Cocos2d-x 3.x 图形学渲染系列十八

笔者介绍：姜雪伟，IT公司技术合伙人，IT高级讲师，CSDN社区专家，特邀编辑，畅销书作者，国家专利发明人;已出版书籍：《手把手教你架构3D游戏引擎》电子工业出版社和《Unity3D实战核心技术详解》电子工业出版社等。

本章主要介绍3D模型的材质渲染，虽然Cocos2d-x引擎自身提供了一些Shader材质渲染，但是如果用其开发产品是远远不够的，需根据项目需求再增加一些Shader作为材质渲染，针对模型的材质渲染，用的最多的还是模型的高光、法线、反射、环境映射等这些效果表现。掌握了这些Shader的编写，基本上解决了大部分的材质渲染效果，不论什么引擎，图形学算法的实现原理都是一样的，只是需要开发者将其对应的用不同的编程语言实现出来而已。在实现模型渲染材质之前，首先要把模型加载显示出来。

Cocos2d-x引擎使用的模型格式是通过fbx-conv工具将fbx模型文件格式转化成c3b或者c3t格式，这两种格式都可以包含骨骼动画，另外Cocos2d-x引擎也支持加载obj格式，它是不需要工具转化的，可以直接利用Max工具导出使用，缺点是obj文件格式不包含动作信息，所以使用的比较少，只可用于测试模型。

     c3b文件格式是二进制的，内容无法具体查看，而c3t是json文件格式，可以清楚的看到其内部结构。先介绍模型的转化过程，先用max工具导出fbx文件格式，然后使用工具fbx-conv将其转化成项目所需的c3t或者c3b模型格式，如果需渲染模型材质的高光、法线等效果，从max工具导出模型时，参数选项如下图：

这样可保证导出的模型具有法线和切线信息，法线的计算是在切向量空间进行的。在图10-1中默认时如果不选择Tangents and Binormals这一项，导出的模型格式c3t，其二者是不同的，只截取关键的部分数据如下图:

在上图中“attributes”这一项中有：

VERTEX_ATTRIB_POSITION位置属性、

VERTEX_ATTRIB_NORMAL顶点法线属性、

VERTEX_ATTRIB_TEX_COORD纹理坐标属性。上文已经提到过法线的计算需要在切向量空间中。而导出的数据没有切向量数据，这为计算增加了难度，需要程序自己编码实现，如果选中Tangents and Binormals这一项，在导出时在命令行中加入－p，执行转化如下图:

执行该命令行后重新导出的模型数据格式如下:

在上图中可以看到在属性attributes中增加了两项：

VERTEX_ATTRIB_TANGENT切向量、

VERTEX_ATTRIB_BINORMAL顶点次法线，在这里给读者解释一下什么是顶点次法线，见下图:

图中的三个轴向B表示顶点A的次法线、轴向T表示顶点A的切线、轴向N表示顶点A的法线。这三个轴T，N，B两两正交，组成了一个切线空间矩阵TBN，如下所示：

这个矩阵非常重要，在高光、法线计算中都会用到该矩阵，在后面的章节中会详细介绍，另外经过加密的c3b模型文件内容是二进制的，这里就不给大家展示了，接下来开始讲解模型加载。