Работа со скелетнойанимацией

Использование скелетной структуры и скелетного меша

Скелетная структура, как вы можете представить, является набором соединенных костей, образующих иерархию (иерархию костей, если быть точным). Одна кость, называемая корневой, является центральной точкой для всей скелетной структуры. Все кости присоединяются к корневой кости либо как родственники, либо как потомки.

Слово "кость" означает-объект ссылку на фрейм (объект-фрейм, который представлен структурой DirectX D3DXFRAME или шаблоном Frame внутри файла .X). Если бы вы посмотрели структуру D3DXFRAME, вы бы действительно обнаружили связанный список указателей (D3DXFRAME::pFrameSibling и D3DXFRAME::pFrameFirstChild), образующий иерархию. Указатель D3DXFRAME::pFrameSibling связывает между собой кости одного уровня иерархии, в то время как указатель D3DXFRAME::pFrameFirstChild привязывает дочерние кости, которые расположены на один уровень ниже в иерархии.

Обычно для создания скелетных структур, применяемых в ваших проектах, используются пакеты трехмерного моделирования. Экспортирование иерархии костей из .X файла является отличным примером. Microsoft реализовала экспортеры для 3D Studio Max и Maya, которые позволяют экспортировать данные скелетов и анимации в .X файлы, причем такую возможность экспорта предусматривают многие программы моделирования. Я предполагаю, что у вас есть программа1, с помощью которой можно экспортировать эти иерархии в .X файл.

Вы найдете множество вещей внутри .X файла, содержащих данные анимации. Первое (и наверное самое главное на данный момент), вы обнаружите иерархию шаблонов Frame, которая на самом деле является замаскированной иерархией костей. Если бы у вас была простая скелетная структура, подобная изображенной на рис. 4.1, тогда ваша иерархия фреймов выглядела бы подобно изображенной на том же рисунке.

Вы должны обнаружить стандартный объект данных Mesh, встроенный в иерархию объектов Frame. Объект Mesh содержит информацию об объекте скелетной анимации и костях, используемых в скелетной структуре. Так и есть - объекты Frame и Mesh содержат информацию о вашей скелетной структуре! Объект Mesh определяет, какие фреймы представляют кости, в то время как объект Frame определяет фактическую иерархию.

1. Можно взять из DirectX Extras с сайта Microsoft.— Примеч. научн. ред.

128

Глава4

Рис. 4.1. Расположенная слева скелетная структура представлена иерархией справа. Заметьте, что используются указатели D3DXFRAME для образования связанного списка родственных и дочерних кадров

Однако на данный момент кости играют незначительную роль. Т. к. кости зависят от иерархии фреймов, на данном этапе важно сконцентрироваться исключительно на фреймах. Вам просто нужно загрузить иерархию (например, из .X файла) и настроить ее для дальнейшего использования. Читайте далее, чтобы узнать, как загружать иерархии из .X.

Загрузка иерархий из .X

Не следует бить мертвую лошадь (как я могу сделать такую ужасную вещь?), но я хочу слегка коснуться загрузки иерархий фреймов из .X файлов. Хотя в главе 3 детально описаны использование .X файлов и загрузка иерархий фреймов, я хочу еще раз вернуться к этому, используя специальные структуры для хранения иерархии.

Для хранения иерархии фреймов вам необходимо использовать структуру D3DXFRAME (или показанную в главе 1 D3DXFRAME_EX). Как я уже замечал ранее, структура D3DXFRAME (или унаследованная D3DXFRAME_EX) содержит два указа-

Работа со скелетнойанимацией

теля, предназначенных для создания иерархии - pFrameSibling и pFrameFirstChild. Ваша задача связать каждый загружаемый из .X файла фрейм, используя эти два указателя.

Переберите все объекты данных из заданного .X файла, начав с корневого объекта фрейма. Когда вы обнаружите объект Frame, привяжите его как родственный или дочерний к предыдущему кадру. Продолжайте выполнять эти операции, пока не загрузите все фреймы. В этом примере используйте структуру D3DXFRAME_EX для хранения фреймов в иерархии.

