骨骼动画及微软示例：Skinned Mesh的解析

骨骼动画 skinned mesh

骨骼动画及微软示例：Skinned Mesh的解析

骨骼动画是D3D的一个重要应用。尽管微软DXSDK提供了示例Skinned Mesh，但由于涉及众多概念和技术局，顺利上手。文中所述都是参照各种资料加上自己的理解，也有可能出些偏差，有则回贴拍砖，无则权当一笑

一 骨骼动画原理

原理方面在网上资料比较多，大家都基本明白。在此说一下重点：

总体上，绝大部分动画实现原理一致，就是“提供一种机制，描述各顶点位置随时间的变化”。有三种方法：

1.1 关节动画：由于大部分运动，都是皮肤随骨骼在动，皮肤相对于它的骨骼本身并没有发生运动，所以只要知，从子骨骼用矩阵乘法累积到最顶层根骨骼，就可以得到每个子骨骼相对于世界坐标系的转换矩阵。

这种动画，只须用普通Mesh保存最初始的各顶点坐标，以及一系列后续时刻所对应的各骨骼的运动矩阵。不通过运算调节动作。缺点是在两段骨骼交接处，容易产生裂缝，影响效果。

1.3 骨骼蒙皮动画(skinned Mesh)

1.2 渐变动画：通过保存一系列时刻的顶点坐标来完成动画。虽然比较逼真，但占用大量空间，灵活性也不高 相当于上面两方法的折中。现在比较流行。

在关节动画的基础上，利用顶点混合(Vertex Blend)技术，对于关节附近的顶点，由影响这些顶点的两段（或裂缝问题。 这里，引入一个D3D技术概念：“Vertex Blending”---顶点混合技术。比如说，你肯定用过SetTransform个问题后文会讲到。 你也可以在微软的DXSDK的帮助文件中搜索“Geometry Blending”主题，有裂缝及其

二 X文件如何保存骨骼动画

理解X文件格式，对用好相关的DX函数是非常重要的。

不含动画的普通X文件，有一个Mesh单元，保存了各顶点信息、各三角面的索引信息、材质种类及定义等。动画X文件，则在这个单元中增加了“各骨骼蒙皮信息”、“骨骼层次及结构信息”、“各时刻骨骼矩阵信息”等。2.1 网格蒙皮信息：首先，在Mesh{}单元中，在原有的普通网格顶点数据基础上，新增了XSkinMeshHead其中，XSkinMeshHeader是总括，举一实例，如下：

XSkinMeshHeader

{

2,//一个顶点可以受到骨骼影响的最大骨骼数,可用于计算共同作用时减少遍历次数

35 //当前Mesh的骨骼总数。

} 4,//一个三角面可以受到骨骼影响的最大骨骼数。这个数字对硬件顶点混合计算提出了基本要求。

由于每个骨骼的蒙皮信息都需要用SkinWeights结构去描述，所以有多少块骨骼，在Mesh中就有多少个Sk注意，一般把SkinWeights视作Mesh的一部分。这种Mesh又称Skinned Mesh (蒙皮网格)

SkinWeights 结构如下：

{

STRING transformNodeName; //骨骼名

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