source: trunk/src/formats/assimp_loader.cc @ 423

Last change on this file since 423 was 423, checked in by epyon, 10 years ago
  • removal of several strings, string hashes used
  • WIP some data lost - see explicit warnings
  • name_hash to name
  • more nmd updates
  • animation names as hashes
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
9#include "nv/interface/data_channel_access.hh"
10#include "nv/stl/unordered_map.hh"
11#include "nv/lib/assimp.hh"
12
13using namespace nv;
14
15const unsigned MAX_BONES = 64;
16
17struct assimp_plain_vtx
18{
19        vec3 position;
20        vec3 normal;
21        vec2 texcoord;
22        vec4 tangent;
23
24        assimp_plain_vtx() {}
25        assimp_plain_vtx( const vec3& v, const vec2& t, const vec3& n, const vec4& g )
26        {
27                position = v;
28                texcoord = t;
29                normal   = n;
30                tangent  = g;
31        }
32};
33
34struct assimp_skinned_vtx
35{
36        vec3  position;
37        vec3  normal;
38        vec2  texcoord;
39        vec4  tangent;
40        ivec4 boneindex;
41        vec4  boneweight;
42
43        assimp_skinned_vtx() {}
44        assimp_skinned_vtx( const vec3& v, const vec2& t, const vec3& n, const vec4& g )
45        {
46                position = v;
47                texcoord = t;
48                normal   = n;
49                tangent  = g;
50        }
51};
52
53struct assimp_key_p  { float time; vec3 translation; };
54struct assimp_key_r  { float time; quat rotation; };
55struct assimp_key_s  { float time; vec3 scale; };
56struct assimp_key_tr { transform tform; };
57
58
59nv::assimp_loader::assimp_loader( const std::string& a_ext, uint32 a_assimp_flags /*= 0 */ )
60        : m_scene( nullptr ), m_mesh_count(0)
61{
62        m_ext   = a_ext;
63        m_assimp_flags = a_assimp_flags;
64        if ( m_assimp_flags == 0 )
65        {
66                m_assimp_flags = (
67                        aiProcess_CalcTangentSpace                              | 
68                        aiProcess_GenSmoothNormals                              | 
69                        aiProcess_JoinIdenticalVertices                 |   
70                        aiProcess_ImproveCacheLocality                  | 
71                        aiProcess_LimitBoneWeights                              | 
72                        aiProcess_RemoveRedundantMaterials      | 
73                        aiProcess_SplitLargeMeshes                              | 
74                        aiProcess_Triangulate                                   | 
75                        aiProcess_GenUVCoords                   | 
76                        aiProcess_SortByPType                   | 
77                        aiProcess_FindDegenerates               | 
78                        aiProcess_FindInvalidData               | 
79                        0 );
80        }
81}
82
83
84bool nv::assimp_loader::load( stream& source )
85{
86        load_assimp_library();
87        if ( m_scene != nullptr ) aiReleaseImport( reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene ) );
88        m_scene = nullptr;
89        m_mesh_count = 0;
90        NV_LOG_NOTICE( "AssImp loading file..." );
91        size_t size = source.size();
92        char* data  = new char[ size ];
93        source.read( data, size, 1 );
94        const aiScene* scene = aiImportFileFromMemory( data, size, m_assimp_flags, m_ext.c_str() );
95
96        if( !scene)
97        {
98                NV_LOG_ERROR( aiGetErrorString() );
99                return false;
100        }
101        m_scene      = scene;
102        m_mesh_count = scene->mNumMeshes;
103        NV_LOG_NOTICE( "Loading successfull" );
104        return true;
105}
106
107data_channel_set* nv::assimp_loader::release_mesh_data( size_t index /*= 0 */ )
108{
109        if ( index >= m_mesh_count ) return nullptr;
110        data_channel_set* result = data_channel_set_creator::create( 2 );
111        load_mesh_data( result, index );
112        return result;
113}
114void nv::assimp_loader::load_mesh_data( data_channel_set* data, size_t index )
115{
116        const aiScene* scene = reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene );
