模型的骨骼动画技术讲解
骨骼动画实际上是两部分的过程。第一个由美术执行，第二个由程序员（或者你写的引擎）执行。第一部分发生在建模软件中，称为建模。这里发生的是术定义了网格下面骨骼的骨架。网格代表物体（无论是人类，怪物还是其他物体）的皮肤，骨骼用于移动网格物体，以模拟现实世界中的实际运动，这通过将每个顶点分配给一个或多个骨头来完成。当顶点被分配给骨骼时，定义了权重，该权重确定骨骼在移动时对顶点的影响量。通常的做法是使所有权重的总和1（每个顶点）。例如，如果一个顶点位于两个骨骼之间，我们可能希望将每个骨骼的权重分配为0.5，因为我们希望骨骼在顶点上的影响相等。然而，如果顶点完全在单个骨骼的影响之内，那么权重将为1（这意味着骨骼自主地控制顶点的运动）。
这是一个在混合器中创建的骨骼结构的例子：
我们上面看到的是动画的重要组成部分，美术将骨骼结构组合在一起，并为每个动画类型（“步行”，“跑步”，“死亡”等）定义了一组关键帧。关键帧包含沿着动画路径的关键点的所有骨骼的变换。图形引擎在关键帧的变换之间进行插值，并在它们之间创建平滑的运动。
用于骨骼动画的骨骼结构通常是继承的，这意味着骨骼有一个孩子/父母关系，所以创建了一根骨头。除了根骨之外，每个骨骼都有一个父母。例如，在人体的情况下，您可以将后骨分配为具有诸如手臂和腿部以及手指骨的儿童骨骼的根部。当父骨骼移动时，它也移动其所有的孩子，但是当孩子的骨骼移动时，它不会移动它的父母（我们的手指可以移动而不移动手，但是当手移动它移动所有的手指）。从实践的角度来看，这意味着当我们处理骨骼的变换时，我们需要将它与从它引导到根的所有父骨骼的转换结合起来。
我们不会再进一步讨论装备，它是一个复杂的主题，并且在图形程序员的领域之外。建模软件有先进的工具来帮助美术做这项工作，你需要成为一个很好的美术来创造一个好看的网格和骨架。让我们看看图形引擎需要做什么才能制作骨架动画。
第一阶段是用顶点骨骼信息来提取顶点缓冲区。有几个选项可用，但我们将要做的很简单。对于每个顶点，我们将添加一个插槽阵列，其中每个插槽包含骨骼ID和权重。为了使我们的生活更简单，我们将使用具有四个插槽的数组，这意味着没有顶点可以受到四个以上的骨骼的影响。如果您要加载更多骨骼的模型，则需要调整阵列大小，但是对于作为本博文一部分的Doom 3模型，四个骨骼就足够了。所以我们的新顶点结构将如下所示：
骨骼ID是骨转换数组的索引，这些变换将被应用在WVP矩阵之前的位置和正常（即它们将顶点从“骨空间”转换成局部空间）。权重将用于将几个骨骼的变换组合成单个变换，并且在任何情况下，总权重必须正好为1（建模软件的事情）。通常，我们将在动画关键帧之间进行插值，并在每个帧中更新骨骼变换数组。
骨骼转换阵列的创建方式通常是棘手的部分。变换被设置在一个历史结构（即树）中，通常的做法是在树中的每个节点中具有缩放向量，旋转四元数和平移向量。实际上，每个节点都包含这些项目的数组。数组中的每个条目都必须有一个时间戳。应用时间与其中一个时间戳完全匹配的情况可能很少，因此我们的代码必须能够插值缩放/旋转/转换，以便在应用程序的时间点获得正确的转换。我们对每个节点从当前骨到根进行相同的过程，并将这个变换链相加在一起以获得最终结果。我们为每个骨骼做这些，然后更新着色器。
到目前为止，我们谈到的一切都是非常通用的。但是这是一个关于使用Assimp的骨骼动画的博文，所以我们需要再次进入该库，读者可以自行下载一个Assimp库，看看如何使用它进行皮肤化。Assimp的好处是它支持从多种格式加载骨骼信息。不好的是，您仍然需要对其创建的数据结构进行相当多的工作，以生成您为着色器所需的骨骼转换。
让我们从根的骨骼信息开始吧，以下是Assimp数据结构中的相关内容：
后面给读者介绍一下关于Assimp类的加载，一切都包含在aiScene类中（当我们导入网格文件时我们得到的对象），aiScene包含一组aiMesh对象。aiMesh是模型的一部分，并在顶点级别包含位置，法线，纹理坐标等内容。现在我们看到aiMesh还包含一个aiBone对象的数组。毫无疑问，aiBone代表网格骨架中的一个骨骼，每个骨骼都有一个名字，通过它可以在骨骼层级（见下文），顶点权重数组和4x4偏移矩阵中找到，我们需要这个矩阵的原因是因为顶点存储在通常的本地空间中，这意味着即使没有骨架动画，我们现有的代码库也可以加载模型并正确渲染。但是，骨干变化在骨骼空间中发挥作用（每个骨骼都有自己的空间，这就是为什么我们需要将变换加在一起）。因此，偏移矩阵的工作将顶点位置从网格的局部空间移动到该特定骨骼的骨空间。
顶点权重数组是事物开始变得有趣的地方，该数组中的每个条目都包含aiMesh中顶点数组的索引（请注意，顶点分布在几个长度相同的数组中）和权重。所有顶点权重的总和必须为1，但是要找到它们，您需要遍历所有骨骼，并将权重累加到每个特定顶点的列表中。
