C++和OpenGL实现3D游戏编程【连载29】——添加MeshComponent组件（显示物体网格模型）附源码

1、本节要实现的内容

前边我们了解了组件的概念，接下来我们就要了解一下MeshComponent组件，也就是用于显示网格（模型）的组件。这个组件也非常的常用，在三维的世界里，我们有很多很多的物体，每一个物体都可以拥有三维模型，那我们就可以给物体添加一个MeshComponent组件，即每个GameObject（游戏对象）都可以拥有MeshComponent组件，我们只要告诉这个组件模型的路径文件，就可以自动加载并显示该模型，这样可以极大的方便模型的显示，也便于统一管理。这里我们模型主要为静态（无动作的模型），主要以加载OBJ格式模型为主。

添加树木模型MeshCompoment演示

2、 Mesh Component 的基本概念

Mesh Component 是计算机图形学和游戏开发中用于表示3D模型的基本结构单元。它由顶点、边和面构成，定义了物体的几何形状和外观。Mesh Component 通常包含顶点位置、法线、纹理坐标等数据，用于渲染和物理模拟。

3、Mesh Component 的主要功能

Mesh Component 提供了加载、渲染和修改3D模型的功能。它可以导入外部模型文件（如OBJ），并在运行时动态调整顶点数据。Mesh Component 还支持材质和贴图的绑定，以实现复杂的光照和视觉效果。该组件通常用于场景搭建：建筑、道路、树木、道具等固定场景物体。

主要是在一个游戏里面，我们需要各种各样的游戏场景，那也就是说，我们每一个游戏物体基本上它是需要有外观的，那么这个外观呢，就是我们的3d模型，我们这里设计一个，网格的组件就是为了方便给game object挂载，但game object挂载了这个游戏组件后，就可以很轻松方便的便捷的从资源文件中加载一个obj文件，当然，我们这里为了方便起见，暂时只支持obj文件的模型加载，当然，如果你自己需要加载嗯，其他类型的文件都是可以的，但是因为我们自己做的这个程序没有那么复杂，因此我们就用简单的obj文件就可以了。当然我们确实没有合适的 obj格式的模型文件，我们可以用blender等三维模型软件将它这种格式转换成obj格式，然后再用用我们的模型加载。

cpp 复制代码

class MeshComponent:public Component
{

public:
		
	//显示的网格类
	
	Mesh		MainMesh;

	//控制显示控件的显示标识

	bool		tagVisible;

public:

	//初始化

	MeshComponent();

	void	OnSolid3DPaint(HWND hWnd,HDC hDC,Shader *tempShader);

};

这里头我们看到mesh component其实是一个很简单的类，它自身只包括一个简单的网格match类，我们只要在这个类里头实现网格卖是类的显示即可。由于前面我们的mash网格类已经基本实现，所以这里头这个类里头的代码基本上很少，仅仅是把网格显示出来而已。这个类最大的作用是，它将一个网格添加到了一个组件中，他只是继承了一个组件的作用。也就是后期我们所有的game object物体，如果需要就可以自行添加这个Mesh component组件，如果game object不需要模型的显示，那么我们也无需添加该组件，这样可以最优化的节省节省空间，让类的结构不至于太繁琐。也就是想想显示模型就加这该组件，如果不想显示就不加该组件，灵活性很高。

4、Mesh Component 的实现示例

以下是一个简单的代码示例，展示如何实现Mesh Component，这里就是通过成员变量mainmesh加载网格模型，并在显示函数中将网格显示出来就可以了。但这里要注意一个mesh component，一定要跟我们前面的transform component，一起配合使用，因为我们的网格也就是我们的模型显示是需要有位置的，各个物体的位置不同，它的模型显示位置也不同，因此，我们在显示模型前要获取当前物体的transform component的模型矩阵model matrix，每一个物体都必定有一个transform component。这样我们就可以在世界各个位置显示上不同的模型了。

cpp 复制代码

MeshComponent::MeshComponent()
{

	//当前物体的名称

	SetName("MeshComponent");

	//当前物体的类型

	SetType("MeshComponent");