117        const aiMesh*  mesh  = scene->mMeshes[ index ];
118
119        bool skinned = mesh->mNumBones > 0;
120
121        data_descriptor desc;
122        if ( skinned )
123                desc.initialize< assimp_skinned_vtx >();
124        else
125                desc.initialize< assimp_plain_vtx >();
126        data_channel_set_creator maccess( data );
127        maccess.set_name( mesh->mName.data );
128        uint8*  cdata   = maccess.add_channel( desc, mesh->mNumVertices ).raw_data();
129        uint16* indices = reinterpret_cast<uint16*>( maccess.add_channel< index_u16 >( mesh->mNumFaces * 3 ).raw_data() );
130
131        if ( mesh->mTangents && mesh->mBitangents )
132                for ( unsigned int i = 0; i < mesh->mNumVertices; i++ )
133                {
134                        vec3 v = assimp_vec3_cast( mesh->mVertices[i] );
135                        vec3 n = glm::normalize( assimp_vec3_cast( mesh->mNormals[i] ) );
136                        vec3 t = glm::normalize( assimp_vec3_cast( mesh->mTangents[i] ) );
137                        vec3 b = glm::normalize( assimp_vec3_cast( mesh->mBitangents[i] ) );
138                        vec2 s = assimp_st_cast( mesh->mTextureCoords[0][i] );
139
140                        glm::vec3 t_i = glm::normalize( t - n * glm::dot( n, t ) );
141                        float det = ( glm::dot( glm::cross( n, t ), b ) );
142                        det = ( det < 0.0f ? -1.0f : 1.0f );
143                        nv::vec4 vt( t_i[0], t_i[1], t_i[2], det );
144                        if ( skinned )
145                                reinterpret_cast<assimp_skinned_vtx*>( cdata )[i] = assimp_skinned_vtx( v, s, n, vt );
146                        else
147                                reinterpret_cast<assimp_plain_vtx*>( cdata )[i] = assimp_plain_vtx( v, s, n, vt );
148                }
149
150        if ( skinned )
151        {
152                assimp_skinned_vtx* vtx = reinterpret_cast< assimp_skinned_vtx* >( cdata );
153                for (unsigned int m=0; m<mesh->mNumBones; m++)
154                {
155                        aiBone* bone  = mesh->mBones[m];
156                        for (unsigned int w=0; w<bone->mNumWeights; w++)
157                        {
158                                assimp_skinned_vtx& v = vtx[ bone->mWeights[w].mVertexId ];
159                                bool found = false;
160                                for ( int i = 0 ; i < 4; ++i )
161                                {
162                                        if ( v.boneweight[i] <= 0.0f )
163                                        {
164                                                v.boneindex[i]  = int( m );
165                                                v.boneweight[i] = bone->mWeights[w].mWeight;
166                                                found = true;
167                                                break;
168                                        }
169                                }
170                                NV_ASSERT( found, "Too many weights!" );
171                        }
172                }
173        }
174
175        for (unsigned int i=0; i<mesh->mNumFaces; i++)
176        {
177                const aiFace* face = &mesh->mFaces[i];
178                for (unsigned int j=0; j<face->mNumIndices; j++)
179                {
180                        indices[ i*3 + j ] = uint16( face->mIndices[j] );
181                }
182        }
183
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].name = hash_string< uint64 >( bone->mName.data );
203                bones[m].data = nullptr;
204                bones[m].parent_id = -1;
205//              bones[m].target_id = -1;
206                bones[m].transform = offset;
207        }
208        return true;
209}
210
211void nv::assimp_loader::scene_report() const
212{
213        const aiScene* scene = reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene );
214        if ( scene == nullptr ) return;
215
216        NV_LOG_NOTICE( "------------------------" );
217        NV_LOG_NOTICE( "Texture   count - ", scene->mNumTextures );
218        NV_LOG_NOTICE( "Animation count - ", scene->mNumAnimations );
219        NV_LOG_NOTICE( "Material  count - ", scene->mNumMaterials );
