source: trunk/src/formats/assimp_loader.cc @ 415

Last change on this file since 415 was 415, checked in by epyon, 10 years ago
  • naming scheme for data_descriptor changed
  • channels can only be created by data_channel_creators
File size: 15.0 KB
Line 
1// Copyright (C) 2014-2015 ChaosForge Ltd
2// http://chaosforge.org/
3//
4// This file is part of Nova libraries.
5// For conditions of distribution and use, see copying.txt file in root folder.
6
7#include "nv/formats/assimp_loader.hh"
8#include "nv/stl/unordered_map.hh"
9#include "nv/lib/assimp.hh"
10
11using namespace nv;
12
13const unsigned MAX_BONES = 64;
14
15struct assimp_plain_vtx
16{
17        vec3 position;
18        vec3 normal;
19        vec2 texcoord;
20        vec4 tangent;
21
22        assimp_plain_vtx() {}
23        assimp_plain_vtx( const vec3& v, const vec2& t, const vec3& n, const vec4& g )
24        {
25                position = v;
26                texcoord = t;
27                normal   = n;
28                tangent  = g;
29        }
30};
31
32struct assimp_skinned_vtx
33{
34        vec3  position;
35        vec3  normal;
36        vec2  texcoord;
37        vec4  tangent;
38        ivec4 boneindex;
39        vec4  boneweight;
40
41        assimp_skinned_vtx() {}
42        assimp_skinned_vtx( const vec3& v, const vec2& t, const vec3& n, const vec4& g )
43        {
44                position = v;
45                texcoord = t;
46                normal   = n;
47                tangent  = g;
48        }
49};
50
51struct assimp_key_p  { float time; vec3 translation; };
52struct assimp_key_r  { float time; quat rotation; };
53struct assimp_key_s  { float time; vec3 scale; };
54struct assimp_key_tr { transform tform; };
55
56
57nv::assimp_loader::assimp_loader( const std::string& a_ext, uint32 a_assimp_flags /*= 0 */ )
58        : m_scene( nullptr ), m_mesh_count(0)
59{
60        m_ext   = a_ext;
61        m_assimp_flags = a_assimp_flags;
62        if ( m_assimp_flags == 0 )
63        {
64                m_assimp_flags = (
65                        aiProcess_CalcTangentSpace                              | 
66                        aiProcess_GenSmoothNormals                              | 
67                        aiProcess_JoinIdenticalVertices                 |   
68                        aiProcess_ImproveCacheLocality                  | 
69                        aiProcess_LimitBoneWeights                              | 
70                        aiProcess_RemoveRedundantMaterials      | 
71                        aiProcess_SplitLargeMeshes                              | 
72                        aiProcess_Triangulate                                   | 
73                        aiProcess_GenUVCoords                   | 
74                        aiProcess_SortByPType                   | 
75                        aiProcess_FindDegenerates               | 
76                        aiProcess_FindInvalidData               | 
77                        0 );
78        }
79}
80
81
82bool nv::assimp_loader::load( stream& source )
83{
84        load_assimp_library();
85        if ( m_scene != nullptr ) aiReleaseImport( reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene ) );
86        m_scene = nullptr;
87        m_mesh_count = 0;
88        NV_LOG_NOTICE( "AssImp loading file..." );
89        size_t size = source.size();
90        char* data  = new char[ size ];
91        source.read( data, size, 1 );
92        const aiScene* scene = aiImportFileFromMemory( data, size, m_assimp_flags, m_ext.c_str() );
93
94        if( !scene)
95        {
96                NV_LOG_ERROR( aiGetErrorString() );
97                return false;
98        }
99        m_scene      = scene;
100        m_mesh_count = scene->mNumMeshes;
101        NV_LOG_NOTICE( "Loading successfull" );
102        return true;
103}
104
105mesh_data* nv::assimp_loader::release_mesh_data( size_t index /*= 0 */ )
106{
107        if ( index >= m_mesh_count ) return nullptr;
108        mesh_data* result = new mesh_data;
109        load_mesh_data( result, index );
110        return result;
111}
112void nv::assimp_loader::load_mesh_data( mesh_data* data, size_t index )
113{
114        const aiScene* scene = reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene );
115        const aiMesh*  mesh  = scene->mMeshes[ index ];
116        data->set_name( mesh->mName.data );
117
118        bool skinned = mesh->mNumBones > 0;
119
120        data_descriptor desc;
121        if ( skinned )
122                desc.initialize< assimp_skinned_vtx >();
123        else
124                desc.initialize< assimp_plain_vtx >();
125        raw_data_channel_creator channel( desc, mesh->mNumVertices );
126        uint8* cdata = channel.raw_data();
127
128        if ( mesh->mTangents && mesh->mBitangents )
129                for ( unsigned int i = 0; i < mesh->mNumVertices; i++ )
130                {
131                        vec3 v = assimp_vec3_cast( mesh->mVertices[i] );
132                        vec3 n = glm::normalize( assimp_vec3_cast( mesh->mNormals[i] ) );
133                        vec3 t = glm::normalize( assimp_vec3_cast( mesh->mTangents[i] ) );
