6、3D模型构建与加载全解析

3D模型构建与加载全解析

在3D图形的世界里，简单的3D对象，如立方体和金字塔，我们可以轻松地在源代码中明确列出所有顶点信息并直接放入缓冲区。然而，大多数有趣的3D场景包含的对象过于复杂，无法再用手工方式构建。下面我们将深入探讨更复杂的对象模型，包括如何构建它们以及如何将它们加载到场景中。我们主要关注两个主题：程序式模型构建和外部生成模型的加载。

1. 程序式模型 - 构建球体

某些类型的对象，如球体、圆锥体等，具有适合算法生成的数学定义。以半径为R的圆为例，其圆周上点的坐标是明确定义的。我们可以系统地利用圆的几何知识来算法式地构建球体模型，具体策略如下：
1. 选择精度 ：确定球体被划分的圆形区域数量。例如，可将球体切成四个区域。
2. 细分圆周 ：将每个圆形切片的圆周细分为若干点。更多的点和水平切片会产生更精确、更平滑的球体模型。在我们的模型中，每个切片的点数相同，包括顶部和底部（这些点重合）。
3. 顶点分组 ：将顶点分组为三角形。一种方法是遍历顶点，每步构建两个三角形。
4. 选择纹理坐标 ：根据纹理图像的性质选择纹理坐标。对于球体，有许多地形纹理图像，可通过想象图像“包裹”在球体周围来为每个顶点分配纹理坐标。
5. 生成法向量 ：为每个顶点生成垂直于模型表面的法向量，用于后续的光照处理。在球体的情况下，从球心指向顶点的向量恰好等于该顶点的法向量。

一些模型使用索引来定义三角形。为了节省大模型的内存，我们可以只存储每个顶点一次，然后为三