Assimp，全称为Asset Import Library，是一个能处理并转换多种三维模型格式的库，提供C/C++接口。本文主要讲述如何利用它实现gltf到obj文件的转换。

Assimp的安装

在ubuntu下，Assimp同时提供apt和源代码编译两种安装方式。
apt方式：

sudo apt-get update
sudo apt-get install libassimp-dev

源代码编译方式：

git clone https://github.com/assimp/assimp.git
cd assimp
cmake CMakeLists.txt 
cmake --build .
make install

推荐使用源代码编译的方式，因为github可以拉到最新的代码，而apt里安装的是较旧的版本。

gltf到obj的转换

我们这里主要讨论的是带纹理的gltf文件，其中纹理被嵌在gltf文件中，不以单独文件形式存在。Assimp提供了多种格式的import和多种格式的export。但是在使用过程中发现，直接调用其接口导出的obj文件只有网格信息，是不包含纹理图片的，同时材质mtl文件中纹理图片的路径会被表示为*0, *1等（mtl文件中map_Kd 那行）。总之是不能直接得到可直接使用的obj文件。为了利用Assimp得到完整的obj文件，需要完善两步，第一步是将嵌在gltf文件中的纹理文件（embedded texture）存成图片，第二步就是在mtl文件中做正确的关联。

读取gltf文件

#include <assimp/material.h>
#include <assimp/postprocess.h>
#include <assimp/scene.h>
#include <omp.h>
#include <algorithm>
#include <assimp/Exporter.hpp>
#include <assimp/Importer.hpp>

    Assimp::Importer importer;
    const aiScene *scene = importer.ReadFile(
        std::string(meshFile),
        aiProcess_CalcTangentSpace | aiProcess_Triangulate |
            aiProcess_JoinIdenticalVertices | aiProcess_SortByPType);
    if (scene == nullptr) {
        std::cout << importer.GetErrorString() << std::endl;
    }

纹理文件的存储

#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
#include "stb_image.h"
#define STB_IMAGE_WRITE_IMPLEMENTATION
#include "stb_image_write.h"

    std::vector<std::string> textureFileNames;
    for (int i = 0; i < scene->mNumTextures; i++) {
        const aiTexture *texture = scene->mTextures[i];
        if (texture != nullptr) {
            unsigned char *image_data = nullptr;
            int width, height, channels;
            if (texture->mHeight == 0) {
                // mHeight = 0 means embedded textures inside
                // here we use stb to save texture images
                image_data = stbi_load_from_memory(
                    reinterpret_cast<unsigned char *>(texture->pcData),
                    texture->mWidth, &width, &height, &channels, 0);

                std::string filename = std::to_string(i) + ".jpg";
                if (texture->mFilename.length > 0) {
                    filename = std::string(texture->mFilename.data) + ".jpg";
                }
                stbi_write_jpg(filename.c_str(), width, height, channels,
                               image_data, 100);
                textureFileNames.push_back(filename);
            }
        }
    }

这里需要说明的几个地方

在Assimp中，mHeight = 0意味着纹理存在形式为embedded，这种方式在于把纹理图片文件直接以整体一段buffer的方式存在gltf文件中，当需要获取纹理文件时，需要借助第三方的库，如stb_image，libjpeg等，将这一段buffer转成图片文件。
有的纹理文件被嵌入gltf后，文件名的信息会被保留，可以通过texture->mFilename获得，文件名后缀可通过texture->achFormatHint得到，但有时文件名的信息并不存在，对应texture->mFilename为空，此时我们可以按照自己的要求命名，只需要后续的材质文件能对应上即可。

stb_image库

stb_image是一个简单的图像解码库，使用起来极其简单，实现都写在头文件中，不需要编译成库，项目中直接引用头文件目录即可。下载地址：https://github.com/nothings/stb 。在我们的示例中，只需要使用stb_image.h和stb_image_write.h两个文件，头文件引用方式可以参考上方的代码，前面的宏必须带上。

材质信息的对应

    for (int i = 0; i < scene->mNumMaterials; i++) {
        aiMaterial *material = scene->mMaterials[i];
        aiString s;
        if (AI_SUCCESS == material->Get(AI_MATKEY_TEXTURE_DIFFUSE(0), s)) {
            if (s.data[0] == '*') {
                std::string textureName = std::string(s.data);
                std::string subName =
                    textureName.substr(1, textureName.length() - 1);
                int textureId = std::stoi(subName);
                if (textureId < textureFileNames.size()) {
                    s.Set(textureFileNames[textureId].c_str());
                    material->AddProperty(&s, AI_MATKEY_TEXTURE_DIFFUSE(0));
                }
            }
        }
    }

在Assimp读出来的material信息里，有一项对应的就是纹理图像的路径（或者文件名），对应就是上述代码中的s。当s以号开头时，在号后面的字符代表的是在texture数组里的index，我们可以按照这个index找到之前存储的对应的纹理文件名称，并同时修改材质的属性即可。

obj文件导出

    Assimp::Exporter exporter;
    std::string formatStr = "obj";
    std::string outMeshFile = "export." + formatStr;
    exporter.Export(scene, formatStr.c_str(), outMeshFile.c_str());

其他

本文只讨论了gltf到obj的转换，其实思路可以拓展到gltf/fbx到obj/ply等其他格式的转换，只要理清了texture的存储以及texture与material的对应关系，都可以做到带纹理的三维模型格式转换。

使用Assimp实现gltf到obj的转换