从零实现一个3D建模软件

Dust3D是Jeremy HU 个人开发的一款3D建模软件，主要用于游戏模型的快速制作。虽然作者已经在某种程度上放弃了该项目，但其分享的Dust3D从起心到技术选择到最终实现的整个心路过程，很有借鉴意义。

1、起心动念

自2015年以来我就想写一个3D建模软件，那时我正在开发2.5D的MMORPG游戏。我在YouTube自学了一段时间的Blender软件，Blender其实相当不错，但是，这个过程中的工作量让我意识到，一个人不可能完成大量的模型、制作纹理、动画，然后在游戏中使用，因为只是建立一个简单的恐龙模型就花了我半天时间。

我看了很多关于如何快速制作游戏模型的教程，试图找出一个统一的方式，一个可重复的模式，可以在编程语言中简化。我总结了制作模型的最常见步骤：首先，为前视图、侧视图和后视图设置参考样张，其次，制作平面，然后细分为六边形，通过遵循参考仰仗挤压此六边形，调整面部大小，以不同角度微调，来回调整，最后获得基本模型。

2、最初的实验

看起来我可以写一个软件来自动完成这些步骤，输入参考样张，它输出一个模型。让我们实现这一点，我做了一个非常粗糙的测试程序，以识别图像中的每个视图，提取边界，根据边界挤压面孔，但它太小了，不能在游戏中使用。

3、来自Jimmy的新想法

有一天，我搜索了一些有关怪物生成的关键字，并找到了Jimmy Gunawan的博客，我被他的文章震惊了，这就是我要找的，这就是答案，我非常兴奋，当读到博客上关于Blender的皮肤修改器背后的技术时，我发现了论文：B-Mesh: A Fast Modeling System for Base Meshes of 3D Articulated Shapes，这一刻我就知道，是时候将我最初的想法变成真实的产品了。

4、启动Dust3D项目

我启动了 Dust3D 项目，并在reddit贴出了我的计划，虽然这是我还没有做很多事情。我这样做是因为，作为游戏行业的新手，我不想在一开始错过一些事情。感谢令人赞叹的reddit用户，我学到了很多新的软件名称和建模术语，如Meshmixer，CGAL，等等。

5、重新发明车轮

重新发明车轮很有趣，所以我没有严格遵循尽量使用已有库的建议，我想从头开始制作一个3D软件。我想逐点逐行绘制3D世界。这是 Dust3D 的第一个屏幕截图，使用原始 OpenGL，除了 OpenGL 环境，没有任何其他依赖：

很快，我发现调试绘图问题花了这么多时间，所以我小心谨慎地引入了GLU库，现在看起来是这样：

过了一段时间，我认为Qt非常容易使用，所以我小心地引入了Qt。然后实现了 Bmesh 算法：

Catmull-Clark 细分:

现在，是时候做一个更正式的用户界面了。

6、再次重造车轮

你可以看到，dust3d是从零依赖开始，然后不可避免地引入一些东西。如果继续这样下去，一切顺利。但有些事情发生了。由于没有复杂的UI，我使用Blender建立Bmesh球之间的关系，我发现Blender软件在Callada输出器中的一个bug，我试图自己修复它，所以我下载了Blender的源代码，修复并提交了一个补丁。在此过程中，我厌倦了折腾C++的不同版本的问题，因此我决定从 Dust3D 代码库中删除所有C++代码。

Qt是C++，因此Qt被删除。我试图找到一些替代的UI库，ImGui看起来很有前途，但因为它是C++写的，所以被放弃了。我又从零开始实现UI，这就是它的外观：

啊哈！

7、休整与重新思考

当我在澳大利亚启动Dust3D 项目时，我使用的是工作和度假签证。有很多事情阻止了我继续开发这个项目，那段时间相当繁忙。这让我重新思考所做的决定。删除所有的依赖并不好，我正在做的是一个3D建模软件，而不是GUI库。我也开始考虑建模过程的一些细节。在Bmesh论文中，作者指出了存在的一些限制，即它不适合制做锐利的边缘。我们都知道，当我们为游戏做模型时，不可避免地会需要做出一些锋利的形状。

8、技术路线再调查

我利用YouTube上的视频教程梳理了几乎所有的建模软件，试图找出他们的实现机制。这些软件包括Houdini，它的以节点为基础的建模技术让我感到震惊。我想这就是我想要的，这就是答案，看起来很熟悉，对吗？