Обработка вершин с костяной анимацией

Введение

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

См. Пример простой обработки костяной анимацией для практической демонстрации скелетной анимации.

В большинстве случаев разработчики приложений не будут использовать API обработки костей вручную. Обычный рабочий процесс заключается в использовании внешнего инструмента для создания контента для определения скелета и кожи (это иногда также называется риггингом), а затем использовании инструмента Balsam Asset Import Tool для преобразования актива в собственный формат Qt Quick 3D.

Определение скелета

Основой скелетной анимации является Skeleton. Это абстрактное представление того, как модель может перемещаться, вдохновленное тем, как физический скелет работает у позвоночных. «Кости» скелета представлены иерархией узлов Joint. 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 skeleton модели:

Model {
    skeleton: qmlskeleton
    ...

Для того чтобы скелет повлиял на модель, геометрия модели должна содержать информацию об обработке костей. Это делается путем включения атрибутов вершин с JointSemantic и WeightSemantic в буфере вершин.

Атрибут JointSemantic определяет, какие суставы скелета могут влиять на данную вершину. Для этого используются индексные значения, указанные в Joint.index. Поскольку этот атрибут содержит 4 индекса, максимум 4 сустава могут влиять на одну вершину.

Атрибут WeightSemantic описывает степень 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, учитывая скелет выше, если у вершины есть следующие атрибуты:

эта вершина будет на 100% зависеть от сустава2, и она будет перемещаться точно так же, как и этот сустав. Последние три индекса в атрибуте JointSemantic игнорируются, поскольку соответствующие веса равны 0.0.

В качестве другого примера, с такими атрибутами:

вершина будет перемещаться на 50% от перемещения сустава1 плюс 25% от перемещения сустава2.

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

Анимация скелета

Преобразование сустава в скелете приведет к перемещению всех вершин, связанных 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 создать сложные анимации, вложенные SequentialAnimation, ParallelAnimation и NumberAnimation, обычно удобнее использовать анимации временной шкалы для анимации моделей с обработкой костей.