松原骨骼動(dòng)畫(huà)的驅(qū)動(dòng)制作介紹及案例父子骨骼變換火系
第3章 角色始27 圖3.3 人體骨骼組織結(jié)構(gòu)圖矩陣，借以更新全局變換矩陣。最終，通過(guò)該結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)來(lái)更新皮 膚頂點(diǎn)信息，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)效果。 針對(duì)骨骼動(dòng)畫(huà)所涉及的每塊骨骼，需要保存其關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)，每個(gè)關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)的內(nèi)容包括：該幀的 編號(hào)，該幀中骨骼相對(duì)于父骨骼的平移信息以及旋轉(zhuǎn)信息。由于此類(lèi)信息上文中已經(jīng)做出總結(jié)，這里 就不再多加討論。
動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)多種多樣，比如在一個(gè)典型的高爾夫游戲中，其中一個(gè)角色，可能需要他的各種動(dòng)畫(huà)， 比如走動(dòng)、擊球、推桿、撿球、慶祝動(dòng)作等。對(duì)于個(gè)人角色扮演類(lèi)的游戲應(yīng)用，需要的動(dòng)作更多，如 果每個(gè)動(dòng)畫(huà)對(duì)應(yīng)于一個(gè)文件，那么就需要很多個(gè)文件來(lái)保存動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)。對(duì)于這些數(shù)據(jù)，選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí) 機(jī)對(duì)其進(jìn)行載人是一個(gè)重要的問(wèn)題。因?yàn)橐豢钣螒蚩赡苡性S多不同的角色，如果是在應(yīng)用程序啟動(dòng)的 時(shí)候一次裝載所有的數(shù)據(jù)，那么會(huì)造成比較慢的啟動(dòng)速度，更致命的是，它們將會(huì)占用大量的內(nèi)存， 導(dǎo)致內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)過(guò)大，而有些角色可能從前到后都沒(méi)有使用過(guò)，造成內(nèi)存資源的浪費(fèi)。因此，在合適的 時(shí)間內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行載人顯得極為關(guān)鍵。
比如在游戲應(yīng)用中，一般會(huì)有人物選擇界面，可以根據(jù)用戶的 選擇動(dòng)態(tài)地載入角色的全部動(dòng)畫(huà)或者部分動(dòng)畫(huà)。3.2.6 骨骼動(dòng)畫(huà)的驅(qū)動(dòng) 在應(yīng)用程序播放某一具體的動(dòng)畫(huà)過(guò)程中，骨骼動(dòng)畫(huà)引擎需要?jiǎng)討B(tài)地根據(jù)指定的動(dòng)畫(huà)播放速度正常 驅(qū)動(dòng)動(dòng)畫(huà)效果的產(chǎn)生。骨骼動(dòng)畫(huà)的驅(qū)動(dòng)過(guò)程就是骨骼動(dòng)畫(huà)實(shí)時(shí)計(jì)算的過(guò)程。在交互式應(yīng)用中，一般是 在用戶輸入某些控制命令后，角色模型開(kāi)始完成相應(yīng)動(dòng)畫(huà)。這就要求應(yīng)用程序在接受命令后，需要?jiǎng)?態(tài)實(shí)時(shí)地完成這些工作。 當(dāng)動(dòng)畫(huà)確定之后，一個(gè)具體的動(dòng)畫(huà)，在某一具體的時(shí)刻，其驅(qū)動(dòng)步驟分述如下。 8 喪flash動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作與后期視頻處理技術(shù)*
1)對(duì)骨骼局部變換信息進(jìn)行更新 確定動(dòng)畫(huà)在該時(shí)刻的兩個(gè)插值關(guān)鍵幀，即找到該時(shí)刻之前之后的兩個(gè)關(guān)鍵幀。然后按照時(shí)間對(duì)這 兩個(gè)關(guān)鍵幀進(jìn)行插值（應(yīng)用中使用最多的是對(duì)其進(jìn)行線性插值），從而確定每一塊骨骼該時(shí)刻在父骨 骼坐標(biāo)系下的變換信息（平移和旋轉(zhuǎn)信息）。
2)對(duì)骨骼全局變換信息進(jìn)行更新 對(duì)骨架層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行遍歷，從根骨骼開(kāi)始，計(jì)算每一塊骨骼相對(duì)于身體坐標(biāo)的全局變換信息（一 般是用矩陣形式來(lái)表示），這一步驟是基于上一步驟完成的，由于第一步巾已經(jīng)得出丁每一塊骨骼的 相對(duì)變換信息，本步驟中只需從根進(jìn)行遞歸遍歷即可。
3)對(duì)網(wǎng)格頂點(diǎn)進(jìn)行更新 對(duì)于皮膚網(wǎng)格中的所有頂點(diǎn)，計(jì)算其在身體坐標(biāo)系下的位置和法線信息。根據(jù)每個(gè)頂點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的 骨骼以及對(duì)應(yīng)的權(quán)值，就可以利用每塊骨骼的全局變換信息對(duì)頂點(diǎn)進(jìn)行變換。 每根骨骼存在兩個(gè)相關(guān)的變換矩陣：局部變換矩陣和全局變換矩陣。局部變換矩陣記錄了該骨骼 在父骨骼坐標(biāo)系空間中的位置和朝向。全局變換矩陣用來(lái)決定該骨骼在整個(gè)角色空間中的位置和朝向 。在骨骼動(dòng)畫(huà)文件中存儲(chǔ)的是骨骼的局部變換矩陣序列，骨骼的全局變換矩陣則需要通過(guò)額外的計(jì)算 來(lái)獲得。由于骨骼的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)是通過(guò)層次結(jié)構(gòu)互相影響的，所以全局變換矩陣不能一步獲得。
下面舉例說(shuō)明全局變換矩陣的生成，如圖3.4所示。首先看旋轉(zhuǎn)變換，在圖中有兩塊骨骼，左邊的 父骨骼和右邊的子骨骼，目標(biāo)是獲得兩個(gè)骨骼的全局變換矩陣來(lái)更新皮膚頂點(diǎn)。于骨骼的局部變換矩 陣保存的是它相對(duì)于父骨骼旋轉(zhuǎn)信息，但其父骨骼也有自己的變換信息，也做了旋轉(zhuǎn)。因此，子骨骼 對(duì)于整個(gè)角色的全局變換矩陣，需要將其局部變換矩陣與父骨骼的變換矩陣相乘。如果矩陣中加入了 平移變換，可以執(zhí)行同樣的過(guò)程。 從例子中可以了解到父骨骼的局部變換矩陣不僅會(huì)影響到自身，而且還會(huì)影響到它的于骨骼。而 在根骨骼節(jié)點(diǎn)，它的全局變換矩陣就等于其自身的局部變換矩陣。這樣旋轉(zhuǎn)、平移變┏━━━━━━ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓┃ 九 ┃┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃廠，’V………一廠 T＼r………— ┃┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ━━━┫┃＼，。1 - - - - - - - - - - - -＼i.4_- - - - - -- -. ┃┣━━━━━━━━━━ ━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃ 兒 ┃┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃《八+ ┃┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫ ┃＼：i ┃┗━━━━━━━━━━━━━━ ━━━━━━━━━━━━━┛圖3．，1 父子骨骼變換火系
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