2024年4月4日发(作者：)

如何将Fbx格式转换成VVO格式

一、 Fbx文件格式简介

1.1 KFbxSdkManage和KFbxScene

Fbx文件是Autodesk开发的文件格式，其开发目的就是为了实现

Autodesk旗下软件之间的数据交换。Fbx文件格式本身是不公开的，而是通过

FBX SDK实现对Fbx文件的读取以及写入。

使用FBX SDK时，最先遇到的两个对象就是KFbxSdkManage和

KFbxScene。

KFbxSdkManage是sdk中的中心类，负责了整个sdk内部状态的管理，

很多其他对象创建也依赖于KFbxSdkManage，程序中只需要有一个

KFbxSdkManage类的实例即可。

KFbxScene如其名所示，代表了一个场景，而这里的场景就是fbx文件中

包含的所有信息，fbx文件导入以后，在程序中就是一个KFbxScene对象,所

以一个fbx文件只需要一个KFbxScene类的实例。

1.2 Fbx的数据组织方式

Fbx的数据组织方式是scene tree，即场景树。由KFbxScene所声明的

对象可以得到该场景树的根节点，根节点包含了一系列子节点KFbxNode，每

个KFbxNode又有其自己的子节点，以此往下类推。这样通过递归循环就可以

遍历到每一个节点，然后获取该节点的信息。

RootNode是该Fbx文件所对应的根节点，由以下语句得到：

KFbxNode* pNode = pScene->GetRootNode();//获得根节点

图1是一个圆柱体的例子。该圆柱体总共有四个节点，Patch、SkeletonRoot、

SkeletonLimbNode1、SkeletonLimbNode2是这四个节点的名称。其中

Patch、SkeletonRoot是RootNode的孩子，SkeletonLimbNode1是

SkeletonRoot的孩子，SkeletonLimbNode2是SkeletonLimbNode1的孩

子。

RootNode

Patch

KFbxNode

SkeletonRoot

KFbxNode

SkeletonLimbNode1

KFbxNode

SkeletonLimbNode2

KFbxNode

图 1

kFbxObject

KFbxCollectionKFbxNode

KFbxNodeAttribute

KFbxDocument

KFbxSkeleton

KFbxLightKFbxLayerContainer

KFbxScene

KFbxGeometryBase

KFbxGeometry

KFbxMesh

KFbxNurb

KFbxPatch

1.3 Fbx中节点KFbxNode说明

1.3.1 节点坐标

场景树中每个节点都是KFbxNode，KFbxNode类本身包含了坐标变换信息，

例如可以用函数EvaluateGlobalTransform(KTime pTime)获得在pTime时刻

该节点的全球变换矩阵。获得全球变换矩阵后，我们可以得到节点在该时刻的世

界坐标系下的平移、旋转和缩放。同理由EvaluateLocalTransform(KTime

pTime)获得在pTime时刻该节点的本地变换矩阵，进而获得该时刻本地坐标系下

节点的平移、旋转和缩放。

1.3.2 节点类型

一个节点KFbxNode包含其他数据作为KFbxNodeAttribute对象，包含在其

内部，这里的其他数据是指mesh，Nurbs，skeleton，camara，light等定

义在KFbxNodeAttribute：：EAttributeType中的枚举类型。获得一个节点

的类型可用以下函数语句来实现:

KFbxNodeAttribute::EAttributeType lAttributeType;

lAttributeType = pNode->GetNodeAttribute()->GetAttributeType();

1.3.3 节点中层次Layer

层次Layer：法线、纹理坐标等是存储在层次Layer中的，每个节点可以有

多个层次，然后在每个层次中包含一套纹理，法线等。但是，通常我们只会用到

一个层次，很多建模软件也只支持一个层次。比如在一个节点类型为eMESH的结

点中层次概念如下所示：

mesh -------layer 0{ KFbxLayerElementNormal,KFbxLayerElementUV……}

|

|------layer

1{ KFbxLayerElementNormal,KFbxLayerElementUV………}

|

|-- ………………..

|

|------layer

n{ KFbxLayerElementNormal,KFbxLayerElementUV………}

关于层次的常用函数：

//求pMesh中包含UV的层次数

pMesh->GetElementUVCount();

//获得第i层中的UV对象

KFbxGeometryElementUV* leUV = pMesh->GetElementUV(i);

