骨骼动画原理

3D动画

提供一种机制，描述各定点位置随时间的变化

骨骼动画简介

• 顶点动画
  早期的3D模型动画，就是把每帧的顶点数据输出到文件中，所以3D模型的一个动作就是一系列的模型，这样做的目的主要是硬件资源有限，没有多余的时间去计算顶点。

  
  
  
• 骨骼动画
  随着动画越来越精细，将每帧的顶点数据输出到文件数据量太大。人们想出一种办法，将3D模型抽象为一些关键点的集合，整个模型的运动可以当做是这些关键点的运动，而模型的顶点只是受这些关键点的影响而已。这些关键点就称为骨骼

skinned mesh

利用vertex blend(顶点混合)，对于关节附近的点，由多段骨骼影响，对不同骨骼赋予不同的权值。目前我们所使用的最大受骨骼影响数为4.

• 更加真实，灵活

• 制作效率高

• 运行时交互

• 共享动画

• 要求一定的性能

• 骨架父子关系，父骨骼带动子骨骼运动

• 骨骼带动顶点运动

程序层面

• 肘关节动->手臂动
• 肩关节动->手臂动
• 身体的肉动是由一系列关节的运动所影响，但影响的程度不同

class Point
{

　　float x,y,z; 　　　　//顶点的位置

      int  Bone[n];　　//影响肌肉的骨头

      float Weight[n]  //每一个骨头对顶点的影响度，例如 肘关节的影响度对手臂很多，而肩关节要少。

}

那么一个顶点的位置就是：

for( int i = 0 ;i < n ; ++ i)
{

   (x,y,z) += 骨头[i] * 骨头的影响度[i];

}

骨头在程序上的意义是什么，其可以旋转，有位移，有缩放，其实就是矩阵

制作过程

rigging：创建骨骼的过程
skinning : 把点映射到骨骼的过程

static 3D model -> rigging - skinning -> animation

数据格式

解析过程

• 顶点数据中要有骨头信息和骨头权重
• c3t文件中要有完整的骨架信息
• nodes数据中要有网格对应的骨头信息，骨头的坐标空间转换的逆矩阵

关键帧

• Sprite3D draw

• skeleton->updateBoneMatrix

• meshSkin getMatrixPalette world matrix * invPos

• 将palette矩阵传到shader

• animation信息改变Bone‘s local Matrix