Т.к. в главе 3 содержалось намного больше информации об анализе .X файлов,

япросто слегка напомню вам. Обычно вы открываете .X файл и перебираете каждый объект в нем. Для каждого найденного объекта Frame создаете соответствующий объект D3DXFRAME (или D3DXFRAME_EX) и привязываете его в иерархию объектов.

Для обработки .X файлов, вы можете создать класс, который бы выполнял всю работу за вас. Вы можете просто создать функцию ParseObject, принадлежащую классу, которая бы давала доступ к данным всех объектов. Опять же в главе 3 приведено подробное объяснение использования этого класса.

А теперь давайте посмотрим на функцию ParseObject, которая вызывается для всех перечисляемых объектов.

BOOL cXFrameParser::ParseObject( IDirectXFileData *pDataObj, IDirectXFileData *pParentDataObj, DWORD Depth,

void **Data, BOOL Reference)

{

const GUID *Type = GetObjectGUID(pDataObj);

//Если объект типа Frame (не ссылочный)

//тогда добавить его в иерархию

if(*Type == TID_D3DRMFrame && Reference == FALSE) {

// создать контейнер фрейма

D3DXFRAME_EX *pFrame = new D3DXFRAME_EX();

//Если есть, получить имя фрейма pFrame->Name = GetObjectName(pDataObj);

//Привязать объект в иерархию

if(Data == NULL) {

// Привязать как родственника корневого pFrame->pFrameSibling = m_RootFrame; m_RootFrame = pFrame; pFrame = NULL; Data = (void**)&m_RootFrame;

}else {

//Привязать как дочерний текущего

D3DXFRAME_EX *pFramePtr = (D3DXFRAME_EX*)*Data; pFrame->pFrameSibling = pFramePtr->pFrameFirstChild;

130

pFramePtr->pFrameFirstChild = pFrame; pFrame = NULL; Data = (void**)&pFramePtr->pFrameFirstChild;

}

}

// Загрузить матрицу преобразования фрейма if(*Type==TID_D3DRMFrameTransformMatrix && Reference==FALSE) {

D3DXFRAME_EX *Frame = (D3DXFRAME_EX*)*Data; if(Frame) {

Frame->TransformationMatrix = *(D3DXMATRIX*) \ GetObjectData(pDataObj, NULL);

Frame->matOriginal = Frame->TransformationMatrix;

}

}

// Анализировать дочерние объекты

return ParseChildObjects(pDataObj, Depth, Data, Reference);

}

Если вы еще не читали главу 3 (стыдно, если нет!), некоторые части приведенного выше кода могут немного смущать вас. Обычно функция ParseObject вызывается для каждого перечисляемого объекта. Внутри функции ParseObject вы проверяете тип текущего перечисляемого объекта (используя его шаблонный GUID). Если тип является Frame, вы создаете структуру фрейма и загружаете его имя в нее.

Далее вы привязываете фрейм в иерархию фреймов, что и выглядит немного странным. Класс cXFrameParser содержит два указателя - один для созданного корневого фрейм-объекта (m_RootFrame, член класса) и один для объекта данных (Data), который передается в качестве параметра функции ParseObject при каждом ее вызове. Указатель данных содержит данные последнего загруженного фрейм-объекта.

Как только вы начинаете анализировать .X файл, указатель Data установлен в NULL, означая, что не было загружено никаких фрейм-объектов. Когда вы загружаете фрейм-объект, вы проверяете указатель данных, чтобы определить указывает ли он на фрейм. Если нет, то предполагается, что текущий фрейм является родственником корневого фрейма. Если же указатель данных указывает на фрейм, то полагается что текущий перечисляемый фрейм является потомком указываемого указателем данных фрейма.

Знание того, является ли текущий фрейм родственным или дочерним, считается определяющим при создании иерархии. Родственные фреймы связываются, используя указатель pFrameSibling структуры D3DXFRAME, в то время как дочерние фреймы связываются, используя pFrameFirstChild. Сразу же после загрузки фрейма указатель данных устанавливается в новый фрейм или в предыдущий родственный фрейм. В конце концов, все фреймы связываются между собой как родственники или потомки.