source: trunk/src/formats/assimp_loader.cc @ 365

Last change on this file since 365 was 365, checked in by epyon, 10 years ago
  • overhaul of logging: no longer stream operated no longer using STL no memory allocation shorthand macros fast file and console I/O
File size: 14.7 KB
RevLine 
[248]1// Copyright (C) 2014 ChaosForge Ltd
2// http://chaosforge.org/
3//
4// This file is part of NV Libraries.
5// For conditions of distribution and use, see copyright notice in nv.hh
6
7#include "nv/formats/assimp_loader.hh"
8#include <unordered_map>
9#include <glm/gtx/transform.hpp>
10#include "nv/io/std_stream.hh"
[293]11#include "nv/gfx/mesh_creator.hh"
[248]12#include "nv/lib/assimp.hh"
13
14using namespace nv;
15
[323]16const unsigned MAX_BONES = 64;
[250]17
[293]18struct assimp_plain_vtx
19{
20        vec3 position;
21        vec3 normal;
22        vec2 texcoord;
23        vec4 tangent;
24
25        assimp_plain_vtx() {}
26        assimp_plain_vtx( const vec3& v, const vec2& t, const vec3& n, const vec4& g )
27        {
28                position = v;
29                texcoord = t;
30                normal   = n;
31                tangent  = g;
32        }
33};
34
35struct assimp_skinned_vtx
36{
37        vec3  position;
38        vec3  normal;
39        vec2  texcoord;
40        vec4  tangent;
41        ivec4 boneindex;
42        vec4  boneweight;
43
44        assimp_skinned_vtx() {}
45        assimp_skinned_vtx( const vec3& v, const vec2& t, const vec3& n, const vec4& g )
46        {
47                position = v;
48                texcoord = t;
49                normal   = n;
50                tangent  = g;
51        }
52};
53
[291]54struct assimp_key_p  { float time; vec3 position; };
55struct assimp_key_r  { float time; quat rotation; };
56struct assimp_key_s  { float time; vec3 scale; };
57struct assimp_key_tr { transform tform; };
58
59
[293]60nv::assimp_loader::assimp_loader( const string& a_ext, uint32 a_assimp_flags /*= 0 */ )
61        : m_scene( nullptr ), m_mesh_count(0)
[250]62{
[284]63        m_ext   = a_ext;
64        m_assimp_flags = a_assimp_flags;
[277]65        if ( m_assimp_flags == 0 )
66        {
67                m_assimp_flags = (
68                        aiProcess_CalcTangentSpace                              | 
69                        aiProcess_GenSmoothNormals                              | 
70                        aiProcess_JoinIdenticalVertices                 |   
71                        aiProcess_ImproveCacheLocality                  | 
72                        aiProcess_LimitBoneWeights                              | 
73                        aiProcess_RemoveRedundantMaterials      | 
74                        aiProcess_SplitLargeMeshes                              | 
75                        aiProcess_Triangulate                                   | 
76                        aiProcess_GenUVCoords                   | 
77                        aiProcess_SortByPType                   | 
78                        aiProcess_FindDegenerates               | 
79                        aiProcess_FindInvalidData               | 
80                        0 );
81        }
82}
[284]83
84
[248]85bool nv::assimp_loader::load( stream& source )
86{
[292]87        load_assimp_library();
[248]88        if ( m_scene != nullptr ) aiReleaseImport( (const aiScene*)m_scene );
89        m_scene = nullptr;
90        m_mesh_count = 0;
[365]91        NV_LOG_NOTICE( "AssImp loading file..." );
[323]92        size_t size = source.size();
[248]93        char* data  = new char[ size ];
94        source.read( data, size, 1 );
95        const aiScene* scene = aiImportFileFromMemory( data, size, m_assimp_flags, m_ext.c_str() );
96
97        if( !scene)
98        {
[365]99                NV_LOG_ERROR( aiGetErrorString() );
[248]100                return false;
101        }
102        m_scene      = scene;
103        m_mesh_count = scene->mNumMeshes;
[365]104        NV_LOG_NOTICE( "Loading successfull" );
[248]105        return true;
106}
107
108mesh_data* nv::assimp_loader::release_mesh_data( size_t index /*= 0 */ )
109{
110        if ( index >= m_mesh_count ) return nullptr;
[287]111        mesh_data* result = new mesh_data;
112        load_mesh_data( result, index );
113        return result;
114}
115void nv::assimp_loader::load_mesh_data( mesh_data* data, size_t index )
116{
[248]117        const aiScene* scene = (const aiScene*)m_scene;
