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在三维图形编程领域,角色的躯体是由网格模型来表示的,网格模型通常由大量三角形图元组成,而三角形又是由顶点组成的。为了模仿现实世界中角色自身的动作,就需要为角色网格模型添加一套骨骼。同时需要确定哪些顶点依附于哪块骨骼,这样当骨骼运动时就能牵引依附骨骼的顶点一起运动,这就是骨骼动画的基 本原理。
骨骼动画模型的骨骼是以树状层次结构组织起来的,整个骨骼结构中有一块根骨骼,其他的骨骼都直接或间接连接到根骨骼上,形成角色模型的整个骨骼框架。一般每块骨骼都带有两个矩阵,一个是初始变换矩阵(LocalTransformMatrix),表示骨骼的初始位置;另一个是组合变换矩阵(CombinedTransformMaitrx),用于对骨骼进行各种变换,从而实现角色动画。
网格模型是一个个顶点组成的,如果某一个顶点只受到一个骨骼的影响,那么骨骼在运动的时候就很容易出现裂痕。要解决这个问题,就必须用到顶点混合。
顶点混合是渲染带有平滑关节的多边形片段,提高场景逼真性的技术,这种技术特别适合于渲染角色,多边形网格通常被称为蒙皮。所谓的混合,就是根据多顶点, 按照一定比例计算出一个中间值,这个比例称之为权重(weight),它代表了一个顶点对结果的影响程度,所有顶点的权重之和为1。
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