Skinned Animation in Irrlicht

CAnimatedMeshScenenNode

几个重要的接口：

1：OnAnimate

在前面说过该接口负责时间驱动，因此在这里的该接口中先根据过去的时间计算出现在的Frame，然后在根据Frame得到当前的Mesh。

buildFrameNr(timeMs-LastTimeMs);                // Compute current frame

...

scene::IMesh * mesh = getMeshForCurrentFrame();        // Get current frame mesh

对于getMeshForCurrentFrame中如果是SkinnedMesh的话

        // animate the mesh , update the local matrix(Local Motion)

        skinnedMesh->animateMesh(getFrameNr(), 1.0f);

        // Update the skinned mesh for the current joint transforms.

        // Update the global matrix according to the Local Matrices. And transform the mesh buffer.

        skinnedMesh->skinMesh();

2: render

渲染该SkinnedMesh.注意的是Irrlicht对于SkinnedMesh是在CPU中进行Skin的，所以这里对于MeshBuffer的变换只有该AnimationMeshSceneNode的矩阵，并且MeshBuffer的Transformation总是为Identity Matrix。

// only render transparent buffer if this is the transparent render pass
// and solid only in solid pass
if (transparent == isTransparentPass)
{
        scene::IMeshBuffer* mb = m->getMeshBuffer(i);
        const video::SMaterial& material = ReadOnlyMaterials ? mb->getMaterial() : Materials[i];
        if (RenderFromIdentity)
                driver->setTransform(video::ETS_WORLD, core::IdentityMatrix );
        else if (Mesh->getMeshType() == EAMT_SKINNED)
        // ((SSkinMeshBuffer*)mb)->Transformation always be Identity matrix.
        driver->setTransform(video::ETS_WORLD, AbsoluteTransformation * ((SSkinMeshBuffer*)mb)->Transformation);

        driver->setMaterial(material);
        driver->drawMeshBuffer(mb);
 }

对于SkinnedMesh的实现：

animateMesh：

        // Get the blended position, scale and rotation.

        // 这里主要是根据frame(注意frame不一定是整数值)来插值关键帧。从而得到该Joint(Bone)的Translation， Rotation， Scaling。

        getFrameData(frame, joint, position, joint->positionHint, scale, joint->scaleHint, rotation, joint->rotationHint);

用getFrameData得到这个Joint的三个参数过后，就可以根据这些信息来更新Local Matrix。

buildAll_LocalAnimatedMatrices();

该接口就是根据局每一个Joint的三个参数信息，更新LocalAnimatedMatrix。

skinMesh：

        // Construct all the global animated matrix

        // 这里主要是迭代每一个Joint，根据LocalAnimatedMatrix和Parent-Child关系来更新GlobalAnimatedMatrix。

        buildAll_GlobalAnimatedMatrices();

        // 注意这一段代码是为Software实现的，但是对于//rigid animation Part应该是在HardwareSkinning中使用。

if (!HardwareSkinning)
        {
                //Software skin....
                u32 i;

                // Note
                //rigid animation
                for (i=0; i<AllJoints.size(); ++i)
                {
                        for (u32 j=0; j<AllJoints[i]->AttachedMeshes.size(); ++j)
                        {
                                SSkinMeshBuffer* Buffer=(*SkinningBuffers)[ AllJoints[i]->AttachedMeshes[j] ];
                                Buffer->Transformation=AllJoints[i]->GlobalAnimatedMatrix;                // Never called.
                        }
                }

                //clear skinning helper array
                for (i=0; i<Vertices_Moved.size(); ++i)
                        for (u32 j=0; j<Vertices_Moved[i].size(); ++j)
                                Vertices_Moved[i][j]=false;

                //skin starting with the root joints
                // Skin the model
                // 这里根据已有的GlobalAnimatedMatrix来Transform所有的顶点。这里面实现了Vertex Blend 技术
                for (i=0; i<RootJoints.size(); ++i)
                        SkinJoint(RootJoints[i], 0);

                for (i=0; i<SkinningBuffers->size(); ++i)
                        (*SkinningBuffers)[i]->setDirty(EBT_VERTEX);
        }

经过skinMesh过后，这个SkinnedMesh就完成了Skinning过程。

对于CSkinnedMesh中的几个说明：

//! Unnecessary for loaders, will be overwritten on finalize

core::matrix4 GlobalMatrix;            //!< The Combined matrix.

core::matrix4 GlobalAnimatedMatrix;    //!< The current blended global matrix, LocalAnimatedMatrix*Parent::GlobalAnimatedMatrix, Combined Matrix

core::matrix4 LocalAnimatedMatrix;     //!< The current blended local matrix, generated by below three factors, Local Matrix

core::vector3df Animatedposition;      //!< The current blended position

core::vector3df Animatedscale;         //!< The current blended scaling

core::quaternion Animatedrotation;     //!< The current blended rotation

注意这个矩阵：

core::matrix4 GlobalInversedMatrix; //the x format pre-calculates this, In x format, it's offset matrix. Transform the bone to Local bone space. Offet Matrix

这个矩阵在X File中实际上是Offset Matrix.

但是：

在CalculateGlobalMatrices中(在finalize()中被调用，而finalize在该模型被加载好过后才调用)。

if (joint->GlobalInversedMatrix.isIdentity())//might be pre calculated

{

        joint->GlobalInversedMatrix = joint->GlobalMatrix;

        joint->GlobalInversedMatrix.makeInverse(); // slow

}

在X File的Skinned Mesh是没有用处的，而且是错的。他在这里添加这个代码仅仅是为了支持某一种Skinned Animation的模型格式。

GlobalInversedMatrix在skinJoint中被使用，作为Offset Matrix。