opencv 人体骨骼动画 opengl骨骼

接上一篇的内容，上一篇，简单的介绍了，骨骼动画的原理，给出来一个

简单的例程，这一例程将给展示一个最初级的人物动画，具备多细节内容

以人走路为例子，当人走路的从一个站立开始，到迈出一步，这个过程是

一个连续的过程，在这个一个过程中，人身体的骨头在位置在发生变化，

骨头发生变化以后，人的皮肤，肌肉就随着变化，上一个例程中我们计算

（OpenGL10-骨骼动画原理篇(1)）计算了根据骨头的位置计算皮肤的位置

只是计算量一刻的动作，走路的过程是连续的，就意味着我们要记录下来

骨头在运动过程中所以位置变化数据，这样才可以根据不同时刻的骨骼的

位置计算出来皮肤的位置。

现在问题出来了，如果美术做了一个动画有5秒钟，每一秒播放60帧来

计算，我们要记录非常多的骨头的信息，小下面这样：

假设人有100个骨头

Bone person[100]

一秒钟60帧 × 5秒  × 100，这个就是我们要记录的数据量，由此可见

数据量是非常大的，实际上大可不必这样做，想一，是否可以记录一个

关键帧的，其他的数据又关键帧来计算呢 ？假设我们记录了10个关键点

其他的数据根据时间按照一定的插值算法进行插值，那么数据量就骤然

降低非常多呢。出于这样的想法，我们增加了一个新的概念，关键帧。

骨骼动画系统的流程如下：

　　下面我们使用程序的角度来描述下该问题：

1.　　获取到所有的骨骼数据（可使用矩阵存储)

Bone 　　bones[n];

2.　　获取到关键帧数据

Bone　　arKeyFrame[n][KeyNumber];

3　　获取到皮肤（顶点数据)

Vertex　　verts[vNumber];

4　　通过插值计算出来新的骨骼位置

Bone 　　timeBone[n];

5　　根据计算出来骨骼来计算顶点数据

Vert　　temp[vNumber];

 

一个定点的声明如下：

struct Vertex
{ 
//! 颜色 
float r, g, b, a; 
//! 位置
float x, y, z; 
//! 影响度 
float weights[2]; 
//! 矩阵的索引 
short matrixIndices[2]; 
//! 影响整个定点的骨头个数 
short numBones;
};

　　

声明一个类，保存骨头的信息.类如下所示，该类保存动画的所有骨格信息：

struct Vertex
{
    //! 颜色
    float r, g, b, a;
    //! 位置
    float x, y, z;
    //! 影响度
    float weights[2];
    //! 矩阵的索引
    short matrixIndices[2];
    //! 影响整个定点的骨头个数
    short numBones;
};

 

　　接下来，声明一动画类，动画类中维护关键帧数据

class   Frame
{
public:
    tmat4x4<float> _bone[2];
};

 一个动画类，用来保存所有的关键帧数据，提供计算骨头插值算法，

并输出一帧的骨骼数据，类如下所示。

class   SkinAnimation
{
public:
    //! 根据给定的时间，输出一帧骨骼的数据
    void    calcFrame(float t,Frame& frame)
    {
       
        frame._bone[0]  =   interpolate(_keyFrame[0]._bone[0],_keyFrame[1]._bone[0],t);
        frame._bone[1]  =   interpolate(_keyFrame[0]._bone[1],_keyFrame[1]._bone[1],t);
        
    }
    //!　　该动画有两个关键帧
    Frame   _keyFrame[2];
};

 

　　调用方式如下：

/**
                *   产生时间
                */
                static  float   xxx =   0;
                
                /**
                *   根据关键帧计算出来新的骨骼位置
                */
                _skinAnima.calcFrame(xxx,frame);
                xxx +=  0.01f;

 

　　然后我们将定点数据与计算出来的骨骼数据计算，得出最后的皮肤数据：

/**
*   绘制表皮,保存临时点数据
*   这里根据新的骨头的(就是插值计算出来以后的骨头来计算皮肤的位置了)
*/
Vertex  calQuadVertices[12];
memcpy(calQuadVertices,g_quadVertices,sizeof(g_quadVertices));
for (int i = 0 ;i < 12 ; ++ i )
{
    tvec3<float>    vec(0,0,0);
    tvec3<float>    vecSrc(g_quadVertices[i].x,g_quadVertices[i].y,g_quadVertices[i].z);
    for (int x = 0 ; x < calQuadVertices[i].numBones ; ++ x)
    {
        //! 计算位置
        tvec3<float>    temp    =   vecSrc* frame._bone[g_quadVertices[i].matrixIndices[x]];
        //! 计算权重位置
        vec  += temp * g_quadVertices[i].weights[x];
    }
    calQuadVertices[i].x    =   vec.x;
    calQuadVertices[i].y    =   vec.y;
    calQuadVertices[i].z    =   vec.z;
}

 

　　最后将计算出来的数据给OpenGL，进行绘制了：

glColorPointer(4,GL_FLOAT,sizeof(Vertex),calQuadVertices);
glVertexPointer(3,GL_FLOAT,sizeof(Vertex),((float*)calQuadVertices) + 4);
for (int i = 0 ;i < 3 ; ++ i )
{
    glDrawArrays(GL_LINE_LOOP,i * 4,4);
}