Android加载三维模型

这几天在Android项目中需要加载三维模型，找了多种方法，最后决定使用jpct引擎。话不多说，上代码。

一、代码解析

首先创建一个活动MainActivity，活动布局如下：

包括五个button，一个ImageView作为背景，一个GLSurfaceView显示模型，布局代码如下：

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:id="@+id/screen"android:layout_width="fill_parent"android:layout_height="fill_parent" ><ImageViewandroid:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:background="@color/colorBg"/><android.opengl.GLSurfaceViewandroid:id="@+id/surfaceView"android:layout_width="fill_parent"android:layout_height="fill_parent" /><LinearLayoutandroid:layout_width="match_parent"android:layout_height="180dip"android:orientation="vertical"><Buttonandroid:id="@+id/btnLoadModel"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="60dip"android:text="loadModel"/><LinearLayoutandroid:layout_width="match_parent"android:layout_height="60dip"android:orientation="horizontal"><Buttonandroid:id="@+id/btnLeft"android:layout_width="180dip"android:layout_height="60dip"android:text="left"/><Buttonandroid:id="@+id/btnRight"android:layout_width="180dip"android:layout_height="60dip"android:text="right"/></LinearLayout><LinearLayoutandroid:layout_width="match_parent"android:layout_height="60dip"android:orientation="horizontal"><Buttonandroid:id="@+id/btnTop"android:layout_width="180dip"android:layout_height="60dip"android:text="top"/><Buttonandroid:id="@+id/btnDown"android:layout_width="180dip"android:layout_height="60dip"android:text="down"/></LinearLayout></LinearLayout></RelativeLayout>

新建RenderView.class用于加载模型和显示处理：（如果有Unity或者其他游戏引擎的开发经验的话，下面的代码非常好理解。）

public class RenderView implements GLSurfaceView.Renderer{public World myWorld;private FrameBuffer frameBuffer;private Object3D selectedObj;public RenderView(Context context) {myWorld = new World();myWorld.setAmbientLight(25, 25, 25);Light light = new Light(myWorld);light.setIntensity(250, 250, 250);light.setPosition(new SimpleVector(0, 0, -15));Camera cam = myWorld.getCamera();cam.setFOVLimits(0.1f,2.0f);cam.setFOV(1.08f);cam.setYFOV(1.92f);cam.setClippingPlanes(0f,2000f);System.out.println(cam.getFOV());System.out.println(cam.getYFOV());System.out.println(cam.getPosition());String[] names=Config.getParameterNames();for(String i:names){System.out.println(i);}}public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int w, int h) {if (frameBuffer != null) {frameBuffer.dispose();}frameBuffer = new FrameBuffer(gl, w, h);}public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {gl.glClearColor(1.0f,1.0f,1.0f,0.3f);}public void onDrawFrame(GL10 gl) {frameBuffer.clear(Color.TRANSPARENT);myWorld.renderScene(frameBuffer);myWorld.draw(frameBuffer);frameBuffer.display();}public void addObject(Context context) {Object3D newObject = null;try {createTextures(context);Object3D[] objectsArray2 = Loader.loadOBJ(context.getResources().getAssets().open("policecar.obj"), context.getResources().getAssets().open("policecar.mtl"), 1f);newObject = Object3D.mergeAll(objectsArray2);newObject.setTexture("policecar_texture");newObject.setOrigin(new SimpleVector(0, 0, 300));newObject.rotateZ(3.1415926f);newObject.setName("policecar.obj");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}newObject.strip();newObject.build();Message msg=new Message();msg.what=MainActivity.MSG_LOAD_MODEL_SUC;msg.obj=newObject;MainActivity.handler.sendMessage(msg);selectedObj=newObject;}public void applyTranslation(float incX, float incY, float incZ) {if (this.selectedObj != null) {SimpleVector objOrigin = this.selectedObj.getOrigin();SimpleVector currentPoition=this.selectedObj.getTransformedCenter();System.out.println(currentPoition);this.selectedObj.translate(incX, incY, incZ);}}private void createTextures(Context context) {Bitmap bitmap=BitmapFactory.decodeResource(context.getResources(),R.mipmap.policecar);Texture texture = new Texture(bitmap);if(!TextureManager.getInstance().containsTexture("policecar_texture")){TextureManager.getInstance().addTexture("policecar_texture", texture);}}
}

myWorld是当前的场景，所有的物体都在当前场景中，FrameBuffer是显示缓存，selectedObj是当前选择的物体。下面我们来详细解释这些代码。

public RenderView(Context context) {myWorld = new World();myWorld.setAmbientLight(25, 25, 25);Light light = new Light(myWorld);light.setIntensity(250, 250, 250);light.setPosition(new SimpleVector(0, 0, -15));Camera cam = myWorld.getCamera();cam.setFOVLimits(0.1f,2.0f);cam.setFOV(1.08f);cam.setYFOV(1.92f);cam.setClippingPlanes(0f,2000f);System.out.println(cam.getFOV());System.out.println(cam.getYFOV());System.out.println(cam.getPosition());String[] names=Config.getParameterNames();for(String i:names){System.out.println(i);}}

