CSharpGL(50)使用Assimp加載骨骼動畫

在（http://ogldev.atspace.co.uk/www/tutorial38/tutorial38.html）介紹了C++用Asismp庫加載骨骼動畫的原理和流程。

在（http://wiki.jikexueyuan.com/project/modern-opengl-tutorial/tutorial45.html）是其中文版譯文。

本文用CSharpGL借助Assimp庫實現(xiàn)加載和渲染骨骼動畫的功能。

下載

CSharpGL已在GitHub開源，歡迎對OpenGL有興趣的同學加入（https://github.com/bitzhuwei/CSharpGL）

在.NET下使用Assimp

三維模型解析庫Assimp本身是用C++編寫的，所幸有一個C#的封裝（https://github.com/assimp/assimp-net）。使用此封裝即可直接在CSharpGL中調(diào)用Assimp了。

將Assimp32.dll、Assimp64.dll和AssimpNet.dll都放到項目所在目錄下，在Reference中添加對AssimpNet.dll的引用即可。

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渲染骨骼動畫

Assimp加載模型后得到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：

1 public sealed class Scene 2 { 3 public Animation[] Animations { get; } 4 public Material[] Materials { get; } 5 public Mesh[] Meshes { get; } 6 public Node RootNode { get; } 7 }

按我的理解，其中的RootNode就是骨骼的根結(jié)點。整個骨骼構(gòu)成一個樹結(jié)構(gòu)。每個結(jié)點都包含一個mat4 Transform矩陣，用于描述自己相對于父結(jié)點的方位變化。子結(jié)點代表的骨骼，其絕對方位由根結(jié)點的Transform逐步地乘到自己的Transform來得到。“絕對方位”指的就是在Model Space中的方位。

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如圖所示，紅色的小方塊描述了骨骼所在的絕對位置（這里的骨骼對應(yīng)人體的關(guān)節(jié)）。從紅到白漸變的線條描述了骨骼之間的父子關(guān)系，紅色一端為父結(jié)點，白色一端為子結(jié)點。兩腳之間的那個紅色小方塊，就是根結(jié)點RootNode。用半透明方式渲染的兩臂水平擺放的，就是模型的默認位置。

上圖這個模型，只有一個“拿起燈左右查看”的動作（Animation）。其他模型可能有多個動作，它們構(gòu)成一個數(shù)組（Assimp.Animation[]）。每個Animation都指定了這個模型的所有骨骼在所有關(guān)鍵幀上的Transform值。這樣，通過按時間順序依次經(jīng)歷各個關(guān)鍵幀（更準確地說，是在2個相鄰的關(guān)鍵幀之間插值），就可以得到骨骼在各個時刻的Transform。再讓模型的頂點依附于骨骼而動，就實現(xiàn)了骨骼動畫。

模型上的一個頂點，要記錄自己都依附于哪幾個骨骼，自己對這幾個骨骼依附的權(quán)重分別是多少（權(quán)重之和為1）。然后，就可以從默認的初始位置（用半透明方式渲染的兩臂水平擺放的那個位置）變換到骨骼要求的位置。

頂點的這一變換過程我還沒弄明白。這里需要的Offset Matrix到底是什么。據(jù)我查資料，外加計算，Offset Matrix就是那個讓骨骼結(jié)點變換到絕對方位的矩陣的逆矩陣。但是總覺得有點想不通的地方，確不知道是哪里。

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總結(jié)

骨骼動畫的原理網(wǎng)上有很多介紹了。我還沒有透徹理解，所以不對本文的原理部分負責。

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《新程序員》：云原生和全面數(shù)字化實踐50位技術(shù)專家共同創(chuàng)作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的CSharpGL(50)使用Assimp加载骨骼动画的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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