在我们的顶点级别构建骨骼信息之后，我们需要处理骨骼变换层级并生成将加载到着色器中的最终转换，下图显示相关数据结构：
再次，我们从aiScene开始，aiScene对象包含一个指向aiNode类对象的指针，该对象是一个节点层级的根（换句话说-一棵树），树中的每个节点都有一个指向其父项的指针以及指向其子节点的数组，这样我们可以方便地来回遍历树。另外，节点执行从节点空间变换到其父节点空间的变换矩阵。最后，节点可能有也可能没有一个名字。如果一个节点表示父进制中的骨骼，则节点名称必须与骨骼名称相匹配。但是有时节点没有名称（这意味着没有相应的骨骼），而且他们的工作只是帮助模型分解模型并且沿着一些中间变换。
最后一块拼图是aiAnimation数组，它也存储在aiScene对象中，单个aiAnimation对象表示一系列动画帧，例如“walk”，“run”，“shoot”等。通过在帧之间进行内插，我们得到与动画名称相匹配的所需视觉效果。动画的持续时间为每秒钟的秒数（例如每秒100个刻度和25个刻度，代表4秒动画），这有助于我们对进程进行时间调整，以使动画在每个硬件上看起来相同。另外，动画还有一个名为通道的aiNodeAnim对象的数组。每个通道实际上都是骨骼，全部是它的转变。该通道包含一个名称，该名称必须与其他一个节点在层级和三个转换数组中匹配。
为了计算特定时间点的最终骨骼变换，我们需要在这三个阵列中的每一个中找到与时间匹配的两个入口，并在它们之间插值。那么我们需要将转换组合成一个矩阵。做完之后，我们需要在根中找到相应的节点。然后我们需要相应的通道为父，并进行相同的插值过程。我们把这两个变化相乘合起来，直到我们达到根的层级。
加载模型的源代码实现如下：
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bool Mesh::LoadMesh(const string& Filename)
{
// Release the previously loaded mesh (if it exists)
Clear();
// Create the V AO
glGenVertexArrays(1, &m_V AO);
glBindVertexArray(m_V AO);
// Create the buffers for the vertices attributes
glGenBuffers(ARRAY_SIZE_IN_ELEMENTS(m_Buffers), m_Buffers);
bool Ret = false;
m_pScene = m_Importer.ReadFile(Filename.c_str(), aiProcess_Triangulate | aiProcess_GenSmoothNormals |
aiProcess_FlipUVs);
if (m_pScene) {
m_GlobalInverseTransform = m_pScene->mRootNode->mTransformation;
m_GlobalInverseTransform.Inverse();
Ret = InitFromScene(m_pScene, Filename);
}
else {
printf("Error parsing '%s': '%s'\n", Filename.c_str(), m_Importer.GetErrorString());
}
// Make sure the V AO is not changed from the outside
glBindVertexArray(0);
return Ret;
}
这是更新到Mesh类的入口点，更改标记为粗体，有一些我们需要注意的变化。一个是导入和aiScene对象现在是类成员，而不是堆栈变量。（关于阿Assimp模型的加载会在后面博客中讲解）原因是在运行时，我们将一次又一次地返回到aiScene对象，因此我们需要扩展导入器和场景的范围。在一个真实的游戏中，您可能想要复制所需的东西，并以更优化的格式存储。
第二个变化是提取，反转和存储了根的层级转换矩阵，我们继续看下去。请注意，矩
阵逆的代码已从Assimp库复制到我们的Matrix4f类中。
源代码的实现如下所示：
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(mesh.h)
struct VertexBoneData
{
uint IDs[NUM_BONES_PER_VEREX];
float Weights[NUM_BONES_PER_VEREX];
}
(mesh.cpp)
bool Mesh::InitFromScene(const aiScene* pScene, const string& Filename)
{
...
vector
...
