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OpenGL系统设计-高级3D模型接口之MD2模型（1）

2009-12-26 19:36 435 查看

md2文件是
Quake2使用的模型文件，如图
Quake使用的
mdl文件一样。一个单独的
md2文件通常包含了模型的几何信息、帧信息、皮肤文件名和纹理坐标等。而对应的纹理贴图文件等则单独存在，供程序调用时使用。

md2
文件的文件头结构如下

typedef struct

{

int magic;
//
This is used to identify the file

int version;
//
The version number of the file (Must be 8)

int skinWidth;
// The skin width in pixels

int skinHeight;
// The skin height in pixels

int frameSize;
// The size in bytes the frames are

int numSkins;
// The number of skins associated with the model

int numVertices;
// The number of vertices (constant for each frame)

int numTexCoords;
// The number of texture coordinates

int numTriangles;
// The number of faces (polygons)

int numGlCommands;
// The number of gl commands

int numFrames;
// The number of animation frames

int offsetSkins;
// The offset in the file for the skin data

int offsetTexCoords;
// The offset in the file for the texture data

int offsetTriangles;
// The offset in the file for the face data

int offsetFrames;
// The offset in the file for the frames data

int offsetGlCommands;
// The offset in the file for the gl commands data

int offsetEnd;
// The end of the file offset

}md2_header_t;

其中
magic
用于标识
md2
文件
，共四个字节，
取值是
0x32504449
，
它其实是字符串
“
IDP2
”
(id polygon 2)
。

version是
md2文件的版本号，必须是
8
。
skinWidth和
skinHeight分别表示皮肤的宽度和高度，以像素为单位。

frameSize表示每一帧的大小，单位是字节。

numSkins是该模型关联的皮肤的数目。

numVertices表示每一帧的顶点数。

numTexCoords表示纹理坐标的数目。

numTriangles是每一帧的三角形数目。

numGlCommands是
gl命令列表的数目。

numFrames是模型中帧的数目。

offsetSkins、
offsetTexCoords、
offsetTriangles、
offsetFrames、
offsetGlCommands分别表示是皮肤名、纹理坐标数据、三角形数据、帧列表数据、
gl命令列表数据在文件中的的偏移量。

offsetEnd表示从文件头到文件结尾的偏移量，实际上就是文件的大小。

1.1.1

帧

在
Quake2和
Quake中，模型是由三角形组成的，每个三角形是由三个顶点组成，而每一帧就包含了这些顶点在
3D空间中的位置。

顶点的结构如下：

typdef struct

{

byte

vertex[3];

byte lightNormalIndex;

}triangleVertex_t;

vertex[3]表示顶点的
x, y, z坐标，这里的坐标不是真实的坐标，而是一个经过处理的值，目的是让每一个值能够压缩在一个字节中。这是
id
Software为了减少模型占用空间的一种做法。要把这些坐标还原成真实坐标，需要乘以
frame_t结构中的对应的比例因子
scale，再加上
frame_t结构中的对应的平移量
tranlation，得到的结果就是该顶点相对于模型原点的坐标值。模型的原点是
(0,
0, 0)。

lightNormalIndex表示光法向量索引，索引表由
Quake2提供。

下面是帧的结构，不同
md2
文件的帧结构大小是不定的，但在同一个
md2
文件中，帧结构大小相同。

typedef struct

{

float

scale[3];

float
translate[3];

char
name[16];

triangleVertex_t
vertices[1];

}frame_t;

float scale[3]
用于对
triangleVertex_t
结构中的
vertex
进行比例调整。

float translate[3]
用于对
triangleVertex_t
结构中的
vertex
进行平移变换。

char name[16]表示帧的名字。
而
triangleVertex_t
vertices[1]表示顶点坐标，但是需要经过变换才是真实的坐标值。

1.1.2

三角形

md2文件从偏移量
offsetTriangles处开始就是三角形数据，每一个三角形的结构如下。

typedef struct

{

short

vertexIndices[3];

short
textureIndices[3];

} triangle_t;

vertexIndices是顶点索引，指向每帧的顶点数据。换句话说，在一个
md2文件中三角形的数目是固定的，每一个三角形一直是由帧中的某三个顶点组成的。所以，在每一帧，三角形自身保持不变，仅仅顶点在移动。

textureIndices表示纹理坐标，和vertexIndices类似。

1.1.3

纹理

在
md2
文件偏移量为
offsetSkins
处保存的是
numSkins
个皮肤数据，每一个皮肤名为
64
个字节的字符串，它所在的路径是相对于
Quake2
主程序路径的相对路径，对“标准的”的
Quake2
来说，其路径为
baseq2
，纹理文件都是
pcx
文件。

纹理需要使用纹理坐标才能映射到模型上，纹理坐标的结构如下。

typedef struct

{

short

s, t;

} textureCoordinate_t;

和
glCommandVertex
中的
s
和
t
不同，这里的
s
和
t
用于将顶点映射到皮肤上，其中
s
是水平方向上值，
t
是垂直方向上的值。

0
<= s < skinWidth

，
0 <= s < skinHeight。

1.1.4

GL

命令

在
md2
文件的偏移量

offsetGlCommands处，存储的是
gl命令列表。
gl命令列表由一些包含整数、浮点数的组组成，每一个组开始于一个整数，如果该整数是正的，那么接下来就是一些
glCommandVertex_t结构，组成一个三角形链
triangle strip（三角形链是一些三角形连在一起，相邻的两个三角形共用一个边，即
n+2个节点可以表示
n个三角形）；如果该整数为负数，则接下来的一些
glCommandVertex_t结构组成一个三角扇形
triangle fan（如果有一个点为所有的三角形共用就形成了三角扇形共用点为扇形的圆心。所以，如果用三角形链或三角扇形来确定物体的一个表面就可以节约节点的数目）；如果该整数为
0则表示到了命令列表的的结尾。
gl命令列表是为了在使用
OpenGL进行渲染时进行优化，提高效率。
命令列表的结构如下。

typedef struct

{

float

s, t;

int
vertexIndex;

} glCommandVertex_t;

和

textureCoordinate_t

结构中的

s

、

t

不同的是

，

这里的

s

、

t

取值范围是

0.0

～

1.0

，

并且是浮点数

，

便于

Quake2

向

OpenGL

中传递参数。

vertexIndex表示每一帧中顶点的索引。

在
Quake2中对于组成模型的元素有限制，其中每一个模型最多支持三角形
4096个，顶点是
2048个，纹理坐标
2048个，帧
512，皮肤
32个。

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1.1.1帧

1.1.2三角形

1.1.3纹理

1.1.4GL命令

1.1.1

帧

1.1.2

三角形

1.1.3

纹理

1.1.4

GL

命令