MD2文件格式

http://blog.csdn.net/hunter8777/article/details/6386499

 

MD2是一种3D模型网格存储文件格式，最早是由id Software公司为射击游戏Quake II创建的。

现今，很多游戏开发者借鉴于MD2文件格式的易用性来设计自己的模型文件。

本文来详细理解下MD2文件的结构。

 

参考内容《Focus On 3D Models》Chapter 3 Quake II's MD2 Models

 

 

一个MD2文件大致有以下内容

 

 

首先来看下MD2的文件头结构（Header）

[cpp] view plaincopyprint?

1. struct SMD2Header  
2. {  
3.       int m_iMagicNum;  
4.       int m_iVersion;  
5.       int m_iSkinWidthPx;  
6.       int m_iSkinHeightPx;  
7.       int m_iFrameSize;  
8.       int m_iNumSkins;  
9.       int m_iNumVertices;  
10.       int m_iNumTexCoords;  
11.       int m_iNumTriangles;  
12.       int m_iNumGLCommands;  
13.       int m_iNumFrames;  
14.       int m_iOffsetSkins;  
15.       int m_iOffsetTexCoords;  
16.       int m_iOffsetTriangles;  
17.       int m_iOffsetFrames;  
18.       int m_iOffsetGlCommands;  
19.       int m_iFileSize;  
20. };  

struct SMD2Header{ int m_iMagicNum; int m_iVersion; int m_iSkinWidthPx; int m_iSkinHeightPx; int m_iFrameSize; int m_iNumSkins; int m_iNumVertices; int m_iNumTexCoords; int m_iNumTriangles; int m_iNumGLCommands; int m_iNumFrames; int m_iOffsetSkins; int m_iOffsetTexCoords; int m_iOffsetTriangles; int m_iOffsetFrames; int m_iOffsetGlCommands; int m_iFileSize;};

 

iMagicNum：文件魔数，MD2文件魔数值为IDP2，转换成整型表达为844121161

iVersion：版本号，MD2文件的版本值为8

iSkinWidthPx/iSkinHeightPx：表示纹理的宽和高。虽然不同纹理可以被导入，但每个MD2模型同一时间只能使用一张纹理。

iFrameSize：每个关键帧的字节数

iNumSkins：定义的纹理数量

iNumVertices：每帧的顶点数

iNumTexCoords：纹理坐标数，无须与顶点数相同

iNumTriangles：模型中的三角形个数

iNumGLCommands：OpenGL的命令，如绘制triangle fans和triangle strips。对于导入模型的过程，该参数不是必须的

iNumFrames：帧数。每帧存有动画某个时间步的所有顶点位置信息，即一帧是一个模型当前位置的快照

iOffsetSkins/iOffsetTexCoords/iOffsetTriangles/iOffsetFrames/iOffsetGlCommands：上述信息在文件中的偏移位置

iFileSize：文件总的大小

 

 

内存中存放每帧的数据结构（Frame）如下

[cpp] view plaincopyprint?

1. struct SMD2Frame  
2. {  
3.    float m_fScale[3];  
4.    float m_fTrans[3];  
5.    char m_caName[16];  
6.    SMD2Vert * m_pVertss  
7.    SMD2Frame()  
8.    {  
9.       m_pVerts = 0;  
10.    }  
11.    ~SMD2Frame()  
12.    {  
13.       if(m_pVerts)  
14.          delete [] m_pVerts;  
15.    }  
16. };  

struct SMD2Frame{ float m_fScale[3]; float m_fTrans[3]; char m_caName[16]; SMD2Vert * m_pVertss SMD2Frame() { m_pVerts = 0; } ~SMD2Frame() { if(m_pVerts) delete [] m_pVerts; }};

 

fScale：三个维度上的缩放比例

fTrans：三个维度上的平移

caName：该帧的名字

pVertss：该帧定义的顶点数组

 

 

一般每个顶点结构（Vertices）在内存中简单如下

[cpp] view plaincopyprint?

1. struct SMD2Vert  
2. {  
3.      float m_fVert[3];  
4. };  

struct SMD2Vert{ float m_fVert[3];};

通常顶点结构不是以float存放的，为了节省空间，每一个维度位置信息被压缩至一个byte，在读取之后需要再乘以一个float-point的缩放值，才能得到float的xyz信息。

 

 

三角形面片（Triangles）信息如下

[cpp] view plaincopyprint?

1. struct SMD2Tri  
2. {  
3.    unsigned short m_sVertIndices[3];  
4.    unsigned short m_sTexIndices[3];  
5. };  

struct SMD2Tri{ unsigned short m_sVertIndices[3]; unsigned short m_sTexIndices[3];};

 

在上述提及的文件头结构体中，iNumTriangles变量记录了模型所需的三角形面片数。

每个面片记录了顶点的索引值，同时还记录纹理坐标的索引，方便进行纹理的映射。

 

 

纹理结构（Texture Coordinates）与顶点类似

[cpp] view plaincopyprint?

1. struct tMd2TexCoord  
2. {  
3.    short u, v;  
4. };  

struct tMd2TexCoord{ short u, v;};

 

同样，使用short也是因为考虑空间压缩，需要通过乘以比例系数来获得float值。

 

 

绘制

在进行一帧绘制的时候，就获取当前需要绘制的frame，然后按照该帧定义的顶点集，遍历所有三角形面片的索引，进行绘制，代码片段如下：

[cpp] view plaincopyprint?

1. glBegin(GL_TRIANGLES);  
2. for(int i = 0; i < m_Head.m_iNumTriangles; i++)  
3. {  
4.    glVertex3fv(m_pFrames[frame].m_pVerts[m_pTriangles[i].m_sVertIndices[0]]);  
5.    glVertex3fv(m_pFrames[frame].m_pVerts[m_pTriangles[i].m_sVertIndices[1]]);  
6.    glVertex3fv(m_pFrames[frame].m_pVerts[m_pTriangles[i].m_sVertIndices[2]]);  
7. }  
8. glEnd();  

glBegin(GL_TRIANGLES);for(int i = 0; i < m_Head.m_iNumTriangles; i++){ glVertex3fv(m_pFrames[frame].m_pVerts[m_pTriangles[i].m_sVertIndices[0]]); glVertex3fv(m_pFrames[frame].m_pVerts[m_pTriangles[i].m_sVertIndices[1]]); glVertex3fv(m_pFrames[frame].m_pVerts[m_pTriangles[i].m_sVertIndices[2]]);}glEnd();

 

在处理动画绘制的时候，遍历每帧，对前后两帧的每个顶点进行线性插值，插值参数t一般与时间点有关。

 

 

小结

MD2是一种含有动画的3D网格模型文件，存放动画的方式是保存关键帧的所有顶点。