Bones.resize(NumVertices);
...
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, m_Buffers[BONE_VB]);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(Bones[0]) * Bones.size(), &Bones[0], GL_STATIC_DRAW);
glEnableV ertexAttribArray(BONE_ID_LOCATION);
glVertexAttribIPointer(BONE_ID_LOCA TION, 4, GL_INT, sizeof(VertexBoneData), (const GLvoid*)0);
glEnableV ertexAttribArray(BONE_WEIGHT_LOCATION);
glVertexAttribPointer(BONE_WEIGHT_LOCATION, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(VertexBoneData), (const GLvoid*)16);
...
}
上面的结构包含了我们在顶点级别所需要的一切，默认情况下，我们有足够的存储空间用于四个骨骼（每个骨骼的ID和权重）。VertexBoneData的结构就像这样，使之简单的传递给着色器。我们已经分别在位置0,1和2处获得了位置，纹理坐标和法线。因此，我们配置的V AO来绑定位置3处的骨骼ID和位置4处的权重。请注意，我们使用glVertexAttribIPointer而不是glVertexAttribPointer来绑定ID非常重要。原因是ID是整数而不是浮点。注意这一点，否则您将在着色器中收到损坏的数据。
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(mesh.cpp)
void Mesh::LoadBones(uint MeshIndex, const aiMesh* pMesh, vector& Bones)
{
for (uint i = 0 ; i < pMesh->mNumBones ; i++) {
uint BoneIndex = 0;
string BoneName(pMesh->mBones[i]->mName.data);
if (m_BoneMapping.find(BoneName) == m_BoneMapping.end()) {
BoneIndex = m_NumBones;
m_NumBones++;
BoneInfo bi;
m_BoneInfo.push_back(bi);
}
else {
BoneIndex = m_BoneMapping[BoneName];
}
m_BoneMapping[BoneName] = BoneIndex;
m_BoneInfo[BoneIndex].BoneOffset = pMesh->mBones[i]->mOffsetMatrix;
for (uint j = 0 ; j < pMesh->mBones[i]->mNumWeights ; j++) {
uint V ertexID = m_Entries[MeshIndex].BaseVertex + pMesh->mBones[i]->mWeights[j].mVertexId;
float Weight = pMesh->mBones[i]->mWeights[j].mWeight;
Bones[VertexID].AddBoneData(BoneIndex, Weight);
}
}
}
上述函数加载单个aiMesh对象的顶点骨骼信息。它由Mesh :: InitMesh（）调用。除了填充VertexBoneData结构之外，此功能还可以更新骨骼名称和骨骼ID（由此功能管理的运行索引）之间的映射，并将偏移矩阵存储在基于骨骼ID的向量中。注意如何计算顶点ID。由于顶点ID与单个网格相关，并且我们将所有网格存储在单个向量中，因此将当前aiMesh的基本顶点ID从mWeights数组中添加到顶点ID以获取绝对顶点ID。
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void Mesh::VertexBoneData::AddBoneData(uint BoneID, float Weight)
{
for (uint i = 0 ; i < ARRAY_SIZE_IN_ELEMENTS(IDs) ; i++) {
if (Weights[i] == 0.0) {
IDs[i] = BoneID;
Weights[i] = Weight;
return;
}
}
// should never get here - more bones than we have space for
assert(0);
}
此功能函数在VertexBoneData结构中找到一个空闲插槽，并将骨骼ID和权重放在其中。某些顶点将受到少于四个骨骼的影响，但是由于非现有骨骼的权重保持为零，这意味着我们可以对任意数量的骨骼使用相同的权重计算。
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Matrix4f Mesh::BoneTransform(float TimeInSeconds, vector
{
Matrix4f Identity;
Identity.InitIdentity();
float TicksPerSecond = m_pScene->mAnimations[0]->mTicksPerSecond != 0 ?
