在VTK 或者Opengl纹理贴图中都会用到模型文件，当使用vtkOBJImporter函数读取模型数据时，需要对应的MTL文件才能实现纹理贴图，但是网上大多数的OBJ文件和MTL文件都是由模型软件导出来的，也很少有写MTL文件的，本文记录如何用c++写能够直接被vtkOBJImporter函数读取的模型文件和材质文件。

OBJ文件的组成

1. v：顶点坐标

1. vn：顶点法向量

1. Vt：纹理坐标

1. usemtl mtl：使用的材质，与mtl文件相呼应；

1. f：表示由顶点，法向量和纹理坐标所确定的面，如5/2/1表示 v开头的第5个顶点，这个点对应vn开头的第2个法向量，对应vt 贴图的第1个坐标；
   将之前读取的3D点云，法向量，纹理和网格数据导入到向量中，由于写入OBJ文件的数据一定要ASCII或者二进制格式的，因此再定义3D向量点用于存储读取的数据，，按OBJ文件的组成顺序将向量一一写入，完成OBJ文件。

string num = "1";
vector<Point3d> v1(a);
vector<Point3d> vt(a);
vector<Point3d> vn(b);
vector<Point3d> f(b);
vector<Point3d> vec(b);
float s1=0, s2=0, s3=0;
for (int i = 0; i < a; i++)
{v1[i].x = orig[i].x;v1[i].y = orig[i].y;v1[i].z = orig[i].z;
}for (int i = 0; i < a; i++)
{vt[i].x = uv[i].s;vt[i].y = uv[i].t;}float max=0,min=0;for (int i = 0; i < b; i++)
{vn[i].x = orn[i].x;vn[i].y = orn[i].y;vn[i].z = orn[i].z;s1 += orn[i].x;s2 += orn[i].y;s3 += orn[i].z;f[i].x = fi[i].x;f[i].y = fi[i].y;f[i].z = fi[i].z;vec[i].x = i + 1;if (max <= orn[i].x){max = orn[i].x;}if (min >= orn[i].x){min = orn[i].x;}
}std::cout << "MAX:MIN" << " " << max  << " " << min  << endl;
std::cout << "average X:Y:Z:" << " " << s1/b<<" "<< s2 / b << " " << s3 / b << " " << endl;ofstream OutFile(filename);
char c1[100] = "o blood.00";
for (int i = 0; c1[i] != 0; i++)//对字符逐个处理，直到遇到'/0'为止
{OutFile.put(c1[i]);}
OutFile << num.c_str() << endl;
for (int i = 0; i < a; i++)
{OutFile << "v " << setiosflags(ios::fixed) << setprecision(6) << v1[i].x << " " << v1[i].y << " " << v1[i].z << endl;}for (int i = 0; i < b; i++)
{OutFile << "vn " << setiosflags(ios::fixed) << setprecision(6) << vn[i].x << " " << vn[i].y << " " << vn[i].z << endl;}for (int i = 0; i < a; i++)
{OutFile << "vt " << setiosflags(ios::fixed) << setprecision(6) << vt[i].x << " " << vt[i].y << endl;}char c[100] = "usemtl mtl";
for (int i = 0; c[i] != 0; i++)//对字符逐个处理，直到遇到'/0'为止
{//if (c[i] >= 65 && c[i] <= 90 || c[i] >= 97 && c[i] <= 122)//如果是字母字符 OutFile.put(c[i]);}
OutFile << num.c_str() << endl;
char c2[100] = "s off\n";
for (int i = 0; c2[i] != 0; i++)//对字符逐个处理，直到遇到'/0'为止
{//if (c[i] >= 65 && c[i] <= 90 || c[i] >= 97 && c[i] <= 122)//如果是字母字符 OutFile.put(c2[i]);}for (int i = 0; i < b; i++)
{OutFile << "f " << setiosflags(ios::fixed) << setprecision(0) << f[i].x << "/" << f[i].x << "/" << vec[i].x << " " << f[i].y << "/" << f[i].y << "/" << vec[i].x << " " << f[i].z << "/" << f[i].z << "/" << vec[i].x << endl;
}OutFile.close();            //关闭文件std::cout << "写结束" << std::endl;

注意：orig，uv，orn，fi里面存储的分别是读取本地的3D点云，纹理坐标，法向量和网格数据。

MTL文件的组成

1. newmtl mtl:定义材质为mtl，与obj文件中的usemtl mtl相呼应，一般不需要更改，若要更改，则要同时更改usemtl mtl。

1. Ns表示高光色的权重，范围在0-1000

1. Ka表示环境光，三个数字分别对应R、G、B值

1. Kd表示漫反射光，三个数字分别对应R、G、B值

1. Ks表示高光，三个数字分别对应R、G、B值

1. Ke表示发射光，三个数字分别对应R、G、B值

1. Ni表示光学密度

1. d表示透明度，0是完全透明，1是完全不透明

1. map_Kd 表示所需贴图照片的名称

1. illum 2表示指定的光照模型（参考：Phong光照模型），illum后面的数字范围为0~10，具体含义如下：

0 ：Color on and Ambient off

1 ：Color on and Ambient on

2 ：Highlight on

3 ：Reflection on and Ray trace on

4 ：Transparency: Glass on

Reflection: Ray trace on

5 ：Reflection: Fresnel on and Ray trace on

6 ：Transparency: Refraction on

Reflection: Fresnel off and Ray trace on

7 ：Transparency: Refraction on

Reflection: Fresnel on and Ray trace on

8 ：Reflection on and Ray trace off

9 ：Transparency: Glass on

Reflection: Ray trace off

10 ：Casts shadows onto invisible surfaces

MTL文件记录的是材质信息，也是ASCII格式的文件，必须有MTL文件才能实现贴图的效果，若没有此文件，则只会出来模型。在写文件时按照代码所示，根据照片的格式和名称更改框选的区域，例如照片名称为ABC_n.jpg，那么图中的“201_”要写成“ABC_”，“.png\n”改为“.jpg\n”

如果图片过亮或者过暗，可以根据上述参数进行更改，一般建议更改Ns。

void writeMTL(string filename)
{ofstream OutFile(filename); //利用构造函数创建obj文本char c1[300] = "# Blender 3.4.1 MTL File : 'None'\n# www.blender.org \n\nnewmtl mtl8\nNs 500.000000\nKa 1.000000 1.000000 1.000000\nKd 0.000000 0.000000 0.000000\nKs 0.500000 0.500000 0.500000\nKe 0.500000 0.500000 0.500000\nNi 1.000000\nd 1.000000\nillum 2\nmap_Kd 20";string c2 = "_1.png\n";for (int i = 0; c1[i] != 0; i++)//对字符逐个处理，直到遇到'/0'为止    {OutFile.put(c1[i]);}OutFile <<(num+c2).c_str()<<endl;OutFile.close();            //关闭文件
}