Qt Quick 3D - 简单换肤示例
演示如何在Qt Quick 3D 中渲染简单的换肤动画。
一般来说，大多数皮肤动画都是由建模工具设计的，Quick3D 还可通过Balsam 导入器支持 glTF 格式，并可在...... Qt Design Studio.本示例展示了如何在 Quick3D 中使用皮肤动画的各个属性。
注： 本例中的所有数据均来自gfTF-Tutorial Skins。
制作蒙皮几何体。
为使用自定义几何体数据，我们将定义一个包含位置、关节、权重和索引的几何体。
Q_OBJECT QML_NAMED_ELEMENT(SkinGeometry) Q_PROPERTY(QList<QVector3D> positions READ positions WRITE setPositions NOTIFY positionsChanged) Q_PROPERTY(QList<qint32> joints READ joints WRITE setJoints NOTIFY jointsChanged) Q_PROPERTY(QList<float> weights READ weights WRITE setWeights NOTIFY weightsChanged) Q_PROPERTY(QList<quint32> indexes READ indexes WRITE setIndexes NOTIFY indexesChanged)
每个位置是一个顶点位置，每个顶点有 4 个关节的索引和相应权重。
在 QML 中设置蒙皮数据
位置数据和索引
我们将绘制有 10 个顶点的 8 个三角形。下表显示了 QML 代码和顶点的可视化。
| QML 代码 | 可视化 |
|---|---|
positions: [ Qt.vector3d(0.0, 0.0, 0.0), // vertex 0 Qt.vector3d(1.0, 0.0, 0.0), // vertex 1 Qt.vector3d(0.0, 0.5, 0.0), // vertex 2 Qt.vector3d(1.0, 0.5, 0.0), // vertex 3 Qt.vector3d(0.0, 1.0, 0.0), // vertex 4 Qt.vector3d(1.0, 1.0, 0.0), // vertex 5 Qt.vector3d(0.0, 1.5, 0.0), // vertex 6 Qt.vector3d(1.0, 1.5, 0.0), // vertex 7 Qt.vector3d(0.0, 2.0, 0.0), // vertex 8 Qt.vector3d(1.0, 2.0, 0.0) // vertex 9 ] indexes: [ 0, 1, 3, // triangle 0 0, 3, 2, // triangle 1 2, 3, 5, // triangle 2 2, 5, 4, // triangle 3 4, 5, 7, // triangle 4 4, 7, 6, // triangle 5 6, 7, 9, // triangle 6 6, 9, 8 // triangle 7 ] |
|
关节和权重数据
在剥皮过程中，每个顶点都需要指定对其有影响的关节的索引。对于每个顶点，我们将这些索引存储为 4D 向量（Qt 将可能影响顶点的关节数限制为 4）。我们的几何体将只有两个关节节点（0 和 1），但由于我们使用的是 4D 向量，因此我们将其余两个关节索引及其权重设置为 0。
joints: [ 0, 1, 0, 0, // vertex 0 0, 1, 0, 0, // vertex 1 0, 1, 0, 0, // vertex 2 0, 1, 0, 0, // vertex 3 0, 1, 0, 0, // vertex 4 0, 1, 0, 0, // vertex 5 0, 1, 0, 0, // vertex 6 0, 1, 0, 0, // vertex 7 0, 1, 0, 0, // vertex 8 0, 1, 0, 0 // vertex 9 ]
相应的权重值如下。
weights: [ 1.00, 0.00, 0.0, 0.0, // vertex 0 1.00, 0.00, 0.0, 0.0, // vertex 1 0.75, 0.25, 0.0, 0.0, // vertex 2 0.75, 0.25, 0.0, 0.0, // vertex 3 0.50, 0.50, 0.0, 0.0, // vertex 4 0.50, 0.50, 0.0, 0.0, // vertex 5 0.25, 0.75, 0.0, 0.0, // vertex 6 0.25, 0.75, 0.0, 0.0, // vertex 7 0.00, 1.00, 0.0, 0.0, // vertex 8 0.00, 1.00, 0.0, 0.0 // vertex 9 ]
骨架和关节层次结构
为了剥皮，我们在Model 中添加了骨架属性：
skeleton: qmlskeleton Skeleton { id: qmlskeleton Joint { id: joint0 index: 0 skeletonRoot: qmlskeleton Joint { id: joint1 index: 1 skeletonRoot: qmlskeleton eulerRotation.z: 45 } } }
两个Joint在Skeleton 中连接。我们将把joint1 绕 Z 轴旋转 45 度。下面的图片显示了几何体中关节的位置以及初始骨骼的方向。
| 几何体中的关节 | 初始骨架 |
|---|---|
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使用逆绑定姿势放置模型
一旦模型有了有效的skeleton ，就有必要定义骨架的初始姿态。这定义了骨骼动画的基线：从初始位置移动关节会导致模型顶点根据joints 和weights 表移动。每个节点的几何形状都是以一种特殊的方式指定的：Model.inverseBindPoses 设置为将关节变换到初始位置的矩阵的逆矩阵。为了将其移动到中心位置，我们只需为两个关节设置相同的变换：矩阵沿 x 轴平移 -0.5，沿 y 轴平移 -1.0。
| QML 代码 | 初始位置 | 结果 |
|---|---|---|
inverseBindPoses: [ Qt.matrix4x4(1, 0, 0, -0.5, 0, 1, 0, -1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1), Qt.matrix4x4(1, 0, 0, -0.5, 0, 1, 0, -1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1) ] |
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使用关节节点制作动画
现在我们已经准备好一个蒙皮对象，可以通过更改Joints 的属性（尤其是eulerRotation）来制作动画。
Timeline { id: timeline0 startFrame: 0 endFrame: 1000 currentFrame: 0 enabled: true animations: [ TimelineAnimation { duration: 5000 from: 0 to: 1000 running: true } ] KeyframeGroup { target: joint1 property: "eulerRotation.z" Keyframe { frame: 0 value: 0 } Keyframe { frame: 250 value: 90 } Keyframe { frame: 750 value: -90 } Keyframe { frame: 1000 value: 0 } } }
更完整的蒙皮方法
骨架是一种资源，但它的层次结构和位置用于模型的转换。
我们可以使用资源类型Skin 来代替Skeleton 节点。由于Skin 类型不是场景中的空间节点，因此其位置不会影响模型。一个最小的工作 Skin 节点通常包括一个节点列表、关节和一个可选的反向绑定矩阵 inverseBindPoses。
使用Skin 项，前面的示例可以这样编写：
skin: Skin { id: skin0 joints: [ joint0, joint1 ] inverseBindPoses: [ Qt.matrix4x4(1, 0, 0, -0.5, 0, 1, 0, -1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1), Qt.matrix4x4(1, 0, 0, -0.5, 0, 1, 0, -1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1) ] }
从代码片段中我们可以看到，Skin 只有两个列表，一个关节和一个 inverseBindPoses，这与Skeleton 的方法不同，因为它没有任何层次结构，只是使用现有节点的层次结构。
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