m_pScene->mAnimations[0]->mTicksPerSecond : 25.0f;
float TimeInTicks = TimeInSeconds * TicksPerSecond;
float AnimationTime = fmod(TimeInTicks, m_pScene->mAnimations[0]->mDuration);
ReadNodeHeirarchy(AnimationTime, m_pScene->mRootNode, Identity);
Transforms.resize(m_NumBones);
for (uint i = 0 ; i < m_NumBones ; i++) {
Transforms[i] = m_BoneInfo[i].FinalTransformation;
}
}
在程序启动期间加载网格时，在前面看到的顶点级别的骨骼信息的加载仅完成一次。现在我们来到第二部分，它计算每一帧进入着色器的骨骼变换，上述功能是切入点。我们找到动画周期内的相对时间，并处理节点层级，最终是将一组转换返回给调用函数。
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void Mesh::ReadNodeHeirarchy(float AnimationTime, const aiNode* pNode, const Matrix4f& ParentTransform)
{
string NodeName(pNode->mName.data);
const aiAnimation* pAnimation = m_pScene->mAnimations[0];
Matrix4f NodeTransformation(pNode->mTransformation);
const aiNodeAnim* pNodeAnim = FindNodeAnim(pAnimation, NodeName);
if (pNodeAnim) {
// Interpolate scaling and generate scaling transformation matrix
aiVector3D Scaling;
CalcInterpolatedScaling(Scaling, AnimationTime, pNodeAnim);
Matrix4f ScalingM;
ScalingM.InitScaleTransform(Scaling.x, Scaling.y, Scaling.z);
// Interpolate rotation and generate rotation transformation matrix
aiQuaternion RotationQ;
CalcInterpolatedRotation(RotationQ, AnimationTime, pNodeAnim);
Matrix4f RotationM = Matrix4f(RotationQ.GetMatrix());
// Interpolate translation and generate translation transformation matrix
aiVector3D https://www.doczj.com/doc/e714609874.html,ation;
CalcInterpolatedPosition(Translation, AnimationTime, pNodeAnim);
Matrix4f TranslationM;
TranslationM.InitTranslationTransform(Translation.x, Translation.y, Translation.z);
// Combine the above transformations
NodeTransformation = TranslationM * RotationM * ScalingM;
}
Matrix4f GlobalTransformation = ParentTransform * NodeTransformation;
if (m_BoneMapping.find(NodeName) != m_BoneMapping.end()) {
uint BoneIndex = m_BoneMapping[NodeName];
m_BoneInfo[BoneIndex].FinalTransformation = m_GlobalInverseTransform * GlobalTransformation *
m_BoneInfo[BoneIndex].BoneOffset;
}
for (uint i = 0 ; i < pNode->mNumChildren ; i++) {
ReadNodeHeirarchy(AnimationTime, pNode->mChildren[i], GlobalTransformation);
}
}
此函数遍历节点树，并根据指定的动画时间生成每个节点/骨骼的最终变换。它的意义在于它假定网格只有一个动画序列并且是有限的。如果你想支持多个动画，你需要告诉它的动画名称并在m_pScene-> mAnimations []数组中搜索它，上面的代码对于我们使用的演示网格是足够好的。
从节点中的mTransformation成员初始化节点变换，如果节点不对应于骨骼，那么这是其最终的转换。如果我们用生成的矩阵来覆盖它，这样做如下：首先我们在动画的通道数组中搜索节点名称，然后我们基于动画时间内插缩放矢量，旋转四元数和平移矢量。我们将它们组合成一个矩阵，并将其与我们得到的矩阵相乘（称为GlobablTransformation），此函数是递归的，并且以GlobalTransformation参数为单位矩阵为根节点进行调用。每个节点递归地为其所有子节点调用此函数，并将其自身的变换作为GlobalTransformation传递。我们从顶部开始会得到每个节点的组合转换链。
m_BoneMapping数组将节点名称映射到我们生成的索引中，我们将该索引用作存储
m_BoneInfo数组，最后的变换计算如下：我们从节点偏移矩阵开始，将顶点从其局部空间位置引入其节点空间，然后，我们将所有节点父节点的组合变换加上我们根据动画时间为节点计算的特定变换进行多次迭代。
请注意，我们在这里使用Assimp代码处理数学的东西，我没有看到将其复制到我们自己的代码库中，所以我只是使用Assimp。
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void Mesh::CalcInterpolatedRotation(aiQuaternion& Out, float AnimationTime, const aiNodeAnim* pNodeAnim)
{
// we need at least two values to interpolate...
