C# CAD programming

OBJファイル読み込みの四辺形対応

using RedRing.Framework.Geometry.Double.Geometry3D;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;

namespace RedRing.Framework.IO
{
    public static partial class OBJFile
    {
        /// <summary>
        /// OBJファイルの読み込み
        /// todo:頂点共有の処理
        /// </summary>
        /// <param name="filePath">ファイルパス</param>
        /// <returns>成功したら三角形ファセット群のデータを返し、失敗したらnullを返す</returns>
        public static async Task<TriangleMesh> LoadAsync(string filePath)
        {
            // テキストファイルを開く
            using(var sr = File.OpenText(filePath))
            {
                string line;
                var vertices = new List<Point>();
                var vertexIndices = new List<Tuple<int, int, int>>();
                string lowerToken;

                // 1行ずつ読み込む
                while ((line = await sr.ReadLineAsync()) != null)
                {
                    // スペース区切りのトークンに分ける
                    IEnumerable<string> tokens = line.Trim().Split(' ', '/');

                    // トークンを小文字に変更する
                    lowerToken = tokens.First().ToLower();

                    // トークンに対して然るべき処理を行う。
                    // それなりに厳密に書式を見ていくことにする
                    switch (lowerToken)
                    {
                        case "#":
                            // コメント
                            continue;

                        case "mtllib":
                            // マテリアル情報、今のところ何もしない
                            continue;

                        case "g":
                            // 何もしない
                            continue;

                        case "usemtl":
                            // 何もしない
                            continue;

                        case "v":
                            // 頂点座標値
                            double value1;
                            double value2;
                            double value3;

                            if (double.TryParse(tokens.ElementAt(1), out value1) && double.TryParse(tokens.ElementAt(2), out value2) && double.TryParse(tokens.ElementAt(3), out value3))
                            {
                                vertices.Add(new Point(value1, value2, value3));
                            }
                            break;

                        case "vt":
                            // 頂点テクスチャ番号、今のところ何もしない
                            continue;

                        case "vn":
                            // 頂点法線ベクトル、今のところ何もしない
                            continue;

                        case "f":
                            // 面情報
                            int value4;
                            int value5;
                            int value6;

                            // 頂点番号
                            if (tokens.Count() == 4)
                            {
                                if (int.TryParse(tokens.ElementAt(1), out value4) && int.TryParse(tokens.ElementAt(2), out value5) && int.TryParse(tokens.ElementAt(3), out value6))
                                {
                                    vertexIndices.Add(new Tuple<int, int, int>(value4 - 1, value5 - 1, value6 - 1));
                                }
                            }
                            else if (tokens.Count() == 7)
                            {
                                if (int.TryParse(tokens.ElementAt(1), out value4) && int.TryParse(tokens.ElementAt(3), out value5) && int.TryParse(tokens.ElementAt(5), out value6))
                                {
                                    vertexIndices.Add(new Tuple<int, int, int>(value4 - 1, value5 - 1, value6 - 1));
                                }
                            }
                            else if (tokens.Count() == 10)
                            {
                                if (int.TryParse(tokens.ElementAt(1), out value4) && int.TryParse(tokens.ElementAt(4), out value5) && int.TryParse(tokens.ElementAt(7), out value6))
                                {
                                    vertexIndices.Add(new Tuple<int, int, int>(value4 - 1, value5 - 1, value6 - 1));
                                }
                            }
                            else if (tokens.Count() == 5)
                            {
                                int value7;
                                if (int.TryParse(tokens.ElementAt(1), out value4) && int.TryParse(tokens.ElementAt(2), out value5) && int.TryParse(tokens.ElementAt(3), out value6) && int.TryParse(tokens.ElementAt(4), out value7))
                                {
                                    vertexIndices.Add(new Tuple<int, int, int>(value4 - 1, value5 - 1, value6 - 1));
                                    vertexIndices.Add(new Tuple<int, int, int>(value4 - 1, value6 - 1, value7 - 1));
                                }
                            }
                            else if (tokens.Count() == 8)
                            {
                                int value7;
                                if (int.TryParse(tokens.ElementAt(1), out value4) && int.TryParse(tokens.ElementAt(3), out value5) && int.TryParse(tokens.ElementAt(5), out value6) && int.TryParse(tokens.ElementAt(7), out value7))
                                {
                                    vertexIndices.Add(new Tuple<int, int, int>(value4 - 1, value5 - 1, value6 - 1));
                                    vertexIndices.Add(new Tuple<int, int, int>(value4 - 1, value6 - 1, value7 - 1));
                                }
                            }
                            else if (tokens.Count() == 13)
                            {
                                int value7;
                                if (int.TryParse(tokens.ElementAt(1), out value4) && int.TryParse(tokens.ElementAt(4), out value5) && int.TryParse(tokens.ElementAt(7), out value6) && int.TryParse(tokens.ElementAt(10), out value7))
                                {
                                    vertexIndices.Add(new Tuple<int, int, int>(value4 - 1, value5 - 1, value6 - 1));
                                    vertexIndices.Add(new Tuple<int, int, int>(value4 - 1, value6 - 1, value7 - 1));
                                }
                            }
                            break;
                        default:
                            // 何もしない
                            break;
                    }
                }
                 
                if (vertices.Count >= 3 && vertexIndices.Count > 0)
                {
                   return new TriangleMesh(vertices, vertexIndices);
                }
                else
                {
                   return null;
                }
            }
        }
    }
}

単純に面情報のFの行を読み込む際に条件分岐を行い、四辺形の場合は1点目、2点目、3点目と1点目、3点目、4点目の2つの三角形として構造は三角形メッシュで保持しています。

以下が四辺形で全てのデータが存在する場合のフォーマットになります。
f 頂点座標値番号/テクスチャ座標値番号/頂点法線ベクトル番号 頂点座標値番号/テクスチャ座標値番号/頂点法線ベクトル番号 頂点座標値番号/テクスチャ座標値番号/頂点法線ベクトル番号 頂点座標値番号/テクスチャ座標値番号/頂点法線ベクトル番号
今回の自動車のデータでは以下のように頂点座標値番号//頂点法線ベクトル番号という面データ構造で格納されていました。
f 頂点座標値番号//頂点法線ベクトル番号 頂点座標値番号//頂点法線ベクトル番号 頂点座標値番号//頂点法線ベクトル番号 頂点座標値番号//頂点法線ベクトル番号
頂点法線ベクトルの読み込み対応は簡単にできるので時間はかからないと思いますが、テクスチャ情報の読み込みと表示の対応はデータ構造の追加と別ファイルからテクスチャ情報の読み込み等の処理があるので、色々手を加える必要があります。

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