java - 将 JavaFX 节点、组或 Shape3D 转换为网格

Question

是否有任何可能的方法将 JavaFX Node、Group 或 Shape3D 转换为 Mesh？

我需要它来将场景导出到“.obj”，而我发现的唯一导出器(在 FXyz 库中)需要 Mesh。

Answer 1

使用内置 Shape3D 节点(如 Sphere、Cylinder 或 Box)时的主要问题是那些不不要暴露他们的TriangleMesh。

如果您需要该网格，有多种选择:

1. 创建您自己的形状实现，并在其中提供网格
2. 使用FXyz相反，库等效形状，因此您将在所有形状中都拥有网格
3. 如果有要求，请坚持使用内置 Shape3D 节点，但在导出它们之前，请将它们转换为 FXyz 库中的等效形状，以便您可以访问它们的网格。

在导出模型方面，FXyz 中当前的 ObjWriter 一次仅导出一个网格，因此您可以:

1. 将所有形状导出到各自的 .obj 文件
2. 修改 ObjWriter 以将网格体列表导出到单个文件(如果您这样做，欢迎您向 FXyz 创建拉取请求)
3. 使用MeshHelper创建一个网格(只能应用一种 Material )，并将其导出到单个 .obj 文件。

我将假设这两种情况都是第三种情况，根据场景中找到的所有 3D 形状创建一个新的 TexturedMesh 对象。这将有一个可以导出到 obj 文件的单个网格。请注意，您需要 FXyzLib.jar。

class EquivalentMesh extends TexturedMesh {

    private MeshHelper mh = null;

    public EquivalentMesh(Parent root) {
        ArrayList<Node> nodes = new ArrayList<>();
        addShapes3D(root, nodes);

        transformAndMerge(nodes);
    }

    // Transform Built-in Shape3Ds to a single TexturedMesh
    private void transformAndMerge(ArrayList<Node> nodes) {

        nodes.stream().forEach(shape -> {
            TriangleMesh tm = null;
            if (shape instanceof Sphere) {
                Sphere sphere = (Sphere)shape;
                SegmentedSphereMesh sm = new SegmentedSphereMesh(sphere.getRadius());
                sm.setCenter(new Point3D((float)sphere.getTranslateX(), (float)sphere.getTranslateY(), (float)sphere.getTranslateZ()));
                tm = (TriangleMesh)sm.getMesh();
            } else if (shape instanceof Cylinder) {
                Cylinder cylinder = (Cylinder)shape;
                FrustumMesh fm = new FrustumMesh(cylinder.getRadius(), cylinder.getRadius(), cylinder.getHeight());
                Affine affine = new Affine();
                cylinder.getTransforms().forEach(affine::append);
                javafx.geometry.Point3D ini = affine.transform(new javafx.geometry.Point3D(0, cylinder.getHeight()/2, 0));
                javafx.geometry.Point3D end = affine.transform(new javafx.geometry.Point3D(0, - cylinder.getHeight()/2, 0));
                fm.setAxisOrigin(new Point3D((float)ini.getX(), (float)ini.getY(), (float)ini.getZ()));
                fm.setAxisEnd(new Point3D((float)end.getX(), (float)end.getY(), (float)end.getZ()));
                fm.setSectionType(TriangleMeshHelper.SectionType.CIRCLE);
                tm = (TriangleMesh)fm.getMesh();
            } else if (shape instanceof Box) {
                Box box = (Box)shape;
                CuboidMesh cm = new CuboidMesh(box.getWidth(), box.getHeight(), box.getDepth());
                cm.setCenter(new Point3D((float)box.getTranslateX(), (float)box.getTranslateY(), (float)box.getTranslateZ()));
                // TODO: apply rotations
                tm = (TriangleMesh)cm.getMesh();
            } else if (shape instanceof MeshView) {
               tm = (TriangleMesh)((MeshView)shape).getMesh();
               // TODO: apply transformations 
            }

            if (mh == null) {
                mh = new MeshHelper(tm);
            } else {
                mh.addMesh(new MeshHelper(tm));
            }
        });

        // create single mesh
        updateMesh(mh);
    }

    private void addShapes3D(Parent parent, ArrayList<Node> nodes) {
        for (Node node : parent.getChildrenUnmodifiable()) {
            if (node instanceof Shape3D) {
                nodes.add(node);
            }
            if (node instanceof Parent) {
                addShapes3D((Parent)node, nodes);
            }
        }
    }

    @Override
    protected void updateMesh() {
        // no-op
    }

    // export to obj and mtl
    public void export(String nameFile) {
        OBJWriter writer=new OBJWriter((TriangleMesh) getMesh(), nameFile);
        writer.setMaterialColor(Color.RED);
        writer.exportMesh();
    }

}

为了测试它，让我们创建一个简单的场景:

@Override
public void start(Stage primaryStage) {
    Sphere sphere = new Sphere(100);
    sphere.setMaterial(new PhongMaterial(Color.BLUE));
    Box box = new Box(50,50,50);
    box.setMaterial(new PhongMaterial(Color.RED));
    box.setTranslateX(300);
    Cylinder cylinder = new Cylinder(2, 300);
    cylinder.setMaterial(new PhongMaterial(Color.GREEN));
    // Transformations applied:
    cylinder.getTransforms().addAll(new Translate(150, 0, 0), new Rotate(90, Rotate.Z_AXIS));

    Group group = new Group(cylinder, sphere, box);
    StackPane root = new StackPane(group);

    Scene scene = new Scene(root, 600, 400);

    primaryStage.setScene(scene);
    primaryStage.show();

    // export as single mesh
    EquivalentMesh equivalentMesh = new EquivalentMesh(root);
    equivalentMesh.export("group");
}

请注意，通过创建 EquivalentMesh 的新实例，现在我们有了一个网格，我们可以导出它，生成 group.obj 和 group.mtl 文件。

最后，使用3DViewer导入 obj 文件，您将得到以下结果: