帶親子問題的骨骼動畫

Question

tl; dr：當動畫模型時，每個關節都正確移動，但不是相對於其父關節。

我正在使用內置IQE裝載機和渲染在Lua定製骨骼動畫系統。幾乎所有的事情都在這一點上發揮作用，除了骨骼似乎在動畫時脫節。每個關節都可以正確翻譯，旋轉和縮放，但不會考慮父母的位置，從而產生一些可怕的問題。

在參考IQM規範和演示時，我不能爲了我的生活找出問題所在。我的Lua代碼（據我所知）與參考C++相同。

計算基地聯合矩陣：

local base = self.active_animation.base 
local inverse_base = self.active_animation.inverse_base 

for i, joint in ipairs(self.data.joint) do 
    local pose = joint.pq 

    local pos = { pose[1], pose[2], pose[3] } 
    local rot = matrix.quaternion(pose[4], pose[5], pose[6], pose[7]) 
    local scale = { pose[8], pose[9], pose[10] } 

    local m = matrix.matrix4x4() 
    m = m:translate(pos) 
    m = m:rotate(rot) 
    m = m:scale(scale) 

    local inv = m:invert() 

    if joint.parent > 0 then 
     base[i] = base[joint.parent] * m 
     inverse_base[i] = inv * inverse_base[joint.parent] 
    else 
     base[i] = m 
     inverse_base[i] = inv 
    end 
end 

計算動畫幀矩陣

local buffer = {} 
local base = self.active_animation.base 
local inverse_base = self.active_animation.inverse_base 
for k, pq in ipairs(self.active_animation.frame[self.active_animation.current_frame].pq) do 
    local joint = self.data.joint[k] 
    local pose = pq 

    local pos = { pose[1], pose[2], pose[3] } 
    local rot = matrix.quaternion(pose[4], pose[5], pose[6], pose[7]) 
    local scale = { pose[8], pose[9], pose[10] } 

    local m = matrix.matrix4x4() 
    m = m:translate(pos) 
    m = m:rotate(rot) 
    m = m:scale(scale) 

    local f = matrix.matrix4x4() 

    if joint.parent > 0 then 
     f = base[joint.parent] * m * inverse_base[k] 
    else 
     f = m * inverse_base[k] 
    end 

    table.insert(buffer, f:to_vec4s()) 
end 

完整的代碼here作進一步檢查。相關代碼位於/libs/iqe.lua中，在函數IQE：buffer（）和IQE：send_frame（）的底部。此代碼在LOVE遊戲框架的自定義版本上運行，幷包含Windows二進制文件（和批處理文件）。

最後說明：我們的矩陣代碼已經針對其他實現和多個測試進行了驗證。

Answer 1

父母骨骼的變化應該會影響孩子的轉變。事實上，這是通過指定特定骨骼在其父框架中的轉換來實現的。所以，骨骼的轉換通常是在它們的本地座標系統中指定的，這取決於它的父代。如果父母中的任何一個轉化了，這種轉變會影響所有的孩子，即使他們的地方轉化沒有改變。

在你的情況，你一次緩存每個節點的所有絕對（相對於根，準確地說）轉換。然後使用緩存更新每個節點的本地變換，並且不更新緩存。那麼，如果更新孩子使用緩存而不是真正的父變換，節點的局部變換的變化會如何影響孩子？

還有一個問題。你爲什麼要做以下事情？

f = base[joint.parent] * m * inverse_base[k] 

我的意思是，它通常將只是：

f = base[joint.parent] * m 

我想，記錄在動畫轉換爲絕對的（相對於根，要準確）。這很奇怪。通常每個轉換都是局部的。檢查這個問題，因爲這會增加很多問題。

更重要的是，我沒有看到任何需要緩存的東西在你的情況下（除inverse_base，通常不需要）。

更改IQE：send_frame（）功能如下：

local buffer = {} 
local transforms = {} 
local inverse_base = self.active_animation.inverse_base 
for k, pq in ipairs(self.active_animation.frame[self.active_animation.current_frame].pq) do 
    local joint = self.data.joint[k] 
    local pose = pq 

    local pos = { pose[1], pose[2], pose[3] } 
    local rot = matrix.quaternion(pose[4], pose[5], pose[6], pose[7]) 
    local scale = { pose[8], pose[9], pose[10] } 

    local m = matrix.matrix4x4() 
    m = m:translate(pos) 
    m = m:rotate(rot) 
    m = m:scale(scale) 

    local f = matrix.matrix4x4() 

    if joint.parent > 0 then 
     transforms[k] = transforms[joint.parent] * m 
     f = transforms[k] * inverse_base[k] 
    else 
     f = m * inverse_base[k] 
     transforms[k] = m 
    end 

    table.insert(buffer, f:to_vec4s()) 
end 

這工作對我好。嘗試擺脫的inverse_base，你將能夠從你的IQE刪除所有動畫相關的代碼：緩衝（）函數

附：通常，所有節點都通過遍歷樹來更新。但是，您通過查看列表來更新節點。你應該知道，你必須保證某種程度上，對於任何節點來說，它都是孩子們追求的節點。