日志 教程
当前位置: 教程  >  动漫设计  >  三维动画  >  正文

3DsMax骨骼动画

作者:宋姗姗 发表于 2011/5/5 12:50:21     评论(21)     阅读(11753)     

3DsMax骨骼动画导出时补充, 今天已经把用3DXI (IGame)重写过的插件放到 hellocpp上了。需要代码可以到  http://www.hellocpp.net/Articles/Article/727.aspx 去下载。

前言:本文读者应该大体知道怎么从PhysiqueSkin里获取数据的,并知道骨骼动画原理的。不然最好别看,否则越看越糊涂

  相信大家如果在使用或者看别人使用3Ds Max做骨骼动画的时候,多多少少应该见过美术做模型的时候,在没有绑定骨骼之前,角色蒙皮的手通常都是平举着的。加上Skin或者Physique修改器后,蒙皮的姿势通常就是第0帧了。那么在Max导出骨骼动画的时候,这个手平举着的姿势是算是第几帧呢?又是对应具体哪些数据呢?这个问题,在我开始做骨骼动画前,问过老宋,不过不知道当时是我稀里糊涂还是老宋稀里糊涂,反正没弄明白,折腾了好久,终于在2005年下半年弄明白了。不过过了这么多年,感觉自己很健忘,今天收拾那个古老而庞大的3Ds Max Exporter,终于又逼我整理了一遍思路,笔记如下。

  我们知道,3Ds Max 的骨骼动画修改器常用的有两个: SkinPhysique

  在Physique里的IPhyBlendedRigidVertex通过IPhyBlendedRigidVertex::GetOffsetVector能拿到该顶点相对于某块骨骼的偏移位置,通常,我们把这个偏移乘上GetInitNodeTM获得的骨骼矩阵再乘上骨骼权重,并累加,就能得到初始位置。

  在Skin修改器里,我们并没有这样的GetOffsetVector,而是只能通过Mesh获得第0帧的数据。

  那么他们的区别在哪里呢?

  实际上,Physique GetOffsetVector获得的就是角色手平举的时候的蒙皮位置,称为Init PoseSkin只能直接获得第0帧数据(跟获取Static Mesh一样的方法).

  但是,在Physique里我们完全也可以采用跟Skin里同样的方法来提取数据而不需要使用GetOffsetVector。在Skin里也可以计算出Init Pose.那么这个计算过程是怎么样的呢?

  其实,这个过程跟我们计算骨骼动画的任意一帧的过程是完全一样的,我们假设Init Pose是第i帧。

  假设,第0帧的时候:位置是v0, 骨骼变换矩阵是TM(0,k)

  手平举着的时候,    位置是vi, 骨骼变换矩阵式TM(i,k).

  TM(i,k) 就是Bone InitTM ,通过Physique::GetBoneInitTM()来获取

  四个权重对应位置为 W(k);

  在第0帧的时候,顶点相对四个骨骼的的位移应该为 v0 * invTM(0,k).

  (这个值在Physique里取出来的就是vtxBlend->GetOffsetVector(j), Skin则只能计算了)

  所以。其实我们并不需要这个Offset,从第0帧,加上i帧的Bone InitTM就可以算出这个offset

  那么从第0帧,算到第i帧(初始帧), 根据骨骼动画公式。

  vi = SIGMA v0 * invTM(0,k) * TM(i,k) (k = 0, 4).

  那么同理,在Physique里,也可以用同样的方法,得到Init Pose的第i帧的position数据。用这个方法跟通过vtxBlend->GetOffsetVector(j)获取的Init Pose结果基本是一样的(不一样是因为浮点误差)

  对于顶点Position如上处理,那么对于法向量呢?我们知道不管是Physique也好,Skin也好,直接都是无法取到Init PoseNormal的,如果是SkinPosition取第0帧,Normal也取第0帧,那么刚好。但是如果你用的是Physique,而又是通过vtxBlend->GetOffsetVector(j)来获取Init PosePosition的,那么对不起,Init PoseNormal肯定要你自己算了。 这个过程我就不重复了。将 vi的计算公式中的矩阵改成 Inv后再转置就好了,因为法向量的变换矩阵跟顶点变换矩阵的关系就是逆+转置。