每种保存在Layer中的元素（如上面提到的UV）都继承于KFbxLayerElement，

比如KFbxLayerElementNormal对应normal数据，KFbxLayerElementUV

对应的UV数据，可以通过KFbxLayer中定义的各种Get函数得到，如

GetElementNormal()和GetElementUV，返回需要的KFbxLayerElement，

如果为空，则说明当前layer中没有这种元素。下面是关于KFbxLayerElement

的类的大概的继承图。

KFbxLayerElement

KFbxLayerElementTemplate

< KFbxVector4>

KFbxLayerElementTemplate

< KFbxVector2>

KFbxLayerElementTemplate

< KFbxColor>

KFbxLayerElement

Normal

KFbxLayerElement

Binormal

KFbxLayerElement

Tangent

KFbxLayerElement

UV

KFbxLayerElement

VertexColor

KFbxLayerElement还中包含了两个非常重要的属性

EMappingMode

和

EReferenceMode

。

typedef enum

{

eNONE,

eBY_CONTROL_POINT, //对于每一个Control Point有一个贴图坐标

eBY_POLYGON_VERTEX, //对于polygon中每一个顶点有一个贴图坐标

eBY_POLYGON, //对于一个polygon有一个贴图坐标

eBY_EDGE,

eALL_SAME

} EMappingMode;

typedef enum

{

eDIRECT,

eINDEX,

eINDEX_TO_DIRECT

} EReferenceMode;



MappingMode

定义了当前类型的元素如何映射到mesh上。举例来说，

对于

KFbxLayerElementNormal

，

MappingMode=eBY_POLYGON_VERTEX

表示如

果一个顶点被n个多边形共享，那么这个顶点就有n条法线与之相对应；

eBY_CONTROL_POINT

则表示每个顶点无论被几个多边形共享，都只有一条

normal

；

eBY_POLYGON

则表示构成多边形的n个顶点只对应着一条

normal

。

 ReferenceMode定义了如何访问相关的数据。同样举例来说，每个

KFbxLayerElement

内部通常可能包含两个数组，分别称为

DirectArray

和

IndexArray

。如果

reference

mode

为

eDIRECT

，则第i个顶点相对的

element

元素就在

DirectArray

的第i位置(第i个顶点的

normal

在

KFbxLayerElementNormal

.

DirectArray[i]

中) ，此时

IndexArray

为空。

eINDEX_TO_DIRECT

通常和

eBY_POLYGON_VERTEX

一起使用，因为一个控点

可能对应多个值，所以这时必须用多边形顶点索引来获得某个多边形顶点所对应

的值，例如

int id = pNormal->GetIndexArray().GetAt(vertexId);

KFbxVector4* pTemp = pNormal->GetDirectArray().GetAt(id));

vertexId 是polygon顶点的索引。

1.4 两个重要的节点结构：Mesh、Skeleton

1.4.1 mesh节点

网格（Mesh）存储了模型结构的重要数据，包括顶点坐标，颜色，UV（纹

理坐标），法线（Normal）等。这些都是我们在新平台中所要用到的。

Fbx文件中包含的Mesh节点，我们一般称为蒙皮节点。该节点由多边形

组成，多边形至少是三角形，除此之外还可能是四边形，五边形等等。如果要将

该Fbx中的mesh节点三角面片化，可用下面方法实现：

KFbxGeometryConverter converter(sdkManager);

mesh = ulateMesh(mesh);

 顶点坐标

Mesh中有两个概念控点（Control point）和顶点（Polygon vertex）。控

点只包含位置信息，顶点就是多边形中的顶点，通过索引可以得到该多边形顶点

位置，法线，纹理坐标等信息。

控点和顶点的关系：要看mesh中所有layer(通常只用第一层)中所有元素的

MappingMode：如果是

eBY_CONTROL_POINT

，则控点的数量和顶点的数量是一

一对应的，如果是

eBY_POLYGON_VERTEX

，则需要分裂控点，一个控点可以出

现在不同的三角面中作为顶点，这时候一个控点对应多个顶点。一般来说当mesh

由多个Polygon组成时，

MappingMode

的第二种

eBY_POLYGON_VERTEX

更常用。

不论是控点还是顶点，在求位置坐标时用的是控点中的位置信息。对于多边

形polygon中顶点的位置，是通过求该顶点所对应的控点在控点数组中的索引，

最后求得的。

下面列几个求坐标时常用函数：

//求mesh中控点的数目

int lControlPointsCount = pMesh->GetControlPointsCount();

//求mesh中控点数组

KFbxVector4* lControlPoints = pMesh->GetControlPoints();

