カラー頂点属性を持ったモデルのロード < rusterizer-from-dots

https://gyazo.com/1eade565fe9711c8a798502f244ea151

目次

gltfの基本的な使い方とテスト

カラー頂点属性を持ったモデルのレンダリング

bugfix: y軸方向に空いたポリゴンのスリット

bugfix: cullingをonにすると正しく描画されなくなる

bugfix: glTFとBlenderの座標系における前方向の違い

まずgltfの基本的な使い方とテスト

今回はMeshのデータを読みたいので、Meshのドキュメントを漁ってExampleを見てみよう。

こうかな いったんテストしてみよう。

code:mesh/mesh_loader.rs

use std::path::Path;

use gltf::Gltf;

use crate::{mesh::VertexArrayObject, shader::texture_pipeline, util::Throwable};

fn load_vao(path:&Path)

-> Throwable<()> {

//-> Throwable<VertexArrayObject<texture_pipeline::Attribute>> {

let model = Gltf::open(path)?;

for mesh in model.meshes() {

for primitive in mesh.primitives() {

for (semantic, _) in primitive.attributes() {

println!("-- {semantic:?}");

}

}

}

Ok(())

}

カラー属性つけたいな

カラー属性どうやっていじるんや

https://youtu.be/hqBJtM8y064?si=Uud5Vk8dxWFz1OtY

https://gyazo.com/d162cbb503089d4f2f00a5b040d29164

まず、既存のtetrahedronのデモと、mesh_loadのデモをsrc/binに写しておく

まっさらになったmainのコードにglTFのロードのコードを組みこんでいく！

code:main.rs

use std::path::Path;

use renderer_core::mesh::mesh_loader::load_vao;

use renderer_core::world::camera::Camera;

use renderer_core::canvas::Canvas;

use renderer_core::util::Throwable;

fn main() -> Throwable<()> {

let w: usize = 640;

let h: usize = 480;

let aspect = (h as f64) / (w as f64);

let mut _canvas = Canvas::new(w, h)?;

let mut _camera = Camera::new(aspect);

load_vao(&Path::new("./resource/test_model.glb"))?;

Ok(())

}

code:stdout

-- Positions

-- Normals

-- Colors(0)

-- TexCoords(0)

あぁ、0番目の色指定ってことか

まぁともかく、Colorsから始まるものを取り出せばいいのかな

いや、そんな安全じゃないことやる必要あるか

Exampleを続けて読むと、readerがあった！

code:rs

let (model, buffers, _) = gltf::import(path)?;

:

if let Some(iter) = reader.read_positions() {

println!("vertex position");

for vertex_position in iter.take(5) {

println!("{vertex_position:?}");

}

}

code:stdout

vertex position

vertex color

vertex index

1

50

55

1

55

7

5

53

59

5

code:rs

let positions =

reader.read_positions().expect("The model data doesn't have position data.")

.collect::<Vec<_>>();

let colors =

reader.read_colors(0).expect("The model data doesn't have color data.")

.into_rgb_f32()

.collect::<Vec<_>>();

単純なforで書く場合にはindexで3ずつ送りにするほかはないのかな

なるほど

2025-10-15

code:rs

let idcs =

reader.read_indices()

.expect("The model data doesn't have indices data.")

.into_u32()

.collect::<Vec<_>>()

.chunks_exact(3)

上手く書けば関数型言語っぽくきれいにまとまるもんだね

code:rs

let points =

reader.read_positions().expect("The model data doesn't have position data.")

.map(|p| Vec4Model(p))

.collect::<Vec<_>>();

let colors =

reader.read_colors(0).expect("The model data doesn't have color data.")

.into_rgb_f32()

.collect::<Vec<_>>();

assert_eq!(points.len(), colors.len());

let attribute =

points.into_iter()

.zip(colors)

.map(|(point, color)| color_pipeline::Attribute{ point, color })

.collect::<Vec<_>>();

let idx =

reader.read_indices()

.expect("The model data doesn't have color data.")