134                        vec3 b = glm::normalize( assimp_vec3_cast( mesh->mBitangents[i] ) );
135                        vec2 s = assimp_st_cast( mesh->mTextureCoords[0][i] );
136
137                        glm::vec3 t_i = glm::normalize( t - n * glm::dot( n, t ) );
138                        float det = ( glm::dot( glm::cross( n, t ), b ) );
139                        det = ( det < 0.0f ? -1.0f : 1.0f );
140                        nv::vec4 vt( t_i[0], t_i[1], t_i[2], det );
141                        if ( skinned )
142                                reinterpret_cast<assimp_skinned_vtx*>( cdata )[i] = assimp_skinned_vtx( v, s, n, vt );
143                        else
144                                reinterpret_cast<assimp_plain_vtx*>( cdata )[i] = assimp_plain_vtx( v, s, n, vt );
145                }
146
147        if ( skinned )
148        {
149                assimp_skinned_vtx* vtx = reinterpret_cast< assimp_skinned_vtx* >( cdata );
150                for (unsigned int m=0; m<mesh->mNumBones; m++)
151                {
152                        aiBone* bone  = mesh->mBones[m];
153                        for (unsigned int w=0; w<bone->mNumWeights; w++)
154                        {
155                                assimp_skinned_vtx& v = vtx[ bone->mWeights[w].mVertexId ];
156                                bool found = false;
157                                for ( int i = 0 ; i < 4; ++i )
158                                {
159                                        if ( v.boneweight[i] <= 0.0f )
160                                        {
161                                                v.boneindex[i]  = int( m );
162                                                v.boneweight[i] = bone->mWeights[w].mWeight;
163                                                found = true;
164                                                break;
165                                        }
166                                }
167                                NV_ASSERT( found, "Too many weights!" );
168                        }
169                }
170        }
171
172        data_channel_creator< index_u16 > ichannel( mesh->mNumFaces * 3 );
173        uint16* indices = reinterpret_cast<uint16*>( ichannel.raw_data() );
174        for (unsigned int i=0; i<mesh->mNumFaces; i++)
175        {
176                const aiFace* face = &mesh->mFaces[i];
177                for (unsigned int j=0; j<face->mNumIndices; j++)
178                {
179                        indices[ i*3 + j ] = uint16( face->mIndices[j] );
180                }
181        }
182        data->add_channel( channel.release() );
183        data->add_channel( ichannel.release() );
184}
185
186nv::assimp_loader::~assimp_loader()
187{
188        if ( m_scene != nullptr ) aiReleaseImport( reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene ) );
189}
190
191bool nv::assimp_loader::load_bones( size_t index, array_ref< mesh_node_data > bones )
192{
193        if ( m_scene == nullptr ) return false;
194        const aiScene* scene = reinterpret_cast<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];
200                mat4    offset = assimp_mat4_cast( bone->mOffsetMatrix );
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;
206        }
207        return true;
208}
209
210void nv::assimp_loader::scene_report() const
211{
212        const aiScene* scene = reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene );
213        if ( scene == nullptr ) return;
214
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( "------------------------" );
221
222        aiNode* root = scene->mRootNode;
223        if (root)
224        {
225                NV_LOG_NOTICE( "Root node  - ", root->mName.data );
226                NV_LOG_NOTICE( "  meshes   - ", root->mNumMeshes );
227                NV_LOG_NOTICE( "  children - ", root->mNumChildren );
228        }
229        else
230        {
231                NV_LOG_NOTICE( "No root node!" );
232        }
233        NV_LOG_NOTICE( "------------------------" );
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
241                        NV_LOG_NOTICE( "Mesh #", mc, "   - ", string_view( static_cast<char*>( 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 );
246
247                        //                      NV_LOG_NOTICE(  "Bones:" );
248                        //                      for (unsigned int m=0; m<mesh->mNumBones; m++)
249                        //                      {
250                        //                              aiBone* bone  = mesh->mBones[m];
251                        //                              NV_LOG_NOTICE( bone->mName.C_Str() );
252                        //                      }
253                }
254        }
255        else
256        {
257                NV_LOG_NOTICE( "No meshes!" );
258        }
259        NV_LOG_NOTICE( "------------------------" );
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);
272        //                              NV_LOG_NOTICE( "  material - ", path.data );
273        //                              texIndex++;
274        //                      }
275        //              }
276        //      }
277        //      else
278        //      {
