OBJ augmenté

WaveFront OBJ est un format permettant d'encoder des modèles 3D de manière simple. Cependant, il n'est pas adapté aux représentations progressives. Pour cela, nous avons augmenté OBJ de nouvelles commandes qui permettent de modifier le contenu préalablement déclaré.

Utilisation

Vous pouvez récupérer les sources de cette application en lançant la commande

git clone https://gitea.tforgione.fr/tforgione/obja

Écriture d'un logiciel de compression progressive

Le module obja.py permet de parser facilement des fichiers OBJ et de générer des fichiers au format OBJA.

La classe obja.Model permet de facilement parser un fichier OBJ (grâce à la méthode parse_file. Elle contient les attributs suivants :

• vertices : une liste de numpy.array qui représente les sommets du modèle (attention, les vecteurs sont en ligne)
• faces : une liste de obja.Face, qui contiennent eux-mêmes des attributs a, b et c qui sont les indices des sommets dans l'attribut vertices (les indices commencent à partir de 0).

La classe obja.Output permet de générer facilement un modèle OBJA. Lors de la transformation d'un modèle pour l'adapter à un chargement progressif, le modèle doit être reconstruit et les indices des sommets et faces sont changés. La classe permet de travailler avec les indices du modèle d'origine, et donc de gérer automatiquement la transformation des indices de l'ancien modèle vers le nouveau modèle.

Le fichier decimate.py contient un exemple basique de programme permettant la réécriture d'un fichier OBJ en OBJA de manière naïve. Il contient un programme principal qui transforme le fichier exemple/suzanne.obj en exemple/suzanne.obja, le rendant progressif.

Visualisation du streaming

À la racine de ce projet, le script server.py vous permet de démarrer un server de streaming. Vous pouvez l'exécuter en lançant ./server.py. Une fois cela fait, vous pouvez allez sur localhost:8000 pour lancer le streaming. Le navigateur télécharge progressivement les données et les affiche.

Les modèles doivent être sauvegardés dans le dossiers assets, et peuvent être visualisés en ajouter ?nom_du_modele.obj à la fin de l'url. Par exemple, localhost:8000/?exemple/suzanne.obja chargera le modèle bunny.obj du dossier assets. Ce modèle est un modèle d'exemple, il commence par encoder la version basse résolution du Stanford bunny, translate tous ses sommets, les retranslate vers leurs positions d'origine puis supprime toutes les faces.

Détails du format OBJA

Ajout d'un sommet

Comme dans le OBJ standard, pour ajouter un sommet, il suffit d'utiliser le caractère v suivi des coordonnées du sommet. Par exemple :

v 1.0 2.0 3.0

Ajout d'une face

Comme dans le OBJ standard, pour ajouter une face, il suffit d'utiliser le caractère f suivi des indices des sommets de la face. Par exemple :

v 0.0 0.0 0.0
v 1.0 0.0 0.0
v 1.0 1.0 0.0
f 1 2 3

Attention : en OBJ, les indices commencent à partir de 1

Attention : dans notre logiciel, seules les faces triangulaires sont implémentées.

Edition d'un sommet

Notre format OBJ permet la modification d'un ancien sommet. Pour modifier un sommet, il suffit d'utiliser les caractères ev suivis de l'indice du sommet à modifier puis de ses nouvelles coordonées. Par exemple :

v 0.0 0.0 0.0
ev 1 1.0 1.0 1.0

Translation d'un sommet

De la même façon, un sommet peut être translaté grâce aux caractères tv. Par exemple :

v 1.0 2.0 3.0
tv 1 1.0 1.0 1.0

Edition d'une face

Notre format OBJ permet la modification d'une ancienne face. Pour modifier une face, il suffit d'utiliser les caractères ef suivis de l'indice de la face à modifier puis des indices de ses nouveaux sommets. Par exemple :

v 0.0 0.0 0.0
v 1.0 0.0 0.0
v 1.0 1.0 0.0
v 1.0 1.0 1.0
f 1 2 3
ef 1 1 2 4

On peut aussi changer un seul sommet d'une face grâce aux caractères efv, suivi de l'indice de la face à modifier, de l'indice du sommet à modifier (1, 2 ou 3) et de la nouvelle valeur du sommet. Par exemple :

v 0.0 0.0 0.0
v 1.0 0.0 0.0
v 1.0 1.0 0.0
v 1.0 1.0 1.0
f 1 2 3
efv 1 3 4

Suppression d'une face

Notre format OBJ permet la suppression d'une ancienne face. Pour supprimer une face, il suffit d'utiliser les caracètres df suivis de l'indice de la face à supprimer. Par exemple :

v 0.0 0.0 0.0
v 1.0 0.0 0.0
v 1.0 1.0 0.0
v 1.0 1.0 1.0
f 1 2 3
df 1

Attention : les indices des faces suivantes ne sont pas changés après la suppression d'une ancienne face.

Changer la couleur d'une face

Notre format OBJ permet de changer la couleur d'une face. Pour changer la couleur d'une face, il suffit de d'utiliser les caractères fc suivis de l'indice de la face dont vous souhaitez changer la couleur, puis des composantes rouges, vertes et bleues, entre 0 et 1.

v 0.0 0.0 0.0
v 1.0 0.0 0.0
v 1.0 1.0 0.0
v 1.0 1.0 1.0
f 1 2 3
fc 1 1.0 0.0 0.0

Triangle strips et triangle fans

Pour la compression de contenu 3D, on peut utiliser des Triangle Strips et des Triangle Fans.

Notre format OBJ augmenté permet la déclaration de strips et de fans en utilisant respectivement les caractères ts et tf suivis des indices des sommets. Par exemple :

v -1.0 0.0 0.0
v -0.5 1.0 0.0
v 0.0 0.0 0.0
v 0.5 1.0 0.0
v 1.0 0.0 0.0
ts 1 2 3 4 5

ou bien

v 0.0 0.0 0.0
v -1.0 0.0 0.0
v -0.707 0.707 0.0
v 0.0 1.0 0.0
v 0.707 0.707 0.0
v 1.0 0.0 0.0
tf 1 2 3 4 5 6

Déclaration de la taille en octets

À tout moment, dans votre fichier, vous pouvez utiliser l'instruction

s 35223

qui déclare la taille actuelle du modèle (cumulée, en octets). Cette instruction permettra plus tard d'évaluer le débit distortion au cours du temps de chargement. Par exemple

v 0.0 0.0 0.0
v 1.0 0.0 0.0
v 0.0 1.0 0.0
f 1 2 3
s 43
ef 1 2 2 3
s 48

déclare un modèle de 43 octets défini par un triangle. Vous pouvez ensuite rajouter d'autres instructions pour modifier le modèle puis remettre une instruction s pour spécifier la nouvelle taille.