如何在Java中拼接OBJ格式的文件並生成完整的圖像

OBJ格式是一種用於表示3D對象的標準格式，通常由一組頂點、面和紋理映射坐標組成。在本文中，我們將討論如何將多個OBJ文件拼接在一起，生成一個完整的3D模型。

一、讀取OBJ文件

在Java中，可以使用BufferedReader類讀取文本文件，再使用正則表達式提取其中的頂點、面和紋理坐標等信息。下面是一個簡單的代碼示例：

try {
    BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("model.obj"));
    String line;

    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        if (line.startsWith("v ")) {
            // 提取頂點坐標
            String[] parts = line.split(" ");
            float x = Float.parseFloat(parts[1]);
            float y = Float.parseFloat(parts[2]);
            float z = Float.parseFloat(parts[3]);
        } else if (line.startsWith("f ")) {
            // 提取面的頂點索引
            String[] parts = line.split(" ");
            int v1 = Integer.parseInt(parts[1]) - 1;
            int v2 = Integer.parseInt(parts[2]) - 1;
            int v3 = Integer.parseInt(parts[3]) - 1;
        } else if (line.startsWith("vt ")) {
            // 提取紋理坐標
            String[] parts = line.split(" ");
            float u = Float.parseFloat(parts[1]);
            float v = Float.parseFloat(parts[2]);
        }
    }

    reader.close();
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

二、合併OBJ文件

假設我們有兩個OBJ文件”model1.obj”和”model2.obj”，我們可以通過將它們的頂點、面和紋理坐標合併，生成一個新的OBJ文件來拼接它們。下面是一個示例代碼：

// 讀取第一個OBJ文件
BufferedReader reader1 = new BufferedReader(new FileReader("model1.obj"));
String line1;
List<String> vertices1 = new ArrayList<>();
List<String> faces1 = new ArrayList<>();
List<String> textures1 = new ArrayList<>();

while ((line1 = reader1.readLine()) != null) {
    if (line1.startsWith("v ")) {
        vertices1.add(line1);
    } else if (line1.startsWith("f ")) {
        faces1.add(line1);
    } else if (line1.startsWith("vt ")) {
        textures1.add(line1);
    }
}

// 讀取第二個OBJ文件
BufferedReader reader2 = new BufferedReader(new FileReader("model2.obj"));
String line2;
List<String> vertices2 = new ArrayList<>();
List<String> faces2 = new ArrayList<>();
List<String> textures2 = new ArrayList<>();

while ((line2 = reader2.readLine()) != null) {
    if (line2.startsWith("v ")) {
        vertices2.add(line2);
    } else if (line2.startsWith("f ")) {
        faces2.add(line2);
    } else if (line2.startsWith("vt ")) {
        textures2.add(line2);
    }
}

// 合併頂點、面和紋理坐標
List<String> vertices = new ArrayList<>(vertices1);
List<String> faces = new ArrayList<>(faces1);
List<String> textures = new ArrayList<>(textures1);

vertices.addAll(vertices2);
faces.addAll(faces2);
textures.addAll(textures2);

// 生成新的OBJ文件
PrintWriter writer = new PrintWriter(new FileWriter("model.obj"));

for (String v : vertices) {
    writer.println(v);
}

for (String t : textures) {
    writer.println(t);
}

for (String f : faces) {
    writer.println(f);
}

writer.close();

三、渲染3D模型

在生成了新的OBJ文件後，我們可以使用OpenGL或者其他3D渲染引擎來渲染生成的3D模型。下面是一個簡單的OpenGL渲染代碼：

// 初始化OpenGL
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH);
glutInitWindowSize(800, 600);
glutCreateWindow("3D Model");

// 加載OBJ文件
ObjLoader loader = new ObjLoader();
GLModel model = loader.loadModel("model.obj");

// 繪製3D模型
glEnable(GL_TEXTURE_2D);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);

glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
gluPerspective(60.0, 640.0 / 480.0, 0.1, 100.0);

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
glTranslatef(0.0, 0.0, -5.0);

glRotatef(30.0, 0.0, 1.0, 0.0);
glRotatef(30.0, 1.0, 0.0, 0.0);

model.draw();

// 顯示渲染結果
glutSwapBuffers();
glutMainLoop();

四、結論

本文介紹了如何使用Java讀取和拼接OBJ格式的文件，並使用OpenGL渲染生成的3D模型。代碼示例說明了各個步驟的具體實現方式，讀者可以通過示例代碼進一步學習和掌握相關技術。