118        const aiMesh*  mesh  = scene->mMeshes[ index ];
[287]119        data->set_name( mesh->mName.data );
[248]120
121        bool skinned = mesh->mNumBones > 0;
122        mesh_raw_channel* channel = nullptr;
123        if ( skinned )
124                channel = mesh_raw_channel::create< assimp_skinned_vtx >( mesh->mNumVertices );
125        else
126                channel = mesh_raw_channel::create< assimp_plain_vtx >( mesh->mNumVertices );
127
[287]128        data->add_channel( channel );
[332]129        if ( mesh->mTangents && mesh->mBitangents )
[248]130        for (unsigned int i=0; i<mesh->mNumVertices; i++)
131        {
[293]132                vec3 v = assimp_vec3_cast( mesh->mVertices[ i ] );
133                vec3 n = glm::normalize( assimp_vec3_cast( mesh->mNormals[ i ] ) );
134                vec3 t = glm::normalize( assimp_vec3_cast( mesh->mTangents[ i ] ) );
135                vec3 b = glm::normalize( assimp_vec3_cast( mesh->mBitangents[ i ] ) );
[248]136                vec2 s = assimp_st_cast( mesh->mTextureCoords[ 0 ][ i ] );
137
138                glm::vec3 t_i = glm::normalize (t - n * glm::dot (n, t));
139                float det = (glm::dot (glm::cross (n, t), b));
140                det = (det < 0.0f ? -1.0f : 1.0f );
141                nv::vec4 vt ( t_i[0], t_i[1], t_i[2], det );
142                if ( skinned )
143                        ((assimp_skinned_vtx*)channel->data)[i] = assimp_skinned_vtx( v, s, n, vt );
144                else
145                        ((assimp_plain_vtx*)channel->data)[i] = assimp_plain_vtx( v, s, n, vt );
146        }
147
148        if ( skinned )
149        {
150                assimp_skinned_vtx* vtx = (assimp_skinned_vtx*)channel->data;
151                for (unsigned int m=0; m<mesh->mNumBones; m++)
152                {
153                        aiBone* bone  = mesh->mBones[m];
154                        for (unsigned int w=0; w<bone->mNumWeights; w++)
155                        {
156                                assimp_skinned_vtx& v = vtx[ bone->mWeights[w].mVertexId ];
157                                bool found = false;
158                                for (nv::uint32 i = 0 ; i < 4; ++i)
159                                {
160                                        if ( v.boneweight[i] <= 0.0f )
161                                        {
[323]162                                                v.boneindex[i]  = (int)m;
[248]163                                                v.boneweight[i] = bone->mWeights[w].mWeight;
164                                                found = true;
165                                                break;
166                                        }
167                                }
168                                NV_ASSERT( found, "Too many weights!" );
169                        }
170                }
171        }
172
[280]173        mesh_raw_channel* ichannel = mesh_raw_channel::create_index( USHORT, mesh->mNumFaces * 3 );
[287]174        data->add_channel( ichannel );
[248]175        uint16* indices = (uint16*)ichannel->data;
176        for (unsigned int i=0; i<mesh->mNumFaces; i++)
177        {
178                const aiFace* face = &mesh->mFaces[i];
179                for (unsigned int j=0; j<face->mNumIndices; j++)
180                {
181                        indices[ i*3 + j ] = (uint16)face->mIndices[j];
182                }
183        }
184}
185
186nv::assimp_loader::~assimp_loader()
187{
188        if ( m_scene != nullptr ) aiReleaseImport( (const aiScene*)m_scene );
189}
190
[291]191bool nv::assimp_loader::load_bones( size_t index, std::vector< mesh_node_data >& bones )
[248]192{
193        if ( m_scene == nullptr ) return false;
194        const aiScene* scene = (const aiScene*)m_scene;
195        const aiMesh*  mesh  = scene->mMeshes[ index ];
196
197        for (unsigned int m=0; m<mesh->mNumBones; m++)
198        {
199                aiBone* bone   = mesh->mBones[m];
[293]200                mat4    offset = assimp_mat4_cast( bone->mOffsetMatrix );
[291]201                bones[m].name = bone->mName.data;
202                bones[m].data = nullptr;
203                bones[m].parent_id = -1;
204                bones[m].target_id = -1;
205                bones[m].transform = offset;
[248]206        }
207        return true;
208}
209
210void nv::assimp_loader::scene_report() const
211{
212        const aiScene* scene = (const aiScene*)m_scene;