279        //              NV_LOG_NOTICE( "No materials" );
280        //      }
281        //      NV_LOG_NOTICE( "------------------------" );
282
283}
284
285mesh_nodes_data* nv::assimp_loader::release_merged_bones( mesh_data* meshes )
286{
287        const aiScene* scene = reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene );
288        vector< mesh_node_data > final_bones;
289        unordered_map< std::string, uint16 > names;
290        for ( unsigned int m = 0; m < m_mesh_count; ++m )
291        {
292                uint16 translate[MAX_BONES];
293                vector< mesh_node_data > bones;
294                const aiMesh*  mesh  = scene->mMeshes[ m ];
295                if ( mesh->mNumBones != 0 )
296                {
297                        bones.resize( mesh->mNumBones );
298                        load_bones( m, bones );
299                        for ( unsigned int b = 0; b < mesh->mNumBones; ++b )
300                        {
301
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!" );
307                                        uint16 index = uint16( final_bones.size() );
308                                        final_bones.push_back( bone );
309                                        names[ bone.name ] = index;
310                                        translate[b] = index;
311                                }
312                                else
313                                {
314                                        translate[b] = iname->second;
315                                }
316                        }
317                        if ( m > 0 && bones.size() > 0 )
318                        {
319                                data_channel_creator< assimp_skinned_vtx > channel( meshes[m].get_raw_channels()[0] );
320                                for ( unsigned v = 0; v < channel.size(); ++v )
321                                {
322                                        assimp_skinned_vtx& vertex = channel.data()[v];
323
324                                        for ( int i = 0 ; i < 4; ++i)
325                                        {
326                                                if ( vertex.boneweight[i] > 0.0f )
327                                                {
328                                                        vertex.boneindex[i] = int( translate[vertex.boneindex[i]] );
329                                                }
330                                        }
331                                }
332                        }
333                }       
334        }
335        mesh_node_data* bones = new mesh_node_data[ final_bones.size() ];
336        raw_copy( final_bones.begin(), final_bones.end(), bones );
337        return new mesh_nodes_data( "bones", final_bones.size(), bones );
338}
339
340mesh_nodes_data* nv::assimp_loader::release_mesh_nodes_data( size_t index /*= 0*/ )
341{
342        if ( m_scene == nullptr ) return nullptr;
343        const aiScene* scene = reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene );
344        if ( scene->mRootNode == nullptr || scene->mAnimations == nullptr || scene->mAnimations[index] == nullptr) return nullptr;
345
346        const aiNode*      root = scene->mRootNode;
347        const aiAnimation* anim = scene->mAnimations[index];
348
349        uint32 count = count_nodes( scene->mRootNode );
350        mesh_node_data* data    = new mesh_node_data[count];
351
352        uint16 frame_rate     = static_cast<uint16>( anim->mTicksPerSecond );
353        float  duration       = static_cast<float>( anim->mDuration );
354        bool   flat           = false;
355
356        load_node( index, data, root, 0, -1 );
357
358        return new mesh_nodes_data( anim->mName.data, count, data, frame_rate, duration, flat );
359}
360
361nv::uint32 nv::assimp_loader::count_nodes( const void* node ) const
362{
363        const aiNode* ainode = reinterpret_cast< const aiNode* >( node );
364        nv::uint32 count = 1;
365        for ( unsigned i = 0; i < ainode->mNumChildren; ++i )
366        {
367                count += count_nodes( ainode->mChildren[i] );
368        }
369        return count;
370}
371
372nv::sint16 nv::assimp_loader::load_node( uint32 anim_id, mesh_node_data* nodes, const void* vnode, sint16 this_id, sint16 parent_id )
373{
374        const aiScene* scene = reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene );
375        const aiNode*  node  = reinterpret_cast<const aiNode*>( vnode );
376        std::string name( node->mName.data );
377        const aiAnimation* anim  = scene->mAnimations[anim_id];
378        const aiNodeAnim*  anode = nullptr;
379
380        for ( unsigned i = 0 ; i < anim->mNumChannels ; i++ )
381        {
382                anode = anim->mChannels[i];
383                if ( std::string( anode->mNodeName.data ) == name ) break;
384                anode = nullptr;
385        }
386
387        mesh_node_data& a_data = nodes[ this_id ];
388
389        a_data.name      = name;
390        a_data.target_id = -1;
391        a_data.parent_id = parent_id;
392        // This value is ignored by the create_transformed_keys, but needed by create_direct_keys!
