OSG/OpenGL 游戏人物动画的制作(二)

静态模型画出来了，如何让我们的 Md2 小人动起来呢？是不是不停的把模型文件中存 储的关键帧序列按顺序绘制出来就行了呢？答案是当然可以，他确实动了。不过如果这样做 你得到的将会是一个飞快运动的，快到几乎和音速小子刺猬索尼克有一拼的东东，那么如何 让他慢下来呢？减缓绘制速度？每绘制一帧让绘制进程歇一会？不错，他慢下来了，不过怎 么感觉动作一跳一跳的一点都不流畅呢？呵呵，插值算法终于派上用场了，这里由于是纯顶 点动画，线性插值就可以了，为了照顾一下初学的朋友，先讲一下线性插值算法，巨简单： Vd = V0 + (V1 – V0) * t 上过初中的朋友都知道这个等式线性的，所以叫线性插值。 Vd就是我们要插的值。其中V0 是 上一帧的一个顶点的坐标，V1是这个顶点下一帧的坐标，t是插值参数，t∈[0, 1],关键就是 这个t的确定会影响到运动的质量。有时模型文件包中附带的说明文件会指出人物模型以每 秒多少关键帧绘制是流畅的正常速度。比如说这个值是 15，则关键帧之间间隔需要 1/15 = 0.06667s，而你的程序每次绘制之间的间隔可能只有 0.01389 （72 帧）则dt = 0.01389 / 0.06667， 因此在两帧之间还应该添加 0.06667 / 0.01389 = 5 帧。下面给出大概代码描述，具体参看源 码和上面注解。 ### OSG/OpenGL 游戏人物动画的制作(二) #### 概述 在上一篇文章中，我们讨论了如何创建静态的游戏模型，并初步探讨了如何让这些模型动起来。本篇将继续深入研究如何通过插值算法使动画更加平滑、自然。我们将重点介绍线性插值算法，并解释如何根据关键帧之间的差异来实现动画的流畅过渡。 #### 让模型动起来的基本原理 要让游戏中的静态模型动起来，最直观的方法是按照模型文件中预设的关键帧序列依次渲染这些关键帧。这种方法虽然简单，但却存在一个问题——模型的动作会过于迅速，甚至难以看清细节。为了解决这一问题，我们需要控制动画的速度和流畅度。 #### 控制动画速度 假设我们希望模型的动作看起来更自然、更慢一些，可以通过减少关键帧的更新频率来实现。例如，如果模型原本每帧都在更新位置，我们可以设置每隔几帧才更新一次位置。但这又会导致另一个问题：动作变得生硬不连贯。此时，就需要引入插值算法来优化动画效果。 #### 插值算法的应用 在游戏开发中，线性插值是一种常用且简单的插值方法。它可以根据两个已知点来计算出中间任意点的位置。其基本公式如下： \[Vd = V0 + (V1 - V0) * t\] - \(Vd\) 表示插值后的坐标值。 - \(V0\) 表示前一帧顶点的坐标。 - \(V1\) 表示下一帧同一顶点的坐标。 - \(t\) 为插值参数，范围在 [0, 1] 之间。 #### 确定插值参数 \(t\) 关键帧之间的插值参数 \(t\) 的选择对于动画的流畅度至关重要。通常，模型文件会提供推荐的关键帧播放速率，例如每秒 15 帧。这意味着关键帧之间的间隔大约为 0.06667 秒。然而，实际游戏中渲染帧率可能会更高，比如 72 帧每秒，即每帧渲染时间约为 0.01389 秒。在这种情况下，我们需要通过插值来填充额外的关键帧以保持动画的平滑度。计算公式如下： \[dt = \frac{0.01389}{0.06667}\] 这意味着每个关键帧之间需要插入大约 5 个插值帧，以确保动画的流畅度。 #### 示例代码解析 在实际应用中，我们可以通过不断更新插值参数 \(t\) 来实现动画的连续播放。以下是一个简化的代码示例： ```cpp bool kkMD2Model::AnimateModel(int startFrame, int endFrame, float percent) { ... if (interpol >= 1.0) { interpol = 0.0f; ... } ... interpol += percent; } ``` 在这个例子中，`startFrame` 和 `endFrame` 分别表示动画序列的起始和结束帧号，`percent` 是每帧更新的比例。`interpol` 变量用于跟踪当前的插值进度。每帧更新时，`interpol` 会被加上 `percent` 的值，当它超过 1.0 时，重新归零以准备下一轮动画循环。 #### Md3 模型的处理 除了上述基本概念外，文章还提到了 Md3 模型的处理方式。与 Md2 相比，Md3 提供了更高级的功能，包括更细致的角色组件划分和更灵活的纹理管理。Md3 文件通常由多个部分组成，如头部、身体、武器等，每个部分都有单独的 `.md3` 文件。此外，还会有一个 `.skin` 文件来管理纹理，以及一个 `.cfg` 文件来描述动作序列。 #### 结论 通过上述分析可以看出，为了让游戏中的模型动画看起来更自然、流畅，不仅需要合理控制动画的速度，还需要正确应用插值算法。对于更复杂的模型，如 Md3，还需要考虑如何管理和组织这些模型的不同部分，以便更好地实现角色动画的自定义和多样化。希望本文能够帮助读者更好地理解游戏开发中的动画制作过程。