 ......

    uj5u.com 2020-09-10 02:04:05 more
  • 02windows基礎操作

    我學到了一下幾點 Windows系統目錄結構與滲透的作用 常見Windows的服務詳解 Windows埠詳解 常用的Windows注冊表詳解 hacker DOS命令詳解(net user / type /md /rd/ dir /cd /net use copy、批處理 等) 利用dos命令制作 ......

    uj5u.com 2020-09-10 02:04:18 more
  • 03.Linux基礎操作

    我學到了以下幾點 01Linux系統介紹02系統安裝,密碼啊破解03Linux常用命令04LAMP 01LINUX windows: win03 8 12 16 19 配置不繁瑣 Linux:redhat,centos(紅帽社區版),Ubuntu server,suse unix:金融機構,證券,銀 ......

    uj5u.com 2020-09-10 02:04:30 more
  • 05HTML

    01HTML介紹 02頭部標簽講解03基礎標簽講解04表單標簽講解 HTML前段語言 js1.了解代碼2.根據代碼 懂得挖掘漏洞 (POST注入/XSS漏洞上傳)3.黑帽seo 白帽seo 客戶網站被黑帽植入劫持代碼如何處理4.熟悉html表單 <html><head><title>TDK標題,描述 ......

    uj5u.com 2020-09-10 02:04:36 more
最新发布
  • 2023年最新微信小程式抓包教程

    01 開門見山 隔一個月發一篇文章,不過分。 首先回顧一下《微信系結手機號資料庫被脫庫事件》,我也是第一時間得知了這個訊息,然后跟蹤了整件事情的經過。下面是這起事件的相關截圖以及近日流出的一萬條資料樣本: 個人認為這件事也沒什么,還不如關注一下之前45億快遞資料查詢渠道疑似在近日復活的訊息。 訊息是 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:48:24 more
  • web3 產品介紹:metamask 錢包 使用最多的瀏覽器插件錢包

    Metamask錢包是一種基于區塊鏈技術的數字貨幣錢包,它允許用戶在安全、便捷的環境下管理自己的加密資產。Metamask錢包是以太坊生態系統中最流行的錢包之一,它具有易于使用、安全性高和功能強大等優點。 本文將詳細介紹Metamask錢包的功能和使用方法。 一、 Metamask錢包的功能 數字資 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:47:46 more
  • vulnhub_Earth

    前言 靶機地址->>>vulnhub_Earth 攻擊機ip:192.168.20.121 靶機ip:192.168.20.122 參考文章 https://www.cnblogs.com/Jing-X/archive/2022/04/03/16097695.html https://www.cnb ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:46:20 more
  • 從4k到42k,軟體測驗工程師的漲薪史,給我看哭了

    清明節一過,盲猜大家已經無心上班,在數著日子準備過五一,但一想到銀行卡里的余額……瞬間心情就不美麗了。最近,2023年高校畢業生就業調查顯示,本科畢業月平均起薪為5825元。調查一出,便有很多同學表示自己又被平均了。看著這一資料,不免讓人想到前不久中國青年報的一項調查:近六成大學生認為畢業10年內會 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:44:00 more
  • 最新版本 Stable Diffusion 開源 AI 繪畫工具之中文自動提詞篇

    🎈 標簽生成器 由于輸入正向提示詞 prompt 和反向提示詞 negative prompt 都是使用英文,所以對學習母語的我們非常不友好 使用網址:https://tinygeeker.github.io/p/ai-prompt-generator 這個網址是為了讓大家在使用 AI 繪畫的時候 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:43:36 more
  • 漫談前端自動化測驗演進之路及測驗工具分析

    隨著前端技術的不斷發展和應用程式的日益復雜,前端自動化測驗也在不斷演進。隨著 Web 應用程式變得越來越復雜,自動化測驗的需求也越來越高。如今,自動化測驗已經成為 Web 應用程式開發程序中不可或缺的一部分,它們可以幫助開發人員更快地發現和修復錯誤,提高應用程式的性能和可靠性。 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:43:16 more
  • CANN開發實踐:4個DVPP記憶體問題的典型案例解讀

    摘要:由于DVPP媒體資料處理功能對存放輸入、輸出資料的記憶體有更高的要求(例如,記憶體首地址128位元組對齊),因此需呼叫專用的記憶體申請介面,那么本期就分享幾個關于DVPP記憶體問題的典型案例,并給出原因分析及解決方法。 本文分享自華為云社區《FAQ_DVPP記憶體問題案例》,作者:昇騰CANN。 DVPP ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:43:03 more
  • msf學習

    msf學習 以kali自帶的msf為例 一、msf核心模塊與功能 msf模塊都放在/usr/share/metasploit-framework/modules目錄下 1、auxiliary 輔助模塊,輔助滲透(埠掃描、登錄密碼爆破、漏洞驗證等) 2、encoders 編碼器模塊,主要包含各種編碼 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:42:59 more
  • Halcon軟體安裝與界面簡介

    1. 下載Halcon17版本到到本地 2. 雙擊安裝包后 3. 步驟如下 1.2 Halcon軟體安裝 界面分為四大塊 1. Halcon的五個助手 1) 影像采集助手:與相機連接,設定相機引數,采集影像 2) 標定助手:九點標定或是其它的標定,生成標定檔案及內參外參,可以將像素單位轉換為長度單位 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:42:17 more
  • 在MacOS下使用Unity3D開發游戲

    第一次發博客,先發一下我的游戲開發環境吧。 去年2月份買了一臺MacBookPro2021 M1pro(以下簡稱mbp),這一年來一直在用mbp開發游戲。我大致分享一下我的開發工具以及使用體驗。 1、Unity 官網鏈接: https://unity.cn/releases 我一般使用的Apple ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:40:19 more