阿赵的MaxScript学习笔记分享十二《获取和导出各种数据》

大家好，我是阿赵，周日的早上继续分享MaxScript学习笔记，这是第十二篇，获取和导出各种数据

1、导出数据的目的

使用3DsMax建立3D模型后，很多时候需要输出模型到别的引擎去使用，常用的格式有Obj、FBX、SLT等。有时候，这些通用的格式里面的数据不够，比如obj里面就没有带顶点颜色。有时候是因为某些格式的解析比较复杂，比如FBX，之类，我们会需要根据自己的需要来导出各种的数据。
一般来说，导出模型数据会包括以下这些：
顶点坐标
UV
UV2
顶点颜色
顶点法线
面的索引信息
蒙皮信息
材质贴图
动画关键帧
等

首先要明白一个概念，比如一个box，他是由8个顶点、6个四角面组成的。但在导出到引擎使用的时候，其实他是24个点，12个面的，因为游戏引擎绘制的一般是三角面，所以一个四角面会拆分成2个三角面。然后从UV和法线的角度，同一个顶点，有可能是被多个面同时使用的，所以顶点在属于不同的面的时候，顶点的UV坐标和法线方向也是不一样的。
所以，在导出数据的时候，可以使用自己的方式去处理数据。其中一个方法是可以参数obj格式，他把重复的顶点、UV坐标、法线方向进行合并，每个数据有一个索引index，然后在记录面数据的时候，比如一个box有12个面，他会记录12个面的信息，每个面有3个顶点，每个顶点包含了顶点索引、法线索引和uv索引的数据。这样操作下来，存储的数据量最少，也不会丢失任何数据。当然如果想把顶点颜色的数据也加进去，也可以再增加一个顶点颜色的索引，把它带在面的顶点数据里面导出。
下面还是以一个box为思考的参考，列出了获取各种信息的方法，结合着之前讲过的字符串操作方法，和文件读写方法，就可以根据自己的需要取导出自己的模型格式了

2、各种数据的获取方式举例

--获得网格顶点数
GetNumVerts boxt1.mesh
8
--获得某个通道的顶点数据数量，1通道代表UV通道，
--这里我能用1通道，是因为我已经展过UV了，如果没有展过UV，会报错
polyop.getNumMapVerts boxt1 1
24
--获得实际的三角面数
GetNumFaces boxt1.mesh
12
--获得第一个顶点的坐标
getVert boxt1.mesh 1
[-12.5,-12.5,0]
--获得第12个面使用了哪几个顶点，对应网格顶点数的索引
getface boxt1.mesh 12
[3,1,5]
--获得第12个面的法线方向
GetFaceNormal boxt1.mesh 12
[-1,0,0]
--获得第12个面引用的UV索引，对应UV坐标索引
GetTVFace boxt1.mesh 12
[9,10,11]
--获得第9个UV索引点的UV坐标
getTVert boxt1.mesh 9
[0.0005,0.0005,0]

特别说一下法线的获取方式和设置方式

法线的获取和赋值比较特殊一点，需要注意以下几点：

1.如果不通过Edit_Normals修改器来获取，法线的数据是不正确的

box02 = box()
$Box:Box003 @ [0.000000,0.000000,0.000000]converttopoly box02
$Editable_Poly:Box003 @ [0.000000,0.000000,0.000000]faceNum = polyop.getnumfaces box02
6
for i in 1 to faceNum do
(
local faceNormal = polyop.getfacenormal box02 i
print faceNormal
)
[0,0,-1]
[0,0,1]
[0,-1,0]
[1,0,0]
[0,1,0]
[-1,0,0]
OKvertNum = box02.numverts
8
for i in 1 to vertNum do
(local vertNormal = getNormal box02.mesh iprint vertNormal
)
[0,0,-1.5708]
[0,0,-1.5708]
[0,0,-1.5708]
[0,0,-1.5708]
[0,0,1.5708]
[0,0,1.5708]
[0,0,1.5708]
[0,0,1.5708]
OK

通过以上的代码，似乎可以通过polyop来获取某个面的法线方向，然后也可以用点的index通过getNormal的方法来获取到mesh里面某个点的法线方向。
但其实这个获取的方法是有问题的
（1）首先来说这个面的法线，这个面的发现方向，从一个box的4个面的角度看，是正确的，但如果我们通过添加Edit_Normals编辑器，修改其中一个面的法线，然后再次打印6个面的法线方向，会发现结果根本没有变化。所以我个人感觉，这个从polyop里面获取的面法线方向，并不是通过4个顶点的法线方向计算出来的值，只是通过4个顶点的坐标位置，算出来的一个法线方向。如果在不修改顶点法线的情况下，应该是可以用的，但我们谈论的获取法线方向，一般是指顶点的法线方向，所以这个面的法线方向其实没什么意义
（2）再来看通过getNormal方法获得的顶点法线，会发现这个值有点莫名其妙，首先，8个点只有2种法线方向，然后，这个法线也没有归一化，长度并不是1的，所以这个获取的结果，我觉得也是并没有什么用途的。实际上，一个顶点有可能不止一个法线方向的，下面会继续分析。