if (pNodeAnim->mNumRotationKeys == 1) {
Out = pNodeAnim->mRotationKeys[0].mValue;
return;
}
uint RotationIndex = FindRotation(AnimationTime, pNodeAnim);
uint NextRotationIndex = (RotationIndex + 1);
assert(NextRotationIndex < pNodeAnim->mNumRotationKeys);
float DeltaTime = pNodeAnim->mRotationKeys[NextRotationIndex].mTime - pNodeAnim->mRotationKeys[https://www.doczj.com/doc/e714609874.html,Index].mTime;
float Factor = (AnimationTime - (float)pNodeAnim->mRotationKeys[RotationIndex].mTime) / DeltaTime;
assert(Factor >= 0.0f && Factor <= 1.0f);
const aiQuaternion& StartRotationQ = pNodeAnim->mRotationKeys[RotationIndex].mValue;
const aiQuaternion& EndRotationQ = pNodeAnim->mRotationKeys[NextRotationIndex].mValue;
aiQuaternion::Interpolate(Out, StartRotationQ, EndRotationQ, Factor);
Out = Out.Normalize();
}
该方法基于动画时间插入指定频道的旋转四元数（请记住，频道包含关键四元数组），首先，我们找到正好在所需动画时间之前的关键四元数的索引。我们计算从动画时间到它之前的键的距离与该键和下一个键之间的距离之间的比率。我们需要使用这个系数在这两个键之间插值，我们使用Assimp代码进行插值并对结果进行归一化，相应的位置和缩放方法非常相似，所以在这里没有引用。
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uint Mesh::FindRotation(float AnimationTime, const aiNodeAnim* pNodeAnim)
{
assert(pNodeAnim->mNumRotationKeys > 0);
for (uint i = 0 ; i < pNodeAnim->mNumRotationKeys - 1 ; i++) {
if (AnimationTime < (float)pNodeAnim->mRotationKeys[i + 1].mTime) {
return i;
}
}
assert(0);
}
此实用程序方法找到紧接在动画时间之前的按键旋转，如果我们有N个键旋转，结果可以是0到N-2，动画时间总是包含在频道的持续时间内，所以最后一个键（N-1）永远不会是一个有效的结果。
下面展示的是蒙皮Shader 代码如下：
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(skinning.vs)
#version 330
layout (location = 0) in vec3 Position;
layout (location = 1) in vec2 TexCoord;
layout (location = 2) in vec3 Normal;
layout (location = 3) in ivec4 BoneIDs;
layout (location = 4) in vec4 Weights;
out vec2 TexCoord0;
out vec3 Normal0;
out vec3 WorldPos0;
const int MAX_BONES = 100;
uniform mat4 gWVP;
uniform mat4 gWorld;
uniform mat4 gBones[MAX_BONES];
void main()
{
mat4 BoneTransform = gBones[BoneIDs[0]] * Weights[0];
BoneTransform += gBones[BoneIDs[1]] * Weights[1];
BoneTransform += gBones[BoneIDs[2]] * Weights[2];
BoneTransform += gBones[BoneIDs[3]] * Weights[3];