若是要求在多边形polygon中顶点坐标，则需求该顶点对应的控点的索引

//如果这个mesh已经三角面片化，得到三角形的个数；如果没有三角面片

化，则获得多边形的个数

int numPoly = mesh->GetPolygonCount();

for(int i=0;i

{

int vn = mesh->GetPolygonSize(i); //mesh第i个poly的顶点个数

for(int j=0;j

{

//获得第i个多边形中第j个顶点相对应的索引

int pControlPointsIndex = mesh->GetPolygonVertex(i,j);

KFbxVector4* pTemp=lControlPoints[pControlPointsIndex];

}

}

 纹理坐标

对于纹理坐标的求取，根据前面所写的MappingMode和ReferenceMode类

型，总共分三种情况：

KFbxGeometryElementUV* leUV = pMesh->GetElementUV(0);

(1)

MappingMode

是

eBY_CONTROL_POINT

，而

ReferenceMode

是

eDIRECT

时，

KFbxVector2* pTemp;

pTemp = leUV->GetDirectArray().GetAt(lControlPointIndex)；

(2)

MappingMode

是

eBY_CONTROL_POINT

，而

ReferenceMode

是

eINDEX_TO_DIRECT

时，

KFbxVector2* pTemp;

int id = leUV->GetIndexArray().GetAt(lControlPointIndex);

pTemp = leUV->GetDirectArray().GetAt(id);

(3)

MappingMode

是

eBY_POLYGON_VERTEX

,无论

ReferenceMode

是

eDIRECT

，还是

eINDEX_TO_DIRECT

，都用下面方法读取：

int lTextureUVIndex = pMesh->GetTextureUVIndex(i, j);

KFbxVector2* pTemp;

pTemp = leUV->GetDirectArray().GetAt(lTextureUVIndex);

另外读取法向Normal、顶点颜色时基本类似，这里不再赘述。

1.4.2 skeleton节点

Fbx骨骼动画中的骨骼节点，一般用skeleton节点，即KFbxNode类型

为eSKELETON的节点来表示。对于骨骼节点，我们要读取的信息包括：节点

的关键帧个数、每个关键帧的时间、在关键帧时刻节点的本地变换矩阵。

要获得以上信息，首先要了解Fbx中动画组织方式。

对于一个含有动画信息的fbx模型，它可以包含一个或多个动画栈

（KFbxAnimStack），每个动画栈存储一套动作。比如一个人的模型，他有两

套动作，一套是由走到跑的动作，另一套是中枪倒下。那么每一套动作就可以用

一个动画栈来表示。

一个动画栈中可以包含一个或多个动画层(KFbxAnimLayer)，每一个动

画层存储一个动作，上例中由跑到走这套动作中总共有两个动作：跑、走，那么

每个动作就可以用一个动画层来表示，这样在这个动画栈中就有两个动画层。

关于动画相关类的继承图如下：

KFbxObject

KFbxAnimCurveK

eyBase

KFbxCollection

KFbxAnimCurveBase

KFbxAnimCurveKey

KFbxAnimStack

KFbxAnimLayerKFbxAnimCurve

在Fbx中关键帧是打在每个属性上的，动画层组织这些关键帧动画，动画

栈再组织这些动画层。比如动画师建一个动画模型时，总的动画有十个关键帧。

他在第2、8、10帧给平移属性Translation打了关键帧，而在第2、3、6、9

帧给旋转属性Rotation打了关键帧，因此这两个属性的关键帧数目是不同的，

而且有的关键帧的时间点也是不同的。不但Translation和Rotation上的关键

帧数不同，也可能在同一属性如Translation的不同值上的关键帧数也是不同的，

比如在TranslationX和TranslationY上的关键帧数可以不同。这就是Fbx中

动画的大概组织方式。

下面用一个简单的例子，即Fbx中只有一个动画栈，动画栈中只有一个动画层，

来演示一下如何获取TranslationX上的关键帧个数，以及关键帧时间。

//获取fbx的动画栈pAnimStack, 0代表第一个栈

KFbxAnimStack* pAnimStack = KFbxCast

(pScene->GetSrcObject(FBX_TYPE(KFbxAnimStack), 0));

//获取动画栈中的动画层pAnimLayer, 0代表第一层。

KFbxAnimLayer* pAnimLayer;

pAnimLayer= pAnimStack->GetMember(FBX_TYPE(KFbxAnimLayer), 0);

