src/loader/S3MeshLoaderOBJ.js

import S3System from "../basic/S3System.js";
import S3Mesh from "../basic/S3Mesh.js";
import S3Vector from "../math/S3Vector.js";

/**
 * Wavefront OBJ形式による3DCGメッシュデータの入出力ユーティリティ
 *
 * - S3MeshLoader.TYPE.OBJ として S3MeshLoader から利用されます。
 * - OBJ形式のテキストをS3Meshに変換（インポート）、またはS3Meshからテキスト出力（エクスポート）する機能を提供します。
 * - 頂点（v）、テクスチャ座標（vt）、法線（vn）、面（f）などの基本要素をサポート。
 * - 複数マテリアルやUV座標にも対応しています。
 */
const S3MeshLoaderOBJ = {
	/**
	 * フォーマット名（定数："OBJ"）
	 * @type {string}
	 */
	name: "OBJ",

	/**
	 * Wavefront OBJ形式のテキストをS3Meshインスタンスへ変換します（インポート）。
	 * v 頂点
	 * vt テクスチャ
	 * vn テクスチャ
	 * f 面
	 *
	 * - OBJテキスト（またはダウンロード済みテキスト）を解析し、頂点・三角形面・マテリアル情報等をS3Meshに格納します。
	 * - "v"（頂点）・"vt"（テクスチャ座標）・"vn"（法線）・"f"（面）などの行に対応します。
	 * - 複数マテリアル、テクスチャ座標付き面、法線情報付き面にも対応。
	 * - 頂点番号・UVインデックス・マテリアルインデックス等の自動変換を行います。
	 *
	 * @param {S3System} sys S3Systemインスタンス
	 * @param {S3Mesh} mesh メッシュインスタンス（空の状態で渡される）
	 * @param {string} text OBJファイル内容（テキスト）
	 * @returns {boolean} パース成功時はtrue
	 *
	 * @example
	 * S3MeshLoaderOBJ.input(sys, mesh, objtext);
	 */
	input: function (sys, mesh, text) {
		// 文字列解析
		const lines = text.split("\n");

		/**
		 * 頂点のリスト
		 * @type {Array<S3Vector>}
		 */
		const v_list = [];

		/**
		 * テクスチャ座標のリスト
		 * @type {Array<[S3Vector, number]>}
		 */
		const vt_list = [];

		/**
		 * 法線のリスト
		 * @type {Array<S3Vector>}
		 */
		const vn_list = [];
		const face_v_list = [];
		const face_vt_list = [];
		const face_vn_list = [];
		let material_count = 1;
		for (let i = 0; i < lines.length; i++) {
			// コメントより前の文字を取得
			const line = lines[i].split("#")[0].trim();

			if (line.length === 0) {
				// 空白なら何もしない
				continue;
			}

			/**
			 * @type {Array<string>}
			 */
			const data = line.split(" ");
			if (data[0] === "v") {
				// vertex
				const x = parseFloat(data[1]);
				const y = parseFloat(data[2]);
				const z = parseFloat(data[3]);
				const v = new S3Vector(x, y, z);
				v_list.push(v);
			} else if (data[0] === "vt") {
				// texture
				const u = parseFloat(data[1]);
				const v = parseFloat(data[2]);
				// 1より大きい場合は素材が違う
				const mat = Math.floor(v);
				const vt = new S3Vector(u, 1.0 - (v - mat)); // Vは反転させる
				vt_list.push([vt, mat]);
				if (material_count <= mat + 1) {
					material_count = mat + 1;
				}
			} else if (data[0] === "vn") {
				// normal
				const vn = new S3Vector(parseFloat(data[1]), parseFloat(data[2]), parseFloat(data[3]));
				vn_list.push(vn);
			} else if (data[0] === "f") {
				// face
				const vcount = data.length - 3; // 繰り返す回数
				const f1 = data[1];
				const f2 = data[2];
				const f3 = data[3];
				const f4 = vcount === 2 ? data[4] : "0";
				for (let j = 0; j < vcount; j++) {
					/**
					 * @type {Array<string>}
					 */
					const fdata = [];
					if (j % 2 === 0) {
						fdata[2] = f1;
						fdata[1] = f2;
						fdata[0] = f3;
					} else {
						fdata[2] = f1;
						fdata[1] = f3;
						fdata[0] = f4;
					}
					const face_v = [];
					const face_vt = [];
					const face_vn = [];
					// 数字は1から始まるので、1を引く
					for (let k = 0; k < 3; k++) {
						const indexdata = fdata[k].split("/");
						if (indexdata.length === 1) {
							// 頂点インデックス
							face_v[k] = parseInt(indexdata[0], 10) - 1;
						} else if (indexdata.length === 2) {
							// 頂点テクスチャ座標インデックス
							face_v[k] = parseInt(indexdata[0], 10) - 1;
							face_vt[k] = parseInt(indexdata[1], 10) - 1;
						} else if (indexdata.length === 3) {
							if (indexdata[1].length !== 0) {
								// 頂点法線インデックス
								face_v[k] = parseInt(indexdata[0], 10) - 1;
								face_vt[k] = parseInt(indexdata[1], 10) - 1;
								face_vn[k] = parseInt(indexdata[2], 10) - 1;
							} else {
								// テクスチャ座標インデックス無しの頂点法線インデックス
								face_v[k] = parseInt(indexdata[0], 10) - 1;
								face_vt[k] = null;
								face_vn[k] = parseInt(indexdata[2], 10) - 1;
							}
						}
					}
					face_v_list.push(face_v);
					face_vt_list.push(face_vt);
					face_vn_list.push(face_vn);
				}
			}
		}

		// 変換
		// マテリアルの保存
		for (let i = 0; i < material_count; i++) {
			const material = sys.createMaterial("" + i);
			mesh.addMaterial(material);
		}

		// 頂点の保存
		for (let i = 0; i < v_list.length; i++) {
			const vertex = sys.createVertex(v_list[i]);
			mesh.addVertex(vertex);
		}

		// インデックスの保存
		for (let i = 0; i < face_v_list.length; i++) {
			// UV情報から材質などを作成
			const vt_num = face_vt_list[i];
			let mat = 0;
			let uv = undefined;
			if (vt_num) {
				const uvm0 = vt_list[vt_num[0]];
				const uvm1 = vt_list[vt_num[1]];
				const uvm2 = vt_list[vt_num[2]];
				mat = uvm0[1];
				uv = [uvm0[0], uvm1[0], uvm2[0]];
			}
			// 追加
			const triangle = sys.createTriangleIndex(0, 1, 2, face_v_list[i], mat, uv);
			mesh.addTriangleIndex(triangle);
		}

		return true;
	}
};

export default S3MeshLoaderOBJ;