213        if ( scene == nullptr ) return;
214
[365]215        NV_LOG_NOTICE( "------------------------" );
216        NV_LOG_NOTICE( "Texture   count - ", scene->mNumTextures );
217        NV_LOG_NOTICE( "Animation count - ", scene->mNumAnimations );
218        NV_LOG_NOTICE( "Material  count - ", scene->mNumMaterials );
219        NV_LOG_NOTICE( "Meshes    count - ", scene->mNumMeshes );
220        NV_LOG_NOTICE( "------------------------" );
[248]221
222        aiNode* root = scene->mRootNode;
223        if (root)
224        {
[365]225                NV_LOG_NOTICE( "Root node  - ", root->mName.data );
226                NV_LOG_NOTICE( "  meshes   - ", root->mNumMeshes );
227                NV_LOG_NOTICE( "  children - ", root->mNumChildren );
[248]228        }
229        else
230        {
[365]231                NV_LOG_NOTICE( "No root node!" );
[248]232        }
[365]233        NV_LOG_NOTICE( "------------------------" );
[248]234
235        if ( scene->mNumMeshes > 0 )
236        {
237                for ( nv::uint32 mc = 0; mc < scene->mNumMeshes; mc++ )
238                {
239                        aiMesh* mesh = scene->mMeshes[mc];
240
[365]241                        NV_LOG_NOTICE( "Mesh #", mc, "   - ", std::string( mesh->mName.data ) );
242                        NV_LOG_NOTICE( "  bones   - ", mesh->mNumBones );
243                        NV_LOG_NOTICE( "  uvs     - ", mesh->mNumUVComponents[0] );
244                        NV_LOG_NOTICE( "  verts   - ", mesh->mNumVertices );
245                        NV_LOG_NOTICE( "  faces   - ", mesh->mNumFaces );
[248]246
[365]247                        //                      NV_LOG_NOTICE(  "Bones:" );
[248]248                        //                      for (unsigned int m=0; m<mesh->mNumBones; m++)
249                        //                      {
250                        //                              aiBone* bone  = mesh->mBones[m];
[365]251                        //                              NV_LOG_NOTICE( bone->mName.C_Str() );
[248]252                        //                      }
253                }
254        }
255        else
256        {
[365]257                NV_LOG_NOTICE( "No meshes!" );
[248]258        }
[365]259        NV_LOG_NOTICE( "------------------------" );
[248]260
261
262        //      if ( scene->mNumMaterials > 0 )
263        //      {
264        //              for (unsigned int m=0; m < scene->mNumMaterials; m++)
265        //              {
266        //                      int texIndex = 0;
267        //                      aiReturn texFound = aiReturn_SUCCESS;
268        //                      aiString path;  // filename
269        //                      while (texFound == aiReturn_SUCCESS)
270        //                      {
271        //                              texFound = scene->mMaterials[m]->GetTexture(aiTextureType_DIFFUSE, texIndex, &path);
[365]272        //                              NV_LOG_NOTICE( "  material - ", path.data );
[248]273        //                              texIndex++;
274        //                      }
275        //              }
276        //      }
277        //      else
278        //      {
[365]279        //              NV_LOG_NOTICE( "No materials" );
[248]280        //      }
[365]281        //      NV_LOG_NOTICE( "------------------------" );
[248]282
283}
284
[291]285mesh_nodes_data* nv::assimp_loader::release_merged_bones( mesh_data* meshes )
[248]286{
[291]287        const aiScene* scene = (const aiScene*)m_scene;
288        std::vector< mesh_node_data > final_bones;
[248]289        std::unordered_map< std::string, uint16 > names;
[291]290        for ( unsigned int m = 0; m < m_mesh_count; ++m )
[248]291        {
[323]292                uint16 translate[MAX_BONES];
[291]293                std::vector< mesh_node_data > bones;
294                const aiMesh*  mesh  = scene->mMeshes[ m ];
295                if ( mesh->mNumBones != 0 )
[248]296                {
[291]297                        bones.resize( mesh->mNumBones );
298                        load_bones( m, bones );
299                        for ( unsigned int b = 0; b < mesh->mNumBones; ++b )
300                        {
[248]301
[291]302                                mesh_node_data& bone = bones[b];
303                                auto iname = names.find( bone.name );
304                                if ( iname == names.end() )
305                                {