220        NV_LOG_NOTICE( "Meshes    count - ", scene->mNumMeshes );
221        NV_LOG_NOTICE( "------------------------" );
222
223        aiNode* root = scene->mRootNode;
224        if (root)
225        {
226                NV_LOG_NOTICE( "Root node  - ", root->mName.data );
227                NV_LOG_NOTICE( "  meshes   - ", root->mNumMeshes );
228                NV_LOG_NOTICE( "  children - ", root->mNumChildren );
229        }
230        else
231        {
232                NV_LOG_NOTICE( "No root node!" );
233        }
234        NV_LOG_NOTICE( "------------------------" );
235
236        if ( scene->mNumMeshes > 0 )
237        {
238                for ( nv::uint32 mc = 0; mc < scene->mNumMeshes; mc++ )
239                {
240                        aiMesh* mesh = scene->mMeshes[mc];
241
242                        NV_LOG_NOTICE( "Mesh #", mc, "   - ", string_view( static_cast<char*>( mesh->mName.data ) ) );
243                        NV_LOG_NOTICE( "  bones   - ", mesh->mNumBones );
244                        NV_LOG_NOTICE( "  uvs     - ", mesh->mNumUVComponents[0] );
245                        NV_LOG_NOTICE( "  verts   - ", mesh->mNumVertices );
246                        NV_LOG_NOTICE( "  faces   - ", mesh->mNumFaces );
247
248                        //                      NV_LOG_NOTICE(  "Bones:" );
249                        //                      for (unsigned int m=0; m<mesh->mNumBones; m++)
250                        //                      {
251                        //                              aiBone* bone  = mesh->mBones[m];
252                        //                              NV_LOG_NOTICE( bone->mName.C_Str() );
253                        //                      }
254                }
255        }
256        else
257        {
258                NV_LOG_NOTICE( "No meshes!" );
259        }
260        NV_LOG_NOTICE( "------------------------" );
261
262
263        //      if ( scene->mNumMaterials > 0 )
264        //      {
265        //              for (unsigned int m=0; m < scene->mNumMaterials; m++)
266        //              {
267        //                      int texIndex = 0;
268        //                      aiReturn texFound = aiReturn_SUCCESS;
269        //                      aiString path;  // filename
270        //                      while (texFound == aiReturn_SUCCESS)
271        //                      {
272        //                              texFound = scene->mMaterials[m]->GetTexture(aiTextureType_DIFFUSE, texIndex, &path);
273        //                              NV_LOG_NOTICE( "  material - ", path.data );
274        //                              texIndex++;
275        //                      }
276        //              }
277        //      }
278        //      else
279        //      {
280        //              NV_LOG_NOTICE( "No materials" );
281        //      }
282        //      NV_LOG_NOTICE( "------------------------" );
283
284}
285
286mesh_nodes_data* nv::assimp_loader::release_merged_bones( data_channel_set* meshes )
287{
288        const aiScene* scene = reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene );
289        vector< mesh_node_data > final_bones;
290        unordered_map< uint64, uint16 > names;
291        for ( unsigned int m = 0; m < m_mesh_count; ++m )
292        {
293                uint16 translate[MAX_BONES];
294                vector< mesh_node_data > bones;
295                const aiMesh*  mesh  = scene->mMeshes[ m ];
296                if ( mesh->mNumBones != 0 )
297                {
298                        bones.resize( mesh->mNumBones );
299                        load_bones( m, bones );
300                        for ( unsigned int b = 0; b < mesh->mNumBones; ++b )
301                        {
302
303                                mesh_node_data& bone = bones[b];
304                                auto iname = names.find( bone.name );
305                                if ( iname == names.end() )
306                                {
307                                        NV_ASSERT( final_bones.size() < MAX_BONES, "Too many bones to merge!" );
308                                        uint16 index = uint16( final_bones.size() );
