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3DsMax动画插件

 * 简易骨骼动画:

    Mesh当前帧顶点 = Mesh绑定时顶点 * 绑定时骨骼的变换到本帧骨骼的变换的改变量。

                           = Mesh绑定时顶点 * 绑定时骨骼的变换的逆矩阵 * 本帧的骨骼变换。

                           = Mesh绑定时顶点 * 绑定时骨骼的变换的逆矩阵 * 本帧的骨骼相对父节点的变换 * 本帧父骨骼的变换。

    其中,

    Mesh绑定时顶点:由Max导出。

    绑定时骨骼的变换的逆矩阵:从Max的Skin Modifier的GetBoneInitTM中取得(或者Physique Modifier的GetInitNodeTM中取得)矩阵。

    本帧的骨骼相对父节点的变换:从Max的骨骼的NodeTM和父骨骼的NodeTM得到,注意对于行矩阵,矩阵顺序是 ParentToChild = ChildToWorld * Inverse(ParentToWorld)。列矩阵则相反,根节点则直接保存NodeTM即可。帧之间的插值也主要是对这些数据做插值,在两帧之间没有很大变化的时候,四元数加向量和矩阵视觉上并没有很大差别。

    本帧父骨骼的变换:由前面从根节点累加。

(摘自:http://www.cnblogs.com/linyizsh/archive/2011/03/22/1991343.html)

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: Skin和Physique。 
  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 Pose。Skin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 Pose的Normal的,如果是Skin,Position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 Pose的Position的,那么对不起,Init Pose的Normal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InvTM(0,k)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 : 第0帧,顶点位置
    vi : 第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)     : 第i帧,影响这个顶点的第k个骨骼的变换矩阵
    invTM(0,k)  : 第0帧,影响这个顶点的第k个骨骼的变换矩阵的逆矩

(摘自:http://blog.csdn.net/yaokang522/article/details/7311745)

posted on 2018-01-26 00:50 南方的骆驼 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