带有骨骼及其矩阵的 3D 动画

Question

我真的要求这是最后的手段。我已经2天没能解决这个问题了。因此，如果有人对 3D、矩阵和动画有所了解，我将非常感谢您的意见。

我已经下载了这个项目并将其实现到我自己的项目中：http://xbox.create.msdn.com/en-US/education/catalog/sample/skinned_model。 我游戏中的角色在施法时会移动双手。我已经成功制作了这个动画并将其导入到项目中。但我需要在他的手掌内生成粒子，这些粒子会根据动画移动。 我只需要应用动画后他手掌的 3D 位置。

动画期间手的图片： http://s18.postimg.org/qkaipufa1/hands.png

如果您查看蒙皮模型示例项目：Class: AnimationPlayer.cs，您会注意到它处理矩阵 3 次：

    public void Update(TimeSpan time, bool relativeToCurrentTime,
                       Matrix rootTransform)
    {
        UpdateBoneTransforms(time, relativeToCurrentTime);
        UpdateWorldTransforms(rootTransform);
        UpdateSkinTransforms();
    }

并允许我们在每个步骤之后访问它们：

        /// Gets the current bone transform matrices, relative to their parent bones.
    /// </summary>
    public Matrix[] GetBoneTransforms()
    {
        return boneTransforms;
    }


    /// <summary>
    /// Gets the current bone transform matrices, in absolute format.
    /// </summary>
    public Matrix[] GetWorldTransforms()
    {
        return worldTransforms;
    }


    /// <summary>
    /// Gets the current bone transform matrices,
    /// relative to the skinning bind pose.
    /// </summary>
    public Matrix[] GetSkinTransforms()
    {
        return skinTransforms;
    }

我还要提一下，我知道手掌中骨头的索引和它所有父母的索引：

10 - 11 的父级，根骨

11 - 12 岁的父母

12 - 13 岁的父母

13 - 14 岁的父母

14 - 15 岁的父母

15 - 16 岁的父母

16 - 手掌中的骨头

据我了解，这个项目是我上面列出的所有 GetXXXXXXXX 命令都返回一个根据骨骼索引排序的 Matrix[] 数组。所以要得到 Bone 10 的变换。我相信代码会是这样的：

Matrix[] M = animtionplayer.GetSkinTransforms();
Matrix transform = M[10];

好的，现在我不明白的部分。 我不知道我需要使用 3 个 GetXXXXXXXXX 函数中的哪一个来获取手掌位置。

我认为着色器计算骨骼位置的方法是将它们乘以它们的每个父骨骼。所以：

Matrix[] M = animtionplayer.GetBoneTransforms();
Matrix transform = M[10];
transform = transform * M[11];
transform = transform * M[12];
transform = transform * M[13];
transform = transform * M[14];
transform = transform * M[15];
transform = transform * M[16];
//maybe apply the world position of the model? 
transform = transform * MyWorld;

然后可能得到一个vector3的位置。

Vector3 HandPosition = transform.Up;

好吧，当我尝试上述解决方案时，我得到的结果好坏参半。对于某些骨骼，它会在动画的中间部分正确移动。但老实说没什么好。有人可以解释这里发生了什么吗？如何获得手掌中骨头的位置？我在这里真的很黑暗。 2 个月前我才知道矩阵是什么，这周才知道有骨骼的动画。

Answer 1

好的，所以这个错误很令人沮丧，所以我从编码中休息了大约一周。两天前我又开始工作了。尝试了许多随机的东西....查看矩阵的值寻找模式，我终于明白了。 这是一张手部动画的图像，所有骨骼都用大的白色球体完美突出。它也完美地跟随动画！ http://s27.postimg.org/f48i7ae4x/2014_07_30_18_H14_M20_S.jpg

代码：

Matrix[] BoneTransforms = animtionPlayer.GetWorldTransforms();
for (int i = 0; i < BoneTransforms.Length; i++)
{
    Vector3 v3 = new Vector3(BoneTransforms[i].M41, BoneTransforms[i].M42, BoneTransforms[i].M43);
    v3 = Vector3.Transform(v3, GetWorld(Position, Rotation, Scale));//GetWorld is the models world matrix: position, rotation and scale.
    Game1.DrawMarker(v3); //v3 is the position of the current Bone.
}

我只是通过观察特定矩阵的所有值来编写该代码。我了解到 M41、M42、M43 是来自特定骨骼的 X、Y、Z 绳索。

Answer 2

重新打开你的网格设计器，在他的手中放一个空的关于粒子效果应该在哪里，将空作为“手掌”骨骼的父对象，并跟踪空在局部坐标中的方向，这样你就可以面对粒子在正确的方向上，重新烘焙动画并重新导入它。我承认我不熟悉您正在使用的“网格剥皮器” - 但我想它支持骨骼的子对象，如空物，因为它们经常用于此类目的。你多虑了。如果你不能用 X-box 套件做到这一点，我不知道。

“变换矩阵”不一定是骨骼的位置 - 所以我对这些函数返回的内容感到困惑。他们可能只是返回用于计算加权到这些骨骼的顶点位置的矩阵。没有一个函数可以返回手掌骨骼的“世界位置”并简单地将动画跟踪到空或手掌骨骼的世界位置？我很困惑你需要使用变换矩阵做什么。如果你使用的库很好，几乎肯定会有一种方法来获取骨骼的世界坐标，在这种情况下，在手掌外添加一个“跟踪骨骼”可以让你跟踪该骨骼甚至直接父级的动画或对象他们。