Qt+OpenGL进阶教学之三维模型读取

Qt+OpenGL进阶教学之三维模型读取

基于Qt+OpenGL的UR3机械臂仿真与控制系统（三）

综述：本文介绍了如何读取一个.obj文件并将其用OpenGL绘制出来

机械臂模型转.OBJ

用到的模型文件可以在UR3机器人的官方网站上下载，一般下载的模型文件是.STEP文件或者是.SLDSAM格式，使用SOLIDWORKS打开下载的模型文件，同时需要安装SW的插件，插件安装参考。环境配置好后还是用SW打开模型文件，按照建立的DH参数模型在模型中建立参考坐标系、基准轴。建好后如下图所示

点击工具–>Tools–>“Export as URDF”，按照机器人的构型选定每一个link包含的模型部分、参考坐标系和参考基准轴如下图。

最重要的设置是参考坐标系与基准轴，这将直接决定导出的模型的参考坐标系

设置完后点击Preview and Export导出模型，直接点next然后Export如下图，此时已经将机械臂模型按照每一个link导出为多个stl文件

在输出的文件夹中meshs文件夹中即为stl文件

使用Blender软件导入STL进行细微调整（可能需要调整坐标轴朝向）并导出OBJ文件即可

.OBJ文件格式

上述模型的描述文件如下

# Blender 3.3.1
# www.blender.org
mtllib link2.mtl
o link2
v 0.051850 -0.000000 0.082150
v 0.061750 -0.000000 0.082150
v 0.061750 -0.007838 0.082974
......
vn -0.0000 -0.1046 -0.9945
vn -0.0000 -0.3089 -0.9511
vn -0.0000 -0.5000 -0.8660
......
s 0
f 1//1 2//1 3//1
f 1//1 3//1 4//1
f 4//2 3//2 5//2
......

v 就是点的位置信息（3f x,y,z）

vn 就是点的法线信息(3f x,y,z)

vt 是点的纹理坐标(3f u,v,w)，一般只用uv坐标即可

f 即面的信息

下面给出C++读取.OBJ文件的代码

readmodel.h

#ifndef READMODEL_H
#define READMODEL_H
#include 
#include 
#include 
#include
//#include #include "./robot_simulation.h"class readObj{public:struct Face{int v[3];int t[3];int n[3];};std::vector<std::vector<QVector3D>> vertexs;  //保存点坐标std::vector<std::vector<QVector3D>> normals;  //保存法向量QVector<QVector3D> m_texcoords;//保存纹理坐标readObj(QString filename);void draw();
};#endif // READMODEL_H

readmodel.cpp

#include "./readmodel.h"
#include readObj::readObj(QString filename)
{QFile file(filename);if(!file.open(QIODevice::ReadOnly)){qDebug()<<"[Error] fail to open file :"<<filename;return;}QTextStream ts(&file);// Temp arrays;QVector<QVector3D> v;QVector<QVector3D> vn;QVector<QVector3D> vt;QVector<QStringList> str_faces;QVector<Face> faces;while(!ts.atEnd()){QStringList list = ts.readLine().split(QRegExp("(\\s+)"));list.removeAll(" ");if(list.size() == 0 )break;if(list[0] == "v")v.push_back(QVector3D(list[1].toFloat(),list[2].toFloat(),list[3].toFloat()));if(list[0] == "vn")vn.push_back(QVector3D(list[1].toFloat(),list[2].toFloat(),list[3].toFloat()));if(list[0] == "vt")vt.push_back(QVector3D(list[1].toFloat(),list[2].toFloat(),0));if(list[0] == "f")str_faces.push_back(list);}for( int i =0; i< str_faces.size(); i++){Face face;for( int j = 1; j<=3; j++)  //这种解析方式仅针对每个面都是三角形的渲染场景{QStringList list = str_faces[i][j].split("/");face.v[j-1] = list[0].toInt() -1;face.t[j-1] = list[1].toInt() -1;face.n[j-1] = list[2].toInt() -1;}faces.push_back(face);}for( int i = 0; i<faces.size();i++){std::vector<QVector3D> vertex,normal;QVector3D a,b,c,na,nb,nc;a = v[faces[i].v[0]];b = v[faces[i].v[1]];c = v[faces[i].v[2]];na = vn[faces[i].n[0]];nb = vn[faces[i].n[1]];nc = vn[faces[i].n[2]];vertex.push_back(a);vertex.push_back(b);vertex.push_back(c);normal.push_back(na);normal.push_back(nb);normal.push_back(nc);vertexs.push_back(vertex);normals.push_back(normal);}file.close();std::cout<<"model_size:"<<vertexs.size()<<std::endl;
}void readObj::draw()  //渲染模型
{glBegin(GL_TRIANGLES);glColor3f(0.1f,0.0f,0.0f);for (int i=0;i<vertexs.size();i++){glVertex3f(vertexs[i][0].x(),vertexs[i][0].y(),vertexs[i][0].z());glVertex3f(vertexs[i][1].x(),vertexs[i][1].y(),vertexs[i][1].z());glVertex3f(vertexs[i][2].x(),vertexs[i][2].y(),vertexs[i][2].z());glNormal3f(normals[i][0].x(),normals[i][0].y(),normals[i][0].z());glNormal3f(normals[i][1].x(),normals[i][1].y(),normals[i][1].z());glNormal3f(normals[i][2].x(),normals[i][2].y(),normals[i][2].z());}glEnd();
}

分析：构造函数中读取.OBJ文件将点和面的信息存入类成员变量中，要绘制三维模型的时候调用类的draw()函数

void ROBOT_SIMULATION::initializeGL()
{initializeOpenGLFunctions();base_link  = new readObj("./new_ur3_model/base_link.obj");link1  = new readObj("./new_ur3_model/link1.obj");link2  = new readObj("./new_ur3_model/link2.obj");link3  = new readObj("./new_ur3_model/link3.obj");link4  = new readObj("./new_ur3_model/link4.obj");link5  = new readObj("./new_ur3_model/link5.obj");link6  = new readObj("./new_ur3_model/link6.obj");......
}

base_link->draw();

整体效果

本文来自互联网用户投稿，文章观点仅代表作者本人，不代表本站立场，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处。 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请点击【内容举报】进行投诉反馈！