Build 3dmax scene from vrscene

最近因业务需求需要将vrscene格式的文件导入到3dmax中。 3dsmax是广泛应用的建模软件, vrscene是 VRay 渲染器的场景描述文件,而 VRay 是当下最流行的离线渲染器。3dmax在安装了vray渲染器的插件之后,是支持vrsene文件的导入的,但是导入之后,在3dmax中是以vray的proxy形式存在,无法进行任何编辑操作。 根据vray的官方文档,vrscene仅仅是作为vray渲染器在不同建模平台进行数据交换的格式,并不支持反向导入到各个平台,形成可编辑的场景数据。我在maya上的测试结果也显示,vrscene是不支持反向导入成为可编辑数据的。而公司的业务要求后续的工作流需要vrscene的导入结果是正常的3dmax场景图对象,如何支持vrscene在3dmax中导入成可编辑对象,是我们主要讨论和解决的问题。

关于vrscene格式

即便vray非常流行,但是vrscene这个格式鲜有人知道,以至于网上这方面的资料很少。vrscene是VRay渲染引擎用来进行渲染的专用文件格式,本质上是一个字符串文本。这个文件格式包含了所有渲染所必须的信息,包括模型三维空间信息、材质信息、相机视角、渲染设置等。

我们的业务需要,只提取了部分关心的数据,其中,最主要最的部分如下图所示:

(2019/6/6补充: 后续支持了更多的plugin,比这个图复杂一倍。。)

为什么vrscene不支持导入成为可编辑对象?

vrscene不支持这样的特性,我认为是有一定原因的。vray以插件形式支持了非常多种类的建模软件,每一种建模软件,都有自己的场景系统,材质系统,vray对渲染的支持,其实是将每一种不同的描述体系,映射到自己的体系中,vrscene的材质/场景描述体系,包括扩展能力,一般都比具体一种建模软件大,所以vrscene的描述体系,事实上几乎是各个建模软件的超集。 从软件的体系,导出到vrscene的体系,是没什么问题的,但是反过来,就是从超集回到子集的过程,不同的建模软件,子集是不同的,所以势必是有一些数据,vrscne可以描述,但是建模软件不行,所以就会丢失数据。 索性这部分都不做了。

解决方案

vrscene 本身场景格式易于解析,我调研了一些具体的文件,以及3dmax的api,最后的解决方案是,直接在3dmax中解析vrscene,并使用相关api进行构建。除此之外没有太多其他可行的做法。毕竟根据我们的需求,性能并不重要, 正确性只要基本满足就可以。

正确性理论上是无法满足的,正如上文提到的,我举几个例子。3dmax的blendmaterial和vraymaterial导出的vrscene,plugin object 都是BRDFLayered,但是他们无论是用法和效果都有很大不同。又比如你画一个几何体,这时候3dmax里它是一个无材质的东西,不过在viewport里是有颜色的,这个无材质的东西导出却是有材质的BRDFDiffuse。。 所以很多东西事实上只能模拟, 不必强求。

主要解析流程

1 从字符串解析出数据结构,这部分使用基于pyparing单文件的parser combinator库,构建vrscene文法,然后直接解析到嵌套的字典结构。 这部分主要参考了vb30(一个python的blender插件,也是导入vrscene,不过不是用来构建场景)的解析部分, 这部分在它的 submodule 里, 主要是这个文件, 不过有一些bug,而且不支持include指令,不支持中文(3dmax的python执行环境是2.7),不过这些都不难解决。

2 遍历字典提取几何数据,和关心的plugin object 到集中的map。

3 针对关心的plugin object,以自底向上的顺序,构建贴图,材质,xx等中间资源。因为缺乏python api,具体的创建使用拼接maxscript字符串并执行实现。材质名,vrscene字段名,mapName,等通过查表批量生成,特殊情况特殊对待。plugin之间的依赖以vrscene中的name为uuid。

针对每一种pluginObject,lookuptable的构造和流程基本如下图所示。

自底向上构建,是为了防止资源重复创建。在子plugin的构建中,使用 currentMaterialLibrary 来存储创建的对象,虽然这个东西是materiallib,但实测是可以作为通用的map来存储贴图,dirt和falloff等plugin的

4 最后遍历node map, 使用3dmax python api构建场景节点,并解压和去编码几何数据,创建几何对象,材质部分直接assign之前构建的中间对象。完成场景的构建。

这部分最坑的是,算是3dmax的python api了,3dmax主要支持三种语言,c++写lib插件,python或者maxscript写脚本,其中c++的sdk,算是一等公民的支持, maxscript作为平台独占的脚本,也是一等支持,但是python真的是不行,无论是文档,还是开发体验,都特别垃圾。文档只有接口列表,使用全部靠猜,至今还没有找到正确实现mesh的normal导入方法。开发调试时,代码有改动需要重启整个应用才能生效,似乎是因为在某个地方缓存了pyc文件。每当看着3dmax重启,界面巨卡无比,老态龙钟的样子,非常无奈。 并不要因为3dmax是多么的著名而认为它是一个好的软件,在很多地方上,我觉得充斥着糟粕。很多功能,就比如python的支持,根本就是为了支持而支持,就是完成任务,根本没有考虑用户怎么使用,好不好用,也事实上鲜有用户在使用这些功能。

其他参考资料

3dmax python API 2014

build geometry use python

clara.io vrscene