RenderView是类的构造函数，定义了场景中的一些关键要素，例如摄像机，光照等。myWorld.setAmbientLight设置全局光，Light是当前场景中的光线设置，light.setIntensity设置光照强度，light.setPosition设置光源位置，此处光源是点光源。cam是场景中的摄像机，cam.setFOVLimits设置摄像机的视场角范围，此处设置为0.1-2.0。摄像机的X和Y方向的视场角可以分别设置。cam.setClippingPlanes设置相机的视距，此处为0-2000。

public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int w, int h) {if (frameBuffer != null) {frameBuffer.dispose();}frameBuffer = new FrameBuffer(gl, w, h);}public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {gl.glClearColor(1.0f,1.0f,1.0f,0.3f);}public void onDrawFrame(GL10 gl) {frameBuffer.clear(Color.TRANSPARENT);myWorld.renderScene(frameBuffer);myWorld.draw(frameBuffer);frameBuffer.display();}

这几个函数是用于定义GLSurfaceView创建时和刷新时的函数，gl.glClearColor定义了SurfaceView刷新颜色。frameBuffer.clear定义了frameBuffer刷新颜色。

public void addObject(Context context) {Object3D newObject = null;try {createTextures(context);Object3D[] objectsArray2 = Loader.loadOBJ(context.getResources().getAssets().open("policecar.obj"), context.getResources().getAssets().open("policecar.mtl"), 1f);newObject = Object3D.mergeAll(objectsArray2);newObject.setTexture("policecar_texture");newObject.setOrigin(new SimpleVector(0, 0, 300));newObject.rotateZ(3.1415926f);newObject.setName("policecar.obj");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}newObject.strip();newObject.build();Message msg=new Message();msg.what=MainActivity.MSG_LOAD_MODEL_SUC;msg.obj=newObject;MainActivity.handler.sendMessage(msg);selectedObj=newObject;}

addObject用于向场景中添加物体，loadOBJ函数采用的是二进制流的形式加载模型数据。加载OBJ格式的模型需要三个文件，分别是模型.obj，模型.mtl以及模型的贴图文件，Obj文件是模型的面信息，mtl文件定义了模型贴图与面位置信息。

public void applyTranslation(float incX, float incY, float incZ) {if (this.selectedObj != null) {SimpleVector objOrigin = this.selectedObj.getOrigin();SimpleVector currentPoition=this.selectedObj.getTransformedCenter();System.out.println(currentPoition);this.selectedObj.translate(incX, incY, incZ);}}

此函数用于模型的位移，其中object.translate()函数定义了模型的位移，translate将会将模型位移到当前世界坐标分别加上函数参数之后的坐标。也就是新的坐标=旧坐标+参数。getTransfromedCenter获取当前物体的当前世界坐标。、

下面解析MainActivity中的代码

public class MainActivity extends AppCompatActivity{public final static int MSG_LOAD_MODEL_SUC=0;private GLSurfaceView myGLView;private RenderView myRenderer;private Button btnLoad;private Button btnLeft;private Button btnRight;private Button btnTop;private Button btnDown;private Thread threadLoadModel;public static Handler handler;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);handler=new Handler(){@Overridepublic void handleMessage(Message msg){switch (msg.what){case MSG_LOAD_MODEL_SUC:Toast.makeText(MainActivity.this, "模型加载成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();Object3D object3D=(Object3D) msg.obj;myRenderer.myWorld.addObject(object3D);break;}}};btnLoad=findViewById(R.id.btnLoadModel);btnLeft=findViewById(R.id.btnLeft);btnRight=findViewById(R.id.btnRight);btnTop=findViewById(R.id.btnTop);btnDown=findViewById(R.id.btnDown);btnLoad.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {Toast.makeText(MainActivity.this, "开始加载模型", Toast.LENGTH_SHORT).show();threadLoadModel.start();}});btnLeft.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {myRenderer.applyTranslation(-10,0,0);}});btnRight.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {myRenderer.applyTranslation(10,0,0);}});btnTop.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {myRenderer.applyTranslation(0,-10,0);}});btnDown.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {myRenderer.applyTranslation(0,10,0);}});myGLView = (GLSurfaceView) this.findViewById(R.id.surfaceView);myGLView.setEGLConfigChooser(8, 8, 8, 8, 16, 0);myGLView.getHolder().setFormat(PixelFormat.TRANSLUCENT);myGLView.setZOrderOnTop(true);myRenderer = new RenderView(this);myGLView.setRenderer(myRenderer);threadLoadModel=new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {myRenderer.addObject(MainActivity.this);}});}@Overrideprotected void onPause() {super.onPause();myGLView.onPause();}@Overrideprotected void onResume() {super.onResume();myGLView.onResume();}
}

有关View的代码就不多做解析。具体解释一下模型的加载和GLView的设置。

为了使加载模型的过程中程序不堵塞住，开辟一个子线程进行模型解析。模型解析之后，向主线程发送消息，提醒主线程将模型添加到场景中，即myRenderer.myWorld.addObjct()。同时也为了避免模型过大导致加载过程失败导致的程序崩溃。

myGLView.setEGLConfigChooser(8, 8, 8, 8, 16, 0);myGLView.getHolder().setFormat(PixelFormat.TRANSLUCENT);myGLView.setZOrderOnTop(true);

这段代码将GLSurfaceView的刷新设置为透明并将View设置到所有View的最顶层。

二、jpct的世界坐标系

jpct中的正世界坐标系格式如下，以GlSurfaceView中心为原点，垂直于屏幕向内为z轴正方向，平行于屏幕向右为X轴正方向，向下为Y轴正方向，与Android设备的屏幕xy正方向相一致。

jpct下载地址：http://www.jpct.net/

项目下载地址：https://download.csdn.net/download/njnutzhou/10968296

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