OBJ文件格式及VTK中处理方式

OBJ文件是一种先进的三维模型文件格式，由Alias|Wavefront公司开发。该格式广泛应用于三维建模和动画软件之间的模型交换，尤其在Maya等软件中具有重要地位。作为一种文本文件， OBJ文件可以直接用文本编辑器打开查看和修改。

文件特点

文件类型与内容

OBJ文件不包含动画、材质特性、贴图路径、动力学或粒子信息，主要用于多边形模型的交换。

尽管支持曲线和表面，但Maya导出的OBJ文件通常不包含这些信息。

面顶点数量

OBJ文件支持三个及以上的面顶点，这点非常有用。许多其他模型格式仅支持三角形面，导致导入后可能需要进行三角化处理，这对后续加工不利。

法线与贴图坐标

OBJ文件保存了法线和贴图坐标信息，可以直接引用贴图文件路径，无需额 Oil 后调整贴图坐标。

曲线与表面

支持自由形态曲线（如贝塞尔、B样条、基数曲线）和表面定义，具备高级曲面显示能力。

OBJ文件结构

文件开头

OBJ文件通常以注释行开头，注释以“#”开头。注释行后面可随意添加空格或空行以提高可读性。

关键字定义

各行数据以关键字开头，关键字包括：v（顶点）、vt（贴图坐标）、vn（法线）等。多行间可通过括号连接，不应以空格或Tab分隔。

面信息索引

facedex可以是正数或负数索引，正数表示顶点绝对索引，负数表示倒数索引（如f -a -b -c表示从该面开始的倒数第三个、第二个和第一个顶点）。

材质库信息

材质信息存储在".mtl"文件中，OBJ文件通过“mtllib”关键字引用。材质库包含漫射、环境、光泽等参数，并支持多个材质分组。

颜色信息

自定义OBJ文件可在v后紧跟RGB值（0.0-1.0或0-255）。VTK默认只读取坐标信息，对自定义颜色信息需手动解析。

VTK对OBJ文件操作

1. 读取OBJ文件（vtkOBJReader）

基本使用方法

vtkSmartPointer
   
     reader = vtkSmartPointer
    
     ::New();reader->SetFileName(filename.c_str());reader->Update();

读取输出数据

vtkPolyData* polyData = reader->GetOutput();vtkPointData* pointData = polyData->GetPointData();

2. 解析颜色信息

由于vtkOBJReader不读取颜色信息，可自行解析后添加到标量数据中。

代码示例

vtkUnsignedCharArray* pointColors = vtkSmartPointer
   
    ::New();pointColors->SetNumberOfComponents(3);// 假设从OBJ文件解析出一个颜色集合colorsfor (size_t i = 0; i < colors.size(); ++i) {    pointColors->InsertNextTuple3(        static_cast
    
     (colors[i].first * 255),        static_cast
     
      (colors[i].second * 255),        static_cast
      
       (colors[i].third * 255)    );}pointData->SetScalars(pointColors);

2. 书写OBJ文件（vtkOBJExporter）

基本使用方法

vtkSmartPointer
   
     exporter = vtkSmartPointer
    
     ::New();exporter->SetFileName(outputFile.c_str());exporter->Export(polyData);// 可配置立体固定面等参数exporter->SetFixedFace Normalize Onc|e();exporter->SetVertexResize(1.0); // 初始缩放比例，默认为1.0

自定义设置

SetScale() 调整模型分辨率。

SetTexturing() 及 SetTiling() 控制贴图布局。

3. 导入与应用

使用vtkOBJImporter

vtkSmartPointer
   
     importer = vtkSmartPointer
    
     ::New();importer->SetFileName(filePath.c_str());Exporter wantingToImporter->Import();	reader = importer->GetReader();

总结

OBJ文件作为标准的三维模型格式，具有广泛的应用场景。VTK通过vtkOBJReader和vtkOBJExporter提供了便捷的读写接口，适合处理标准化或自定义的OBJ文件。当涉及颜色信息的解析或自定义模型输出时，需结合具体需求进行扩展。

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