  

   补充说明一点,在导出数据后,顶点Position有两种保存方法:

   1. 一个顶点保存一个值,比如保存第0帧数据。那么计算第t帧的时候的公式应该是

       vt = SIGMA v0 * invTM(0,k) * TM(t,k) (k = 0, 4) 

     跟前面的一样的哈。 就是说你还需要把骨骼的InvTM0k)给保存下来,并且每次把 TM(t,k)插值好了后乘上去。这个无疑增加了骨骼矩阵混合的计算量。但是它允许你只保存一份顶点数据。

   2. 一个顶点相对于四个骨骼各保存一份,也就是保存vtxBlend->GetOffsetVector(j)获取回来的值,或者是v0 * invTM(0,k) k=(0,4) 假设保存下去的这个值是v(0,k), 0就是第0帧啦,k当然是第k根骨头啦。 那么这个时候,你做混合的时候只要

      vt = SIGMA v(0,k) *  TM(t,k) (k = 0, 4)

     计算减少了。但是你要保存的数据多了。嘿嘿,四个顶点位置,还有四个法向量哦,还有四个Tangent呢?哇哈哈。疯了。

  

     鉴于保存四个顶点位置开销实在太大,我宁愿在骨架混合的时候多计算,只保存一份顶点位置就好了。

    说明:

    v0 : 0帧,顶点位置

    vi : i帧,顶点位置

    vt : t时刻,顶点位置

    TM(t,k)     : t时刻,影响这个顶点的第k个骨骼的变换矩阵

    TM(i,k)     : i帧,影响这个顶点的第k个骨骼的变换矩阵

    invTM(0,k)  : 0帧,影响这个顶点的第k个骨骼的变换矩阵的逆矩阵

PS:昨天晚上心血来潮,将整个Max Exporter由传统MaxSDK改成了IGame,算Normal太麻烦了候第一帧的计算方法

评论
显示
悄悄话
    王智强
  • 王智强的评论:
  •   不懂,可以简单地说吗
    2014-04-01 23:15
    胡平生
  • 胡平生的评论:
  •   好复杂的说!
    2014-03-14 21:21
    胡平生
  • 胡平生的评论:
  •   好复杂的说!
    2014-03-14 21:21
    胡平生
  • 胡平生的评论:
  •   好复杂的说!
    2014-03-14 21:21
    孙玉莹
    2013-12-10 14:25
    孙玉莹
    2013-12-10 14:25
    朱琳
  • 朱琳的评论:
  •   表情木有看懂
    2013-02-26 11:00
    肖凤明
    2013-01-28 21:33
    程俊硕
  • 程俊硕的评论:
  •   这是编程做动画吗?
    2013-01-28 13:34
    程俊硕
  • 程俊硕的评论:
  •   这是编程做动画吗?
    2013-01-28 13:34
    程俊硕
  • 程俊硕的评论:
  •   这是编程做动画吗?
    2013-01-28 13:34
    程俊硕
  • 程俊硕的评论:
  •   这是编程做动画吗?
    2013-01-28 13:30
    李铁
  • 李铁的评论:
  •   看着有点小不懂啊,真复杂啊http://www.taoweiy.com/
    2012-03-13 21:20
    朱健
  • 朱健的评论:
  •   不理解
    2012-03-12 16:20
    徐浪
  • 徐浪的评论:
  •   厉害
    2012-03-04 15:55
    李成虎
  • 李成虎的评论:
  •   这个是编程吗,怎么看不懂啊
    2011-11-13 20:24
    李俊
    2011-09-19 17:16
    李俊
  • 李俊的评论:
  •   有点乱,但是有用���
    2011-09-19 17:16
    想东之
    2011-08-03 15:39
    张斌
    2011-06-21 15:44
汇众教育官网 | 联系方式 | 版权声明 | 友情链接
Copyright 2008© 汇众益智(北京)教育科技有限公司. All Rights Reserved
京ICP备09092043号 京公网安备11010802009023号