393        // TODO: find a common solution!
394        //       This is bad because create_transformed_keys never uses node-transformations for
395        //       node's without keys
396        a_data.transform = nv::assimp_mat4_cast( node->mTransformation );
397        if (this_id == 0)
398                a_data.transform = mat4();
399        a_data.data = nullptr;
400
401        if (anode) create_keys( &a_data, anode );
402
403        nv::sint16 next = this_id + 1;
404        for ( unsigned i = 0; i < node->mNumChildren; ++i )
405        {
406                next = load_node( anim_id, nodes, node->mChildren[i], next, this_id );
407        }
408
409        return next;
410}
411
412void nv::assimp_loader::create_keys( mesh_node_data* data, const void* vnode )
413{
414        const aiNodeAnim* node = reinterpret_cast< const aiNodeAnim* >( vnode );
415        if ( node->mNumPositionKeys == 0 && node->mNumRotationKeys == 0 && node->mNumScalingKeys == 0 )
416        {
417                return;
418        }
419
420        data->data = new key_data;
421        data_channel_creator< assimp_key_p > pchannel_creator( node->mNumPositionKeys );
422        data_channel_creator< assimp_key_r > rchannel_creator( node->mNumRotationKeys );
423//      data_channel_creator< assimp_key_s > schannel_creator( node->mNumScalingKeys );
424
425        assimp_key_p* pchannel = pchannel_creator.data();
426        assimp_key_r* rchannel = rchannel_creator.data();
427        //assimp_key_s* schannel = ((assimp_key_s*)(raw_schannel->data));
428
429        for ( unsigned np = 0; np < node->mNumPositionKeys; ++np )
430        {
431                pchannel[np].time        = static_cast<float>( node->mPositionKeys[np].mTime );
432                pchannel[np].translation = assimp_vec3_cast(node->mPositionKeys[np].mValue);
433        }
434        for ( unsigned np = 0; np < node->mNumRotationKeys; ++np )
435        {
436                rchannel[np].time     = static_cast<float>( node->mRotationKeys[np].mTime );
437                rchannel[np].rotation = assimp_quat_cast(node->mRotationKeys[np].mValue );
438        }
439//      if ( node->mNumScalingKeys > 0 )
440//      {
441//              nv::vec3 scale_vec0 = assimp_vec3_cast( node->mScalingKeys[0].mValue );
442//              float scale_value   = glm::length( glm::abs( scale_vec0 - nv::vec3(1,1,1) ) );
443//              if ( node->mNumScalingKeys > 1 || scale_value > 0.001 )
444//              {
445//                      NV_LOG( nv::LOG_WARNING, "scale key significant!" );
446//                      for ( unsigned np = 0; np < node->mNumRotationKeys; ++np )
447//                      {
448//                              schannel[np].time  = (float)node->mScalingKeys[np].mTime;
449//                              schannel[np].scale = assimp_vec3_cast(node->mScalingKeys[np].mValue);
450//                      }
451//              }
452//              else
453//              {
454//                      schannel[0].time  = (float)node->mScalingKeys[0].mTime;
455//                      schannel[0].scale = assimp_vec3_cast(node->mScalingKeys[0].mValue);
456//              }
457//      }
458        data->data->add_channel( pchannel_creator.release() );
459        data->data->add_channel( rchannel_creator.release() );
460//      data->data->add_channel( schannel_creator.release() );
461}
462
463mesh_data_pack* nv::assimp_loader::release_mesh_data_pack()
464{
465        if ( m_scene == nullptr || m_mesh_count == 0 ) return nullptr;
466        const aiScene* scene = reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene );
467        bool has_bones = false;
468        mesh_data* meshes = new mesh_data[ m_mesh_count ];
469        for ( size_t m = 0; m < m_mesh_count; ++m )
470        {
471                const aiMesh* mesh = scene->mMeshes[ m ];
472                meshes[m].set_name( mesh->mName.data );
473                if ( mesh->mNumBones > 0 ) has_bones = true;
474                load_mesh_data(&meshes[m],m);
475        }
476
477        mesh_nodes_data* nodes = ( has_bones ? release_merged_bones( meshes ) : release_mesh_nodes_data(0) );
478        return new mesh_data_pack( m_mesh_count, meshes, nodes );
479}
480
481nv::size_t nv::assimp_loader::get_nodes_data_count() const
482{
483        if ( m_scene == nullptr ) return 0;
484        const aiScene* scene = reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene );
485        return scene->mNumAnimations;   
486}
487
488
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.