vec4 PosL = BoneTransform * vec4(Position, 1.0);
gl_Position = gWVP * PosL;
TexCoord0 = https://www.doczj.com/doc/e714609874.html,oord;
vec4 NormalL = BoneTransform * vec4(Normal, 0.0);
Normal0 = (gWorld * NormalL).xyz;
WorldPos0 = (gWorld * PosL).xyz;
}
现在我们已经完成了mesh类中的更改，我们来看看我们在着色器级别需要做的, 首先，我们将骨骼ID和权重数组添加到VSInput结构中。接下来，有一个新的统一数组包含骨转换, 在着色器本身，我们将最终骨骼转换计算为顶点的骨骼转换矩阵及其权重的组合。该最终矩阵用于将位置和法线从其骨骼空间转换为局部空间。
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float RunningTime = (float)((double)GetCurrentTimeMillis() - (double)m_startTime) / 1000.0f;
m_mesh.BoneTransform(RunningTime, Transforms);
for (uint i = 0 ; i < Transforms.size() ; i++) {
m_pEffect->SetBoneTransform(i, Transforms[i]);
}
我们需要做的最后一件事是将所有这些东西整合到应用程序代码中, 这是在上面的简单代码中完成的。函数GetCurrentTimeMillis（）返回自应用程序启动以来的毫秒数（注意浮点数以适应分数）的时间。
骨骼动画及示例Skinned Mesh的解析 来源：ChinaItLab作者：佚名时间：2007-7-12 这是我自个写的，第一次发。没想到这个贴子编辑器极差。原文是有字体字色的。现在只能清一色了。 版主，发贴的编辑器太难用！你有必要向上反映一下。下面的字体是我敲html标记加上的，大家凑和看。 关于骨骼动画及微软示例Skinned Mesh的解析骨骼动画是D3D的一个重要应用。尽管微软DXSDK提供了示例Skinned Mesh，但由于涉及众多概念和技术细节，示例相对于初学者非常复杂，难以看懂。在此，提供一些重要问题评论，以使初学者走出迷局，顺利上手。文中所述都是参照各种资料加上自己的理解，也有可能出些偏差，有则回贴拍砖，无则权当一笑。 一骨骼动画原理原理方面在网上资料比较多，大家都基本明白。在此说一下重点：总体上，绝大部分动画实现原理一致，就是“提供一种机制，描述各顶点位置随时间的变化”。有三种方法：1.1 关节动画：由于大部分运动，都是皮肤随骨骼在动，皮肤相对于它的骨骼本身并没有发生运动，所以只要描述清楚骨骼的运动就行了。用矩阵描述各个骨骼的相对于父骨骼运动。（大多运动都是旋转型）易知，从子骨骼用矩阵乘法累积到最顶层根骨骼，就可以得到每个子骨骼相对于世界坐标系的转换矩阵。 这种动画，只须用普通Mesh保存最初始的各顶点坐标，以及一系列后续时刻所对应的各骨骼的运动矩阵。不用保存每时刻的顶点数据，节省了大量存储空间。而且比较灵活，可以利用关键帧插值运算，便于通过运算调节动作。缺点是在两段骨骼交接处，容易产生裂缝，影响效果。 1.2 渐变动画：通过保存一系列时刻的顶点坐标来完成动画。虽然比较逼真，但占用大量空间，灵活性也不高。 1.3 骨骼蒙皮动画（skinned Mesh） 相当于上面两方法的折中。现在比较流行。 在关节动画的基础上，利用顶点混合（Vertex Blend）技术，对于关节附近的顶点，由影响这些顶点的两段（或多段）骨骼运动，分别赋以权值，共同决定顶点位置。相当于在骨骼关节上动态蒙皮，有效解决了裂缝问题。 这里，引入一个D3D技术概念：“Vertex Blending”——顶点混合技术。比如说，你肯定用过SetTransform（D3DTS_WORLD，……），但SetTransform （D3DTS_WORLDMATRIX（i），……）是不是很奇怪？这个问题后文会讲到。你也可以在微软的DXSDK的帮助文件中搜索“Geometry Blending”主题，有裂缝及其解决办法
大数据处理平台及可视化架构设计说明书 版本：1.0 变更记录
目录 1 1. 文档介绍 (3) 1.1文档目的 (3) 1.2文档范围 (3) 1.3读者对象 (3) 1.4参考文献 (3) 1.5术语与缩写解释 (3) 2系统概述 (4) 3设计约束 (5) 4设计策略 (6) 5系统总体结构 (7) 5.1大数据集成分析平台系统架构设计 (7) 5.2可视化平台系统架构设计 (11) 6其它 (14) 6.1数据库设计 (14) 6.2系统管理 (14) 6.3日志管理 (14)