306                                        NV_ASSERT( final_bones.size() < MAX_BONES, "Too many bones to merge!" );
[323]307                                        uint16 index = (uint16)final_bones.size();
[291]308                                        final_bones.push_back( bone );
309                                        names[ bone.name ] = index;
310                                        translate[b] = index;
311                                }
312                                else
313                                {
[323]314                                        translate[b] = iname->second;
[291]315                                }
[248]316                        }
[291]317                        if ( m > 0 && bones.size() > 0 )
[248]318                        {
[291]319                                mesh_raw_channel* channel = meshes[m].get_raw_channels()[0];
320                                assimp_skinned_vtx* va = (assimp_skinned_vtx*)channel->data;
321                                for ( unsigned v = 0; v < channel->count; ++v )
322                                {
323                                        assimp_skinned_vtx& vertex = va[v];
[248]324
[291]325                                        for (uint32 i = 0 ; i < 4; ++i)
[248]326                                        {
[291]327                                                if ( vertex.boneweight[i] > 0.0f )
328                                                {
[323]329                                                        vertex.boneindex[i] = (int)translate[vertex.boneindex[i]];
[291]330                                                }
[248]331                                        }
332                                }
333                        }
[291]334                }       
[248]335        }
[291]336        mesh_node_data* bones = new mesh_node_data[ final_bones.size() ];
337        std::copy( final_bones.begin(), final_bones.end(), bones );
338        return new mesh_nodes_data( "bones", final_bones.size(), bones );
[248]339}
340
[294]341mesh_nodes_data* nv::assimp_loader::release_mesh_nodes_data( size_t index /*= 0*/ )
[249]342{
343        if ( m_scene == nullptr ) return nullptr;
344        const aiScene* scene = (const aiScene*)m_scene;
[291]345        if ( scene->mRootNode == nullptr || scene->mAnimations == nullptr || scene->mAnimations[index] == nullptr) return nullptr;
[249]346
347        const aiNode*      root = scene->mRootNode;
[291]348        const aiAnimation* anim = scene->mAnimations[index];
[249]349
[291]350        uint32 count = count_nodes( scene->mRootNode );
351        mesh_node_data* data    = new mesh_node_data[count];
[249]352
[291]353        uint16 frame_rate     = (uint16)anim->mTicksPerSecond;
354        float  duration       = (float)anim->mDuration;
[293]355        bool   flat           = false;
[287]356
[293]357        load_node( index, data, root, 0, -1 );
[291]358
[293]359        return new mesh_nodes_data( anim->mName.data, count, data, frame_rate, duration, flat );
[249]360}
361
362nv::uint32 nv::assimp_loader::count_nodes( const void* node ) const
363{
364        const aiNode* ainode = (const aiNode*)node;
365        nv::uint32 count = 1;
366        for ( unsigned i = 0; i < ainode->mNumChildren; ++i )
367        {
368                count += count_nodes( ainode->mChildren[i] );
369        }
370        return count;
371}
372
[293]373nv::sint16 nv::assimp_loader::load_node( uint32 anim_id, mesh_node_data* nodes, const void* vnode, sint16 this_id, sint16 parent_id )
[249]374{
375        const aiScene* scene = (const aiScene*)m_scene;
376        const aiNode*  node  = (const aiNode*)vnode;
377        string name( node->mName.data );
[291]378        const aiAnimation* anim  = scene->mAnimations[anim_id];
[249]379        const aiNodeAnim*  anode = nullptr;
380
381        for ( unsigned i = 0 ; i < anim->mNumChannels ; i++ )
382        {
383                anode = anim->mChannels[i];
384                if ( std::string( anode->mNodeName.data ) == name ) break;
385                anode = nullptr;
386        }
387
[291]388        mesh_node_data& a_data = nodes[ this_id ];
[249]389
390        a_data.name      = name;
[291]391        a_data.target_id = -1;
[249]392        a_data.parent_id = parent_id;
[279]393        // This value is ignored by the create_transformed_keys, but needed by create_direct_keys!
394        // TODO: find a common solution!