//获取动画层中的动画曲线Curve，相当于属性的值。

KFbxAnimCurve* pAnimCurveTX;

pAnimCurveTX=pNode->ve(pAnimLa

yer, KFCURVENODE_T_X);

//获取关于属性Translation的X的关键帧个数以及时间。

if (pAnimCurveTX)

{

KFCurve* pCurve = pAnimCurveTX->GetKFCurve();

int pTXKeyCount = pCurve->KeyGetCount();

for (int k=0; k

{

}

}

KTime temp = pCurve->KeyGetTime(k);

用同样的方法可以获得其他的属性的各个值的关键帧个数和时间。

求出关键帧时间后再求节点的本地变换矩阵可用函数

KFbxMatrix pMatrix;

pMatrix=pNode->EvaluateLocalTransform(KTime pTime);

KFbxVector4 pTranslation = (); //平移

KFbxVector4 pRotation = (); //旋转

KFbxVector4 pScale = (); //缩放

1.5 读取蒙皮信息

1.5.1 关于蒙皮信息

前面我们已经可以读取关节动画的信息，下面读取附着在骨骼上的蒙皮信息。

在骨骼动画中，不是把Mesh直接放到世界坐标系中，Mesh只是作为Skin使

用的，是依附于骨骼的，真正决定模型在世界坐标系中的位置和朝向的是骨骼。

Mesh节点是作为皮肤使用，蒙在骨骼之上。为了让普通的Mesh具有蒙皮

的功能，必须添加蒙皮信息，即Skin info。我们知道Mesh是由顶点构成的，

建模时这些顶点（就是我们前面说过的控点）是定义在模型自身坐标系的，即相

对于Mesh原点的，而骨骼动画中决定模型顶点最终世界坐标的是骨骼，所以要

让骨骼决定顶点的世界坐标，这就要将顶点和骨骼联系起来，Skin info正是起

了这个作用。

顶点的Skin info包含影响该顶点的骨骼数目，这些骨骼作用于该顶点的权

重(Skin weight)。

1.5.2 Fbx中的蒙皮结构

在Fbx中蒙皮是由mesh节点来表示的，与普通mesh不同，这里的mesh

加上了蒙皮信息即Skin info，我们要读取Skin info，首先应了解Fbx中的蒙

皮结构。

Mesh |------skin 0 |-----Cluster 0{ Vertex 0, Vertex 1…………Vertex n1 }

| |-----Cluster 1{ Vertex 0, Vertex 1…………Vertex n2 }

| |--- ………

| |-----Cluster n{ Vertex 0, Vertex 1…………Vertex n3 }

|------skin 1{ }

|

|-- ………………..

|

|------skin n{ }

mesh

skin 0skin 1

skin n

Cluster 0

Cluster 1

Cluster n

Vertex 0Vertex 1

Vertex n

从以上结构可以看出，Fbx的mesh中可以包含多重皮肤Skin，但绝大多数情

况下，我们只用到第一层皮肤Skin 0。在每层皮肤下一层是骨骼，在这里叫群

聚Cluster，即和这层皮肤相关的骨骼有哪些。在每个骨骼下有顶点Vertex，

即每一个骨骼影响的顶点，以及对这些顶点的权重都可以在这里得到。

kFbxObject

KFbxSubDeformer

KFbxCluster

下面是获得蒙皮信息的常用代码。

//获得pMesh中皮肤的个数，皮肤个数通常为1

int lSkinCount=pMesh->GetDeformerCount(KFbxDeformer::eSKIN);

//获得pMesh的第0层skin，若是多层皮肤，可用循环将0改为皮肤的索引i，就得到第

i层皮肤

KFbxSkin* lSkin=(KFbxSkin*)pMesh->GetDeformer(0,

KFbxDeformer::eSKIN);

//获得lSkin所包含的骨骼数

int lClusterCount = lSkin->GetClusterCount();

for(int i = 0;i < lClusterCount; ++i) //对皮肤中的骨骼进行循环

{

int lVertexIndexCount = lCluster->GetControlPointIndicesCount();

for (int k = 0; k < lVertexIndexCount; ++k)

{

//求出lCluster第k个顶点的索引（在mesh中所有顶点中的索引）

int lIndex = lCluster->GetControlPointIndices()[k];

}

}

if (lIndex >= lVertexCount)

continue;

double lWeight = lCluster->GetControlPointWeights()[k];

if (lWeight == 0.0)

{

continue;

}