1 1. 文档介绍 1.1 文档目的 设计大数据集成分析平台，主要功能是多种数据库及文件数据；访问；采集；解析，清洗，ETL，同时可以编写模型支持后台统计分析算法。 设计数据可视化平台，应用于大数据的可视化和互动操作。 为此，根据“先进实用、稳定可靠”的原则设计本大数据处理平台及可视化平台。 1.2 文档范围 大数据的处理，包括ETL、分析、可视化、使用。 1.3 读者对象 管理人员、开发人员 1.4 参考文献 1.5 术语与缩写解释
2 系统概述 大数据集成分析平台,分为9个层次，主要功能是对多种数据库及网页等数据进行访采集、解析，清洗，整合、ETL，同时编写模型支持后台统计分析算法，提供可信的数据。 设计数据可视化平台 ,分为3个层次，在大数据集成分析平台的基础上实现大实现数据的可视化和互动操作。
3 设计约束 1.系统必须遵循国家软件开发的标准。 2.系统用java开发，采用开源的中间件。 3.系统必须稳定可靠，性能高，满足每天千万次的访问。 4.保证数据的成功抽取、转换、分析，实现高可信和高可用。
第二讲骨骼、皮肤和动画 教程附带模型源文件下载地址：猛击此处 第一节骨骼 演示环境：3dsmax 5.0做人物动画当然少不了骨骼啦。用骨骼带动皮肤运动可以达到关节的平滑过渡，也可以比直接操纵皮肤减少许多工作量。总之是好处多多啦。 Art tool支持max骨骼、几何体和帮助物体（helpers）作为动画的骨骼。做魔兽模型时一般用几何体来充当骨骼，因为用它比较随意操作起来也方便一点。当然，习惯用其他骨骼的高手也不必刻意更换，其实3种骨骼的用法都是一样的。 首先，打开上次做好的箱子模型。 创建骨骼的第一步是想好人物的动作、有几块骨骼、各骨骼的位置。仔细观察箱子的模型。我们希望箱子能走动，所以应该有2条腿；有腿就应该有连接腿的骨骼（chest）；其次，我们希望箱盖可以一张一合，所以应该有一个类似嘴的骨骼（jaw）。 下面我们用基本形体box来构造骨骼。创建6个骨骼物体（英文为物体名字）如下图所示。(大小位置差不多就可以了)
呵呵,就像上面这个样子。（有点像变形金刚？……） 创建好骨骼以后一件非常重要的事就是确定骨骼的父子关系（也就是层级关系啦！）。 你问我什么是父子关系？……简单的讲就是儿子要跟着父亲运动。比如，把作为嘴的骨骼定义为作为身子的骨骼的儿子。这样，当身子骨骼运动时“嘴”是时时跟随的，而嘴也可以有自己的动画（一张一合之类）。也就是说“父亲”的动作可以影响“儿子”，而“儿子”的动作不影响“父亲”。 3dsmax提供了一个工具进行这种链接，如下图示： 使用方法如下： 1．打开链接工具（就是刚才的按钮）。 2．左键点击你想让其作为“儿子”的几何体，并按住左键不放。 3．拖动鼠标到“父亲”上（这时可以看到一条虚线），同时释放鼠标左键。 4．你可以看到“父亲”物体闪动一下（变白），表明链接成功。 为了使我们的链接工作不受影响。我们要先将箱子隐藏，只留下骨骼。
Flash CS4的骨骼工具制作皮影动画技巧教程。 本例将使用Flash CS4新增的“骨骼工具”来创建反向运动，该工具可以在短时间里制作出复杂而自然的动画效果，这种制作方式很适合运用在皮影动画中。 本例思路 导入素材，然后分割好图形的各部分元素。 使用“骨骼工具”为老人添加好骨骼，然后为老人制作出行走动画。 使用“骨骼工具”为小狗添加好骨骼，然后为小狗制作出跳跃动画。 Part 1分割图形 （1）按Ctrl+R组合键导入素材/皮影.ai文件，如图6-1所示。 图6-1导入素材 （2）将老人的各肢体转换为影片剪辑，因为皮影戏的角色只做平面运动，然后将角色的关节简化为10段6个连接点，如图6-2所示。
图6-2连接点 （3）按连接点切割好人物的各部分，然后每个部分转换为影片剪辑，如图6-3所示。 图6-3切割素材 （4）将各部分的影片剪辑放置好，然后选中所有元件，再将其转换为影片剪辑（名称为“老人”），如图6-4所示。
Part 2制作老人行走动画 （1）单击“工具箱”中的“骨骼工具”按钮，然后在左手上创建好骨骼，如图6-5所示。 图6-5创建左手骨骼 技巧提示： 使用“骨骼工具”连接两个轴点时，要注意关节的活动部分，可以配合“选择工具”和Ctrl健来进行调整。（2）采用相同的方法创建出头部、身体、左手、右手、左脚与右脚的骨骼，如图6-6所示。 图6-6 创建其他骨骼 （3）人物的行走动画使用35帧完成，因此在各图层的第35帧插入帧，如图6-7所示。
图6-7插入帧 （4）调整好第10帧、18帧和第27帧上的动作，使角色在原地行走，然后创建出“担子”在行走时起伏运动的传统补间动画，如图6-8所示。 图6-8调整行走动作 （5）返回到主场景，然后创建出“老人”影片剪辑的补间动画，使其向前移动一段距离，如图6-9所示。 图6-9创建补间动画 （6）按Ctrl+Enter组合键发布动画，效果如图6-10所示。