309                                        final_bones.push_back( bone );
310                                        names[ bone.name] = index;
311                                        translate[b] = index;
312                                }
313                                else
314                                {
315                                        translate[b] = iname->second;
316                                }
317                        }
318                        if ( m > 0 && bones.size() > 0 )
319                        {
320                                data_channel_access< assimp_skinned_vtx > channel( const_cast< raw_data_channel* >( meshes[m].get_channel(0) ) );
321                                for ( unsigned v = 0; v < channel.size(); ++v )
322                                {
323                                        assimp_skinned_vtx& vertex = channel.data()[v];
324
325                                        for ( int i = 0 ; i < 4; ++i)
326                                        {
327                                                if ( vertex.boneweight[i] > 0.0f )
328                                                {
329                                                        vertex.boneindex[i] = int( translate[vertex.boneindex[i]] );
330                                                }
331                                        }
332                                }
333                        }
334                }       
335        }
336        mesh_node_data* bones = new mesh_node_data[ final_bones.size() ];
337        raw_copy( final_bones.begin(), final_bones.end(), bones );
338        int name_;
339        return new mesh_nodes_data( /*"bones"*/0, final_bones.size(), bones );
340}
341
342mesh_nodes_data* nv::assimp_loader::release_mesh_nodes_data( size_t index /*= 0*/ )
343{
344        if ( m_scene == nullptr ) return nullptr;
345        const aiScene* scene = reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene );
346        if ( scene->mRootNode == nullptr || scene->mAnimations == nullptr || scene->mAnimations[index] == nullptr) return nullptr;
347
348        const aiNode*      root = scene->mRootNode;
349        const aiAnimation* anim = scene->mAnimations[index];
350
351        uint32 count = count_nodes( scene->mRootNode );
352        mesh_node_data* data    = new mesh_node_data[count];
353
354        uint16 frame_rate     = static_cast<uint16>( anim->mTicksPerSecond );
355        float  duration       = static_cast<float>( anim->mDuration );
356        bool   flat           = false;
357
358        load_node( index, data, root, 0, -1 );
359
360        int name;
361        return new mesh_nodes_data( /*anim->mName.data*/0, count, data, frame_rate, duration, flat );
362}
363
364nv::uint32 nv::assimp_loader::count_nodes( const void* node ) const
365{
366        const aiNode* ainode = reinterpret_cast< const aiNode* >( node );
367        nv::uint32 count = 1;
368        for ( unsigned i = 0; i < ainode->mNumChildren; ++i )
369        {
370                count += count_nodes( ainode->mChildren[i] );
371        }
372        return count;
373}
374
375nv::sint16 nv::assimp_loader::load_node( uint32 anim_id, mesh_node_data* nodes, const void* vnode, sint16 this_id, sint16 parent_id )
376{
377        const aiScene* scene = reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene );
378        const aiNode*  node  = reinterpret_cast<const aiNode*>( vnode );
379        std::string name( node->mName.data );
380        const aiAnimation* anim  = scene->mAnimations[anim_id];
381        const aiNodeAnim*  anode = nullptr;
382
383        for ( unsigned i = 0 ; i < anim->mNumChannels ; i++ )
384        {
385                anode = anim->mChannels[i];
386                if ( std::string( anode->mNodeName.data ) == name ) break;
387                anode = nullptr;
388        }
389
390        mesh_node_data& a_data = nodes[ this_id ];
391
392//      a_data.name      = name;
393        a_data.name = hash_string< uint64 >( name.c_str() );
394        a_data.parent_id = parent_id;
395        // This value is ignored by the create_transformed_keys, but needed by create_direct_keys!
396        // TODO: find a common solution!