.into_u32()

.map(|u| u as usize)

.collect::<Vec<_>>()

.chunks_exact(3)

.collect::<Vec<_>>();

vao_seq.push(VAOColor { attribute, idx });

カラー頂点属性を持ったモデルのレンダリング

というわけで、VAOだけ受け取ってあとは何もしない新しいActorとしてGltfTestActorを作って...

mainのコードをこうする！

code:rs

fn main() -> Throwable<()> {

let w: usize = 640;

let h: usize = 480;

let aspect = (h as f64) / (w as f64);

let mut canvas = Canvas::new(w, h)?;

let mut camera = Camera::new(aspect);

let mut world = World::<GltfTestActor>::new();

let vao_seq = load_vao(&Path::new("./resource/test_model.glb"))?;

vao_seq.into_iter()

.map(|vao| GltfTestActor::new(vao))

.for_each(|actor| world.spawn(actor));

while canvas.update()? {

let t = canvas.passed_time();

let theta = 2.*PI/5. * t;

let r = 3.;

camera.position = Vec4::newpoint(r* f64::cos(theta), r*f64::sin(theta), 1.);

camera.look = -camera.position.normalized3d();

camera.up = Vec4::newvec(0., 0., 1.);

world.update(canvas.deltatime());

world.draw(&camera, &mut canvas);

}

Ok(())

}

https://gyazo.com/404ebfc40e264c32c3a10bb11f8fee13

おおっ...！ちゃんと読み取れてる！！

1. なんか妙に穴が空いているように見える。

ポリゴンとポリゴンの合間も塗るようにしたい

一回確認してみるか

2. cullingをonにすると正しく描画されなくなる

モデル側の問題か？

全部のポリゴンに対して面積を表示させる...？

一番目、二番目、三番目のそれぞれのポリゴンに着色するのもありかも。

というか、tetrahedronのデモでも表示が変になるならそれはプログラムが変ってことだ

それともrendererの問題か？

https://gyazo.com/1f5ab652a2125ab8f3674d3b401d6d9c

2025-10-16

bugfix: y軸方向に空いたポリゴンのスリット

なんか妙に穴が空いているように見える。

不等号の取り扱いに関する問題かと思ったがどうやら違うらしい

code:component/mesh_renderer.rs

let u_intv = ClosedInterval::between(0., 1.);

if !w.iter().all(|e| u_intv.includes(*e)) { continue; }

code:util/interval.rs

pub fn includes(&self, x:T) -> bool {

self.min <= x && x <= self.max

}

浮動小数点に関する誤差の話かと思い1e-6だけ広げてみたけどこれまたうーんって感じ。

これなんで三角対角線の部分はあんまり穴が空いてないんだ？

グリッドの四角辺の部分だけ穴が空いている...

アイデアがない...。

本来頂点としては共有してるはずなので、穴が空くハズはないんだけどな～～

https://gyazo.com/9e147e1b48df2ab66bca8009ea52c3e9

...穴がxy軸に平行に空いている？

これ、そもそも三角形を包むbounding boxを求める際の、x_segmentとかy_segmentとかの話ではなかろうか

いやでもrangeとかandとかor演算とかに誤りはないな...

code:mesh_renderer.rs

let bound_x = ClosedInterval::between(0,(canvas.width-1) as i32);

let bound_y = ClosedInterval::between(0,(canvas.height-1) as i32);

let bound_z = ClosedInterval::between(-1.,1.);

let x_segment = ClosedInterval::range(points.iter().map(|p| p.x() as i32));

let y_segment = ClosedInterval::range(points.iter().map(|p| p.y() as i32));

let z_segment = ClosedInterval::range(points.iter().map(|p| p.z()));

let x_segment = x_segment.and(&bound_x);

let y_segment = y_segment.and(&bound_y);

let z_segment = z_segment.and(&bound_z);

(x_segment, y_segment, z_segment)

}

待てよ？これIteratorとして実装していたよね？

もしかして、ClosedIntervalにもかかわらずendが含まれてないように実装したんじゃないか？

code:rs

impl Iterator for ClosedIntervalIter {

type Item = i32;

fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {

let current = self.current;

self.current = current + 1;

if self.end > current {

Some(current)

} else {

None

}

}

}

...あのさぁ....

