3D游戏引擎入门课程——角色动画

写在前面

本专栏内容均为学堂在线慕课《3D游戏引擎架构设计基础》中的内容。个人将其转化成文字和图片的版本（个人更加喜欢文字版本的教程，阅读速度更快很多），方便查阅。
原课程链接：3D游戏引擎架构设计基础。

角色动画

角色动画概述和表示方法

角色是指推动游戏剧情的载体，包括玩家、非玩家、怪兽和敌人等。

角色的表示

• 赛璐璐动画
  

• 刚性层阶式动画
  

• 每顶点动画
  

• 变形目标动画
  

• 骨骼蒙皮动画
  
  其中骨骼蒙皮动画是使用得最多的表现技术。

游戏中的角色动画建模过程：

1. 蒙皮：建立角色的网格模型

2. 骨骼：建立关节和关节层次树，并将关节与对应的网格顶点绑定

3. 皮肤或衣服：定义网格的材质和纹理贴图

4. 角色动画：描述角色的动作，定义角色骨骼的位置移动

表现示例：

骨骼蒙皮动画中重要的概念

• 自由度和关节类型：
  
  
  
  

• 关节的空间变换
  

• 网格顶点和关节绑定
  

• 运动合成和运动控制

运动合成中的重要概念：

动画片段：是指组成游戏角色的动作的局部姿势，如举手、跳跃、一个走路或跑步的步幅等。

关键帧或关键姿势：是指在动画片段指定的时间点上设定的重要姿势，通过关键帧，可以用线性插值或曲线插值算法自动生成中间的姿势，即中间帧。关键帧可以被看成角色姿势的一个静态图。而动画片段是由若干个关键帧和中间帧组成，且所有帧按照设点的时间点显示。动画片段是角色动画的一个局部姿势，是动态的。

示例：

动画片段的合成是指对应关节位置的计算，角色动作自动合成的方法包括：

1. 线性混合
   
2. 骨骼分部混合
   
3. 加法混合。
   

角色动画实现实例

OGEE角色动画

OGRE角色动画渲染流程：

OGRE节点类型与骨骼树结构：

关节节点与场景图的关系：

OGRE角色动画主要类：

下面是OGRE角色动画的几种核心类描述：


角色动画的骨骼蒙皮动画的示例：

OGRE角色动画总结：

Panda3D角色动画

Panda3D中角色动画的概念:

Panda3D中角色表示的类图如下：

角色局部运动类：

最后是Panda3D动画类：