397        //       This is bad because create_transformed_keys never uses node-transformations for
398        //       node's without keys
399        a_data.transform = nv::assimp_mat4_cast( node->mTransformation );
400        if (this_id == 0)
401                a_data.transform = mat4();
402        a_data.data = nullptr;
403
404        if (anode) create_keys( &a_data, anode );
405
406        nv::sint16 next = this_id + 1;
407        for ( unsigned i = 0; i < node->mNumChildren; ++i )
408        {
409                next = load_node( anim_id, nodes, node->mChildren[i], next, this_id );
410        }
411
412        return next;
413}
414
415void nv::assimp_loader::create_keys( mesh_node_data* data, const void* vnode )
416{
417        const aiNodeAnim* node = reinterpret_cast< const aiNodeAnim* >( vnode );
418        if ( node->mNumPositionKeys == 0 && node->mNumRotationKeys == 0 && node->mNumScalingKeys == 0 )
419        {
420                return;
421        }
422
423        data->data = data_channel_set_creator::create( 2 );
424        data_channel_set_creator key_set( data->data );
425
426        assimp_key_p* pchannel = key_set.add_channel< assimp_key_p >( node->mNumPositionKeys ).data();
427        assimp_key_r* rchannel = key_set.add_channel< assimp_key_r >( node->mNumRotationKeys ).data();
428//      assimp_key_s* schannel = key_set.add_channel< assimp_key_s >( node->mNumScalingKeys ).data();
429
430        for ( unsigned np = 0; np < node->mNumPositionKeys; ++np )
431        {
432                pchannel[np].time        = static_cast<float>( node->mPositionKeys[np].mTime );
433                pchannel[np].translation = assimp_vec3_cast(node->mPositionKeys[np].mValue);
434        }
435        for ( unsigned np = 0; np < node->mNumRotationKeys; ++np )
436        {
437                rchannel[np].time     = static_cast<float>( node->mRotationKeys[np].mTime );
438                rchannel[np].rotation = assimp_quat_cast(node->mRotationKeys[np].mValue );
439        }
440//      if ( node->mNumScalingKeys > 0 )
441//      {
442//              nv::vec3 scale_vec0 = assimp_vec3_cast( node->mScalingKeys[0].mValue );
443//              float scale_value   = glm::length( glm::abs( scale_vec0 - nv::vec3(1,1,1) ) );
444//              if ( node->mNumScalingKeys > 1 || scale_value > 0.001 )
445//              {
446//                      NV_LOG( nv::LOG_WARNING, "scale key significant!" );
447//                      for ( unsigned np = 0; np < node->mNumRotationKeys; ++np )
448//                      {
449//                              schannel[np].time  = (float)node->mScalingKeys[np].mTime;
450//                              schannel[np].scale = assimp_vec3_cast(node->mScalingKeys[np].mValue);
451//                      }
452//              }
453//              else
454//              {
455//                      schannel[0].time  = (float)node->mScalingKeys[0].mTime;
456//                      schannel[0].scale = assimp_vec3_cast(node->mScalingKeys[0].mValue);
457//              }
458//      }
459
460}
461
462mesh_data_pack* nv::assimp_loader::release_mesh_data_pack()
463{
464        if ( m_scene == nullptr || m_mesh_count == 0 ) return nullptr;
465        const aiScene* scene = reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene );
466        bool has_bones = false;
467        data_channel_set* meshes = data_channel_set_creator::create_array( m_mesh_count, 2 );
468        for ( size_t m = 0; m < m_mesh_count; ++m )
469        {
470                const aiMesh* mesh = scene->mMeshes[ m ];
471                data_channel_set_creator( &meshes[m] ).set_name( mesh->mName.data );
472                if ( mesh->mNumBones > 0 ) has_bones = true;
473                load_mesh_data(&meshes[m],m);
474        }
475
476        mesh_nodes_data* nodes = ( has_bones ? release_merged_bones( meshes ) : release_mesh_nodes_data(0) );
477        return new mesh_data_pack( m_mesh_count, meshes, nodes );
478}
479
480nv::size_t nv::assimp_loader::get_nodes_data_count() const
481{
482        if ( m_scene == nullptr ) return 0;
483        const aiScene* scene = reinterpret_cast<const aiScene*>( m_scene );
484        return scene->mNumAnimations;   
485}
486
487
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.