code:rs

if self.end > current {

code:rs

if self.end >= current {

はい。

よっしゃ動いたぞ動いた動いた

滑らかですね

https://gyazo.com/958fdc728cb925fcceb6101294afb79c

bugfix: cullingをonにすると正しく描画されなくなる

code:mesh_renderer.rs

// y基準でソート

let (x_segment, y_segment, z_segment) = calc_bounding_box(canvas, &points);

if z_segment.is_empty() { return; }

// Barycentric座標

// culling

if self.culling && area_abc < 0. { return; }

cullingが関わってくるのはこの部分だけ...。

符号付和が上手く計算できていなさそうだなぁ

ほとんどの場合においてみんな裏側になっているらしい、なんでだろうね

というわけで、少しばかし道具立てしてきて、符号付和の計算が毎フレーム何回行われるかを集積するようにしてみた。

Rustでのシングルトンなので、マルチスレッドから触られると困るので、毎回lock, unwrapする必要はある。

まぁでもデバッグ用なのでとりあえずはヨシかな。

これでどれぐらいのポリゴンが毎フレーム表を向いていると判定されているかを測れる。

code:mesh_renderer.rs

// culling

TRIANGLE_COUNTER.lock().unwrap().count(area_abc >= 0.);

if self.culling && area_abc < 0. { return; }

if area_abc.abs() < 1e-6 { return; }

let inv_abc = 1./area_abc;

code:.rs

while canvas.update()? {

:

{

let mut logger_on_loop = LOGGER_ON_LOOP.lock().unwrap();

let mut triangle_counter = TRIANGLE_COUNTER.lock().unwrap();

logger_on_loop.println(&triangle_counter.describe())?;

logger_on_loop.flush()?;

triangle_counter.reset();

}

}

するとこうなった。

culling off

code:rs

TRIANGLE_COUNTER: 600 / 1152

おおよそ600あたりを前後する。

ふむ、どうやら表裏の判定はできているようだ

culling on

code:rs

TRIANGLE_COUNTER: 1 / 1

TRIANGLE_COUNTER: 3 / 3

TRIANGLE_COUNTER: 5 / 5

:

...だいぶ奇々怪々な動きしてますね...

つまり本来描画されるべきだったポリゴンすらこの前のコードの段階で削られていることがわかる

z_segmentがemptyになっていることが原因かと見たが、どうにもそうではないらしい。

varyingやpolygonsが問題ではないっぽいことはわかった

どちらも元の数通り1152個のポリゴンを列挙すること自体はできていた。。

...じゃあどこで実行回数が減ってるんだ！？

code:rs

TRIANGLE_COUNTER.lock().unwrap().count( area_abc >= 0.);

if self.culling && area_abc < 0. { return; }

if area_abc.abs() < 1e-6 { return; }

let inv_abc = 1./area_abc;

ん...？？？

code:rs

if self.culling && area_abc < 0. { **return;** }

if area_abc.abs() < 1e-6 { **return;** }

んんんんんんん？？？？？？？？

return;で帰っちゃループが終わっちゃうじゃんかよ！！！

bugfix: glTFとBlenderの座標系における前方向の違い

cullingできた... でき.......あれ...？

https://gyazo.com/7ac3f65e5dd9c984e9408317c5d60c32

なんか....逆じゃないか？

code:rs

if self.culling && area_abc > 0. { continue; }

https://gyazo.com/d29bab014c7244f1d1515d5cfadaba56

うーーーん....？areaの計算が間違えている？

頂点が反時計回りだと正なんだっけ？

じゃああってるな....

右手系 (Right-handed)

上方向 (Up): +Y

前方向 (Forward): -Z

右手系 (Right-handed)

上方向 (Up): +Z

前方向 (Forward): -Y

→ つまり、Blender内で「前を向くオブジェクト」は -Y 方向を向いています。

添え字を入れ替えるか

code:mesh/mesh_loader.rs

let points =

reader.read_positions().expect("The model data doesn't have position data.")

.map(|p| Vec4Model(p))

.collect::<Vec<_>>();

code:rs

if self.culling && area_abc < 0. { continue; }

https://gyazo.com/1eade565fe9711c8a798502f244ea151

き......きたぁぁぁぁあぁぁぁぁあぁぁぁああああ！！！！！！！！！！！！！！！！！