2.一个顶点具体包含多少个法线，要看具体的平滑组设置

box03 = box()
$Box:Box003 @ [0.000000,0.000000,0.000000]
converttopoly box03
$Editable_Poly:Box003 @ [0.000000,0.000000,0.000000]
select box03
OK
modPanel.addModToSelection (Edit_Normals()) ui:on
OK

通过一段代码，创建一个box，然后添加了一个Edit_Normals的修改器，这时候我们可以看到场景里面的box每个顶点上面伸出了3条线，这些线，其实就是法线了。由于一个box有8个顶点，所以这个时候，应该有24条法线。
为什么会有24条这么多呢？那是因为这个box每个面的光滑组都不一样，所以面与面之间，是硬转角，而虽然我们看来这个box只有8个顶点，但每个顶点同时被3个面共用，所以一个顶点需要3个法线方向来分别代表组成不同面时，该顶点的法线方向。

这时候，做一下修改，返回Editable Poly，选择所有面，把它们的光滑组都改成1

再回到Edit_Normals，这时候，可以看到每个顶点只有1根法线了。这究竟是真的一个顶点变成1根法线，还是由于同一个顶点的法线都重叠在一起了呢？我们可以通过代码去验证一下。

local myVerts = #{1,2,3,4,5,6,7,8}
local myNormals = #{}
local modN = box03.modifiers[1]
modN.ConvertVertexSelection &myVerts&myNormals
print myNormals

这里有一段代码，由于现在box03的第一个修改器就是Edit_Normals，所以modN获取了这个Edit_Normals修改器，然后通过ConvertVertexSelection ，获取指定的myVerts的8个顶点使用到的法线id到myNormals数组
当把box03的光滑组取消的时候，得到的打印结果是：
#{1…24}
当把box03的所有面光滑组设置成1后，得到的打印结果是：
#{1…8}
很明显，在把所有面的光滑组设置成1后，这个box03的法线方向的确是只剩下了8个。于是我们能得出结论，模型的一个顶点具体有多少个法线方向，是根据面的光滑组来分的。或者换个说法，面与面之间是硬边过渡，还是光滑过渡，是看组成面之间的边缘的顶点，是否共用法线。

3.通过Edit_Normals修改器来获取法线数据

通过了上面的实验，我们知道，只有通过Edit_Normals修改器，才能比较准确的获得和修改模型的法线。所以接下来就使用这个修改器来获取数据。
具体的步骤是这样的？
（1）通过ConvertVertexSelection 方法，获取到所有的NormalId
（2）通过GetFaceDegree方法逐个面获取当前的面有多少个不同角度的点组成
（3）通过GetNormalID方法，获得组成每个面每个顶点的对应NormalId
（4）根据1和4的结果，就可以知道每个顶点的发现方向了
具体代码：

local vertNum = box03.numVertslocal myVerts = #{1..vertNum}local myNormals = #{}local modN = box03.modifiers[1]--通过ConvertVertexSelection把所有顶点用到的normalId存到myNormals数组modN.ConvertVertexSelection &myVerts&myNormals--通过GetNormal方法把每一个normalId对应的法线方向，存到normalArr里面local normalArr = #()for i in myNormals do(local norPos = modN.GetNormal inormalArr[i] = norPos)print "法线集合:"print normalArr--获得面的数量local faceNum = modN.GetNumFaces()local faceNormalIdList = #()for i in 1 to faceNum do(--corner的含义可以理解成这个面由多少个不同角度的点组成local corners = modN.GetFaceDegree i--遍历组成面的这些conner，通过GetNormalID方法，获得组成这个面的顶点对应的normalIdlocal tempFaceNormalList = #()for j in 1 to corners do(local norInd = modN.GetNormalID i jappend tempFaceNormalList norInd)faceNormalIdList[i] = tempFaceNormalList)	print "面对应法线Id"print faceNormalIdList

运行的结果：

"法线集合:"
[0,0,-1]
[0,0,-1]
[0,0,-1]
[0,0,-1]
[0,0,1]
[0,0,1]
[0,0,1]
[0,0,1]
[0,-1,0]
[0,-1,0]
[0,-1,0]
[0,-1,0]
[1,0,0]
[1,0,0]
[1,0,0]
[1,0,0]
[0,1,0]
[0,1,0]
[0,1,0]
[0,1,0]
[-1,0,0]
[-1,0,0]
[-1,0,0]
[-1,0,0]
"面对应法线Id"
#(1, 2, 3, 4)
#(5, 6, 7, 8)
#(9, 10, 11, 12)
#(13, 14, 15, 16)
#(17, 18, 19, 20)
#(21, 22, 23, 24)

根据需要，把这些数据保存你的文件里面就可以了。

4.修改法线

顺便提一下怎样修改法线。
之前用GetNormalId可以获取到某个点的NormalId，然后用GetNormal可以获得对应NormalId的具体法线方向值。那么反过来，通过SetNormal方法，就可以改变对应NormalId的点的法线方向了，比如，刚才那个例子，需要把第16个NormalId的值改成[0.5,0.6,0.7]，可以这样：

modN.SetNormal 16 [0.5,0.6,0.7]