Обработка вершин с помощью скелета

Введение

Qt Quick 3D поддерживает обработку вершин для скелетной анимации геометрии мешей.

См. Пример простой обработки с помощью скелета для практической демонстрации скелетной анимации.

В большинстве случаев разработчики приложений не будут использовать API обработки скелета вручную. Обычный рабочий процесс заключается в использовании внешнего инструмента для создания контента для определения скелета и текстуры (это иногда также называется *риггингом*), а затем использовать инструмент Balsam Asset Import Tool, чтобы преобразовать актив в родной формат Qt Quick 3D.

Определение скелета

Основой скелетной анимации является скелет. Это абстрактное представление того, как модель может двигаться, вдохновленное тем, как работает физический скелет у позвоночных. «Кости» скелета представлены иерархией узлов суставов. Конечно, они не обязательно должны представлять реальные кости.

Skeleton {
    id: qmlskeleton
    Joint {
        id: joint0
        index: 0
        skeletonRoot: qmlskeleton
        Joint {
            id: joint1
            index: 1
            skeletonRoot: qmlskeleton
        }
        Joint {
            id: joint2
            index: 2
            skeletonRoot: qmlskeleton
        }

    }
}

Подключение скелета к модели

Чтобы применить скелет к модели, установите свойство скелета модели:

Model {
    skeleton: qmlskeleton
    ...

Для того, чтобы скелет имел эффект, геометрия модели должна содержать информацию о обработке с помощью скелета. Это делается путём включения атрибутов вершин с JointSemantic и WeightSemantic в буфере вершин.

Атрибут JointSemantic определяет, какие суставы скелета могут влиять на заданную вершину. Для этого используются индексы, указанные в Joint.index. Поскольку этот атрибут содержит 4 индекса, максимальное количество суставов, которые могут влиять на одну вершину, равно 4.

Атрибут WeightSemantic описывает силу влияния этих суставов. Он содержит четыре значения с плавающей точкой, каждое из которых определяет вес, придаваемый суставу с индексом в соответствующей позиции в атрибуте JointSemantic.

Например, приведённом выше скелете, если вершина имеет такие атрибуты:

эта вершина будет на 100% подвержена влиянию сустава joint2, и она будет перемещаться ровно так же, как и этот сустав. Последние три индекса в атрибуте JointSemantic игнорируются, так как соответствующие веса равны 0.0.

В качестве другого примера, с такими атрибутами:

вершина будет перемещена на 50% от движения сустава joint1 плюс 25% от движения сустава joint2.

Кроме того, поскольку скелет является абстрактным представлением, модель должна указать информацию о геометрии для суставов. По соображениям производительности это не делается путём непосредственного указания информации. Вместо этого Model.inverseBindPoses содержит обратное преобразование матрицы, необходимое для перемещения каждого сустава в исходное положение.

Анимирование скелета

Преобразование сустава в скелете переместит все вершины, связанные с этим суставом. Поскольку Joint наследуется от Node, скелет можно анимировать, просто используя стандартные QML-анимации.

NumberAnimation {
    target: joint1
    property: "eulerRotation.z"
    duration: 5000
    from: -90
    to: 90
    running: true
}

Хотя можно создавать сложные анимации, вложенные SequentialAnimation, ParallelAnimation и NumberAnimation, обычно удобнее использовать анимации временной шкалы для анимирования моделей с обработкой с помощью скелета.