	//随机颜色

	switch(rand()%7)
	{

	case 0:MainMaterial.diffuse=glm::vec4(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f);break;

	case 1:MainMaterial.diffuse=glm::vec4(1.0f,0.0f,0.0f,1.0f);break;

	case 2:MainMaterial.diffuse=glm::vec4(0.0f,1.0f,0.0f,1.0f);break;

	case 3:MainMaterial.diffuse=glm::vec4(0.0f,0.0f,1.0f,1.0f);break;

	case 4:MainMaterial.diffuse=glm::vec4(1.0f,1.0f,0.0f,1.0f);break;

	case 5:MainMaterial.diffuse=glm::vec4(1.0f,0.0f,1.0f,1.0f);break;

	case 6:MainMaterial.diffuse=glm::vec4(0.0f,1.0f,1.0f,1.0f);break;

	}

	//默认设置为启用材质

	MainMaterial.tagEnable=1;

}

void	MeshComponent::OnSolid3DPaint(HWND hWnd,HDC hDC,Shader *tempShader)
{

	//显示基类函数
	
	Component::OnSolid3DPaint(hWnd,hDC,tempShader);

	//重置并设置模型矩阵

	ModelMatrix=glm::mat4(1.0f);

	//获取世界坐标系下父子结构下的模型矩阵

	ModelMatrix=ptParent->Transform.GetLocalToWorldMatrix();

	//启用光照

	light[0].tagEnable=1;

	//设置材质，启用颜色

	material.tagEnable=MainMaterial.tagEnable;
	
	material.ambient=MainMaterial.ambient;

	material.diffuse=MainMaterial.diffuse;
	
	material.specular=MainMaterial.specular;
	
	material.shininess=MainMaterial.shininess;
			
	//启用着色器并进行渲染

	tempShader->UseShader();

	//显示网格

	MainMesh.DrawMesh(hWnd,hDC,tempShader);

}

5、Mesh Component 的使用场景

Mesh Component 广泛应用于游戏开发、虚拟现实和增强现实领域。在游戏中，它用于构建场景和道具的3D模型。在工业设计中，Mesh Component 用于可视化产品原型和模拟物理行为。这里我们初步决定，mesh component一般不用于人物模型的加载，游戏里的人物模型，我们一般会用model类加载（后期会讲到），因为model类里头经常会用到骨骼动画，而一般mesh component是不需要骨骼动画的。

那么我们今后在使用网格时，可以这样处理，首先要强调，必须是game object及其派生类才能拥有组件。其次，网格组件不是GameObject的默认组件，如果使用需要自己添加组件，说下面这个例子中我们有一个Game object的指针，指向一个实例物体。那么我们可以用创建动态组件的方式添加网格（分添加动态组件的函数，我们在此前的章节中讲过），如果添加成功的情况下，就可以用网格的加载函数给这个组件加载网格模型。

cpp 复制代码

	
	//添加网格组件

	MeshComponent *ptComponent=ptGameObject->AddDynamicComponent<MeshComponent>();

	//设置网格组件

	if(ptComponent!=NULL)
	{
		
		//采用曲面加载器进行加载

	    ptGameObject->GetMeshFromObjFile(&ptComponent->MainMesh,"Model\\MeshCube\\MeshCube.obj");

	}

然后我们在加载的时候也可以指定模型的纹理，也就在最后一句模型加载GetMeshFromObjFile函数上，加上纹理图片就可以Model\MeshCube\box.png的路径参数即可。

cpp 复制代码

	
	//添加网格组件

	MeshComponent *ptComponent=ptGameObject->AddDynamicComponent<MeshComponent>();

	//设置网格组件

	if(ptComponent!=NULL)
	{
		
		//采用曲面加载器进行加载

	    ptGameObject->GetMeshFromObjFile(&ptComponent->MainMesh,"Model\\MeshCube\shCube.obj"，"Model\\MeshCube\\box.png");

	}

5、Mesh Component 的优化技巧

为了提升性能，可以尽量减少Mesh Component的顶点数量和绘制调用。后期我们可以考虑使用LOD（Level of Detail）技术动态调整模型的细节级别，合并多个Mesh Component以减少批处理开销，并利用GPU实例化渲染大量相似物体，这些都是很好的进行优化的技巧。

6、源码下载

这里我们已经将上面视频的源码上传到附件中（就是该篇文章的绑定资源），方便大家下载。呃，这里我们采用visual studio 2010编译器，打开文件夹中的world.sln就可以打开这个工程文件，由于我们这里提前配置好了相关库，因此，下载后无需再次配置点击运行，可直接产生exe文件并运行。我在运行源码中有任何问题可以留言，以便帮你解决运行问题。

源码下载

C++和OpenGL实现3D游戏编程【连载29】------添加MeshComponent组件（显示物体网格模型）附源码

https://download.csdn.net/download/zhooyu/92527707