VCG笔记-如何定义mesh

VCG lib提供了很多对mesh进行编码的方式，最常见的就是由一个顶点（vertices ）集合和一个三角形（triangles ）集合构成，（即三角形构成三角形网格，四面体构成四面体网格）。如下面这行代码就是VCG中定义mesh类型的一个例子：

class MyMesh : public vcg::tri::TriMesh< std::vector, std::vector, std::vector > {};

其中vcg::tri::TriMesh是三角形网格的基本类型，结合如下模板参数进行具体定义：

• 包含顶点的容器，通常是一个std::vector，用我们自定义的顶点类型来确定vector中的元素类型。
• 可随机访问的包含面（face）的容器，同样地我们需要用自定义的面类型来确定该容器的元素类型。

也就是说，定义一个网格类型的时候，我们只需要继承vcg::tri::TriMesh，并提供包含编码网格元素的容器即可。在下面这个例子中，我们仍然使用元素类型为MyEdge（顾名思义，就是我们自定义的边的类型）的vector来表示边的集合。注意，VCG中并没有预先定义一个顺序来传递顶点，面，边容器参数，也就是说我们上面这样写只是惯例而已，也可以不按照这个顺序来传递参数。

#include 
#include 

class MyVertex; class MyEdge; class MyFace;
struct MyUsedTypes : public vcg::UsedTypes   ::AsVertexType,
    vcg::Use     ::AsEdgeType,
    vcg::Use     ::AsFaceType>{};
class MyVertex : public vcg::Vertex< MyUsedTypes, vcg::vertex::Coord3f, vcg::vertex::Normal3f, vcg::vertex::BitFlags  >{};
class MyFace : public vcg::Face<   MyUsedTypes, vcg::face::FFAdj, vcg::face::VertexRef, vcg::face::BitFlags > {};
class MyEdge : public vcg::Edge<   MyUsedTypes> {};
class MyMesh : public vcg::tri::TriMesh< std::vector, std::vector, std::vector  > {};

其中，对vertex、edge、face类型的理解是深入使用VCG lib的关键点。无论是vertex、edge、face还是tetrahedron都是用户自定义的包含一系列特性的集合（collection）。举个例子，你可能期望vertex中包含vertex的(x,y,z)坐标，但是对于该vertex处的surface normal和color等有时候需要，有时候又不需要。VCG lib就为我们提供了十分便捷优雅的方式来定义需要存储在vertex、face、edge种的一些特性，如下面这个例子就按照复杂度递增的方式展示了如何有效的定义MyVertex:

#include <vcg/complex/complex.h>

class MyVertex; class MyEdge; class MyFace;
struct MyUsedTypes : public vcg::UsedTypes<vcg::Use<MyVertex>   ::AsVertexType,
    vcg::Use<MyEdge>     ::AsEdgeType,
    vcg::Use<MyFace>     ::AsFaceType>{};

class MyVertex0 : public vcg::Vertex< MyUsedTypes, vcg::vertex::Coord3f, vcg::vertex::Normal3f  >{};
class MyVertex1 : public vcg::Vertex< MyUsedTypes, vcg::vertex::Coord3f, vcg::vertex::Normal3f, vcg::vertex::BitFlags  >{};
class MyVertex2 : public vcg::Vertex< MyUsedTypes, vcg::vertex::Coord3f, vcg::vertex::Color4b, vcg::vertex::CurvatureDirf,
    vcg::vertex::Qualityf, vcg::vertex::Normal3f, vcg::vertex::BitFlags  >{};

定义的三个顶点类型分别存储了如下信息：

• MyVertex0存储了顶点的double类型的三元组坐标（coordinates ）和float类型的法向量（normal ）
• MyVertex1在MyVertex0的基础上还存储了4位颜色值
• MyVertex2存储了一系列的不同的组件或者叫属性（components）

vcg::Vertex是VCG中vertex的基类，vcg::UsedTypes声明了mesh定义中使用的vertex、face、edge等类型。这其实是我们自定义的实体类型（MyVertex,MyEdge,MyFace和在mesh定义中使用的一些其他类）之间的一个映射，或者说这就是一个中间层吧，这样可以给予开发人员更大的灵活性（题外话，不是有大牛说过吗：计算机中的任何问题都可以通过增加一层来解决。这儿的思路是一致的）。还有些其他的属性（components）是为一些简单的几何类型开发的，在vcg/simplex文件夹中，完整的列表可以参看 Vertex Components, Edge Components 和Face Components的官网页面。我们可以在利用这些成分来组装我们需要的vertex/edge/face，进行构建完整的mesh类型。下面是一个完整的例子：

#include 
#include 

// io
#include 
#include 

class MyVertex; class MyEdge; class MyFace;
struct MyUsedTypes : public vcg::UsedTypes   ::AsVertexType,
    vcg::Use     ::AsEdgeType,
    vcg::Use     ::AsFaceType>{};
class MyVertex : public vcg::Vertex< MyUsedTypes, vcg::vertex::Coord3f, vcg::vertex::Normal3f, vcg::vertex::BitFlags  >{};
class MyFace : public vcg::Face<   MyUsedTypes, vcg::face::FFAdj, vcg::face::VertexRef, vcg::face::BitFlags > {};
class MyEdge : public vcg::Edge<   MyUsedTypes> {};
class MyMesh : public vcg::tri::TriMesh< std::vector, std::vector, std::vector  > {};
int main(int argc, char **argv)
{
    if (argc < 2)
    {
        printf("Usage trimesh_base \n");
        return -1;
    }
    MyMesh m;
    if (vcg::tri::io::ImporterOFF::Open(m, argv[1]) != vcg::tri::io::ImporterOFF::NoError)
    {
        printf("Error reading file  %s\n", argv[1]);
        exit(0);
    }
    vcg::tri::RequirePerVertexNormal(m);
    vcg::tri::UpdateNormal::PerVertexNormalized(m);
    printf("Input mesh  vn:%i fn:%i\n", m.VN(), m.FN());
    printf("Mesh has %i vert and %i faces\n", m.VN(), m.FN());
    return 0;
}

注意：vcg::face::VertexRef 是存储了三个指向mesh中vertex的指针。