395        //       This is bad because create_transformed_keys never uses node-transformations for
396        //       node's without keys
[249]397        a_data.transform = nv::assimp_mat4_cast( node->mTransformation );
[284]398        if (this_id == 0)
399                a_data.transform = mat4();
[285]400        a_data.data = nullptr;
[249]401
[293]402        if (anode) create_keys( &a_data, anode );
[249]403
[291]404        nv::sint16 next = this_id + 1;
[249]405        for ( unsigned i = 0; i < node->mNumChildren; ++i )
406        {
[293]407                next = load_node( anim_id, nodes, node->mChildren[i], next, this_id );
[249]408        }
[287]409
[249]410        return next;
411}
412
[293]413void nv::assimp_loader::create_keys( mesh_node_data* data, const void* vnode )
[249]414{
415        const aiNodeAnim* node = (const aiNodeAnim*)vnode;
[282]416        if ( node->mNumPositionKeys == 0 && node->mNumRotationKeys == 0 && node->mNumScalingKeys == 0 )
417        {
418                return;
419        }
[249]420
[285]421        data->data = new key_data;
422        key_raw_channel* raw_pchannel = key_raw_channel::create<assimp_key_p>( node->mNumPositionKeys );
423        key_raw_channel* raw_rchannel = key_raw_channel::create<assimp_key_r>( node->mNumRotationKeys );
[287]424        //key_raw_channel* raw_schannel = key_raw_channel::create<assimp_key_s>( node->mNumScalingKeys );
[285]425        data->data->add_channel( raw_pchannel );
426        data->data->add_channel( raw_rchannel );
[287]427        //data->data->add_channel( raw_schannel );
[285]428        assimp_key_p* pchannel = ((assimp_key_p*)(raw_pchannel->data));
429        assimp_key_r* rchannel = ((assimp_key_r*)(raw_rchannel->data));
[287]430        //assimp_key_s* schannel = ((assimp_key_s*)(raw_schannel->data));
[282]431
[249]432        for ( unsigned np = 0; np < node->mNumPositionKeys; ++np )
433        {
[282]434                pchannel[np].time     = (float)node->mPositionKeys[np].mTime;
[293]435                pchannel[np].position = assimp_vec3_cast(node->mPositionKeys[np].mValue);
[249]436        }
437        for ( unsigned np = 0; np < node->mNumRotationKeys; ++np )
438        {
[282]439                rchannel[np].time     = (float)node->mRotationKeys[np].mTime;
[293]440                rchannel[np].rotation = assimp_quat_cast(node->mRotationKeys[np].mValue );
[249]441        }
[287]442//      if ( node->mNumScalingKeys > 0 )
443//      {
444//              nv::vec3 scale_vec0 = assimp_vec3_cast( node->mScalingKeys[0].mValue );
445//              float scale_value   = glm::length( glm::abs( scale_vec0 - nv::vec3(1,1,1) ) );
446//              if ( node->mNumScalingKeys > 1 || scale_value > 0.001 )
447//              {
448//                      NV_LOG( nv::LOG_WARNING, "scale key significant!" );
449//                      for ( unsigned np = 0; np < node->mNumRotationKeys; ++np )
450//                      {
451//                              schannel[np].time  = (float)node->mScalingKeys[np].mTime;
452//                              schannel[np].scale = assimp_vec3_cast(node->mScalingKeys[np].mValue);
453//                      }
454//              }
455//              else
456//              {
457//                      schannel[0].time  = (float)node->mScalingKeys[0].mTime;
458//                      schannel[0].scale = assimp_vec3_cast(node->mScalingKeys[0].mValue);
459//              }
460//      }
461
462}
463
464mesh_data_pack* nv::assimp_loader::release_mesh_data_pack()
465{
[291]466        if ( m_scene == nullptr || m_mesh_count == 0 ) return nullptr;
467        const aiScene* scene = (const aiScene*)m_scene;
468        bool has_bones = false;
[287]469        mesh_data* meshes = new mesh_data[ m_mesh_count ];
[291]470        for ( size_t m = 0; m < m_mesh_count; ++m )
[249]471        {
[291]472                const aiMesh* mesh = scene->mMeshes[ m ];
473                meshes[m].set_name( mesh->mName.data );
474                if ( mesh->mNumBones > 0 ) has_bones = true;
475                load_mesh_data(&meshes[m],m);
[249]476        }
[291]477
[294]478        mesh_nodes_data* nodes = ( has_bones ? release_merged_bones( meshes ) : release_mesh_nodes_data(0) );
[291]479        return new mesh_data_pack( m_mesh_count, meshes, nodes );
[287]480}
[284]481
[291]482size_t nv::assimp_loader::get_nodes_data_count() const
[287]483{
[291]484        if ( m_scene == nullptr ) return 0;
485        const aiScene* scene = (const aiScene*)m_scene;
486        return scene->mNumAnimations;   
[249]487}
488
[291]489
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.