骨骼教案 八年级生物教案 教学目标 知识目标 1?依据位置能说出人体骨胳结构名称。 2?解释人的骨胳与竖立行走相适应的特点。 能力目标 1?通过对模型、挂图等各种直观教具的观察，及观察后的演讲，培养学生有序的观察习惯和表达能力。 2?通过归纳人的骨胳与竖立行走相适应的特点，培养学生的分析、综合能力。 情感目标 1?自觉养成坐立行走的正确姿势。 2?形成结构与功能相适应的辨证观点和生物体是一个统一的整体的观点。 3?小组观察合作，培养学生的合作意识。 教学建议
教学建议 本节知识结构 教材分析 人体主要的骨的名称，人的骨骼与竖立行走相适应的特点是本课的重点，人的骨骼与竖立行走相适应的特点是本课的难点。 教法建议 讲述骨骼时，首先让学生区分骨与骨骼的这两个不同的概念：单独一块具体的叫骨，如肱骨;多块骨通过一定的形式连接而成的整体叫骨骼，如脊柱。接着指出：人体的骨骼是由206块骨连接而成。关于骨胳的组成，从调动学生主体性及培养学生自学能力的角度，建议采用自学的方法：先让学生对照书上的彩图及课文中人体骨骼组成情况表配合观察，一边观察图中主要骨的名称特点，一边体会这块骨在人体的位置。如找到日常生活中经常提到的脑颅骨、肱骨、桡骨、尺骨、股骨、胸骨、肋骨等骨的大致位置。观察完毕后，教师每组请一个学生到前面指着人体骨骼模型要求从整体到局部说出各部骨骼的名称，并给评分，既调动学生学习的爱好又达到对知识的识记的效果。 人的骨骼与竖立行走相适应的特点是本节的重点，也是难点。在学生对人体骨骼有了清楚的熟悉后，继续让学生观察骨骼的模型，并提出观察问题:(1)脊柱的正面和侧面观察的现象有什么不同？(2)观察上肢骨与下肢骨有什么区别？(3)足有什么特点？这些对于人体竖立行走有什么意义？在学生有了解脊柱有四个生理弯曲和下肢比上肢粗壮及形成足弓这些结构特点的基础上，联系生活实际，再分别
骨骼动画及微软示例： Skinned Mesh的解析 骨骼动画是D3D的一个重要应用。尽管微软DXSDK提供了示例Skinned Mesh，但由于涉及众多概念和技术局，顺利上手。文中所述都是参照各种资料加上自己的理解，也有可能出些偏差，有则回贴拍砖，无则权当一笑一骨骼动画原理 原理方面在网上资料比较多，大家都基本明白。在此说一下重点： ! |' s9 _9 L; M! x" _总体上，绝大部分动画实现原理一致，就是“提供一种机制，描述各顶点位置随时间的变化”。有三种方法： 1.1关节动画： 由于大部分运动，都是皮肤随骨骼在动，皮肤相对于它的骨骼本身并没有发生运动，所以只要知，从子骨骼用矩阵乘法累积到最顶层根骨骼，就可以得到每个子骨骼相对于世界坐标系的转换矩阵。 这种动画，只须用普通Mesh保存最初始的各顶点坐标，以及一系列后续时刻所对应的各骨骼的运动矩阵。不通过运算调节动作。缺点是在两段骨骼交接处，容易产生裂缝，影响效果。 1.3骨骼蒙皮动画(skinned Mesh) / A' R4 r5L; R4 C 1.2渐变动画： 通过保存一系列时刻的顶点坐标来完成动画。虽然比较逼真，但占用大量空间，灵活性也不高 $ T3 P# J, y4 F9 Q& r" C- R6 U 相当于上面两方法的折中。现在比较流行。
在关节动画的基础上，利用顶点混合(Vertex Blend)技术，对于关节附近的顶点，由影响这些顶点的两段（或裂缝问题。 + r2 E/ c+ O+ R: o 这里，引入一个D3D技术概念： “Vertex Blending”---顶点混合技术。比如说，你肯定用过SetTransform个问题后文会讲到。你也可以在微软的DXSDK的帮助文件中搜索“GeometryBlending”主题，有裂缝及其二X文件如何保存骨骼动画 理解X文件格式，对用好相关的DX函数是非常重要的。 不含动画的普通X文件，有一个Mesh单元，保存了各顶点信息、各三角面的索引信息、材质种类及定义等。 动画X文件，则在这个单元中增加了“各骨骼蒙皮信息”、“骨骼层次及结构信息”、“各时刻骨骼矩阵信息”等。 ( ? 2.1网格蒙皮信息： 首先，在Mesh{}单元中，在原有的普通网格顶点数据基础上，新增了XSkinMeshHead其中，XSkinMeshHeader是总括，举一实例，如下： XSkinMeshHeader{& a2 `8 J- o( l- p% m R$ p8 RK- t. ?" ?9 J3 r9 G0 b2G8 D. | x7 `& l! A0 d) b#O9 {5@7 G2,//一个顶点可以受到骨骼影响的最大骨骼数,可用于计算共同作用时减少遍历次数35 //当前Mesh的骨骼总数。 }4,//一个三角面可以受到骨骼影响的最大骨骼数。这个数字对硬件顶点混合计算提出了基本要求。
Flash 骨骼工具详解 2008 年9 月，Adobe 公司发布了新版本的Flash “ Adobe Flash CS4 Professional ”，从这个版本开始，Flash 动画技术有了很大的变革。其中主要包括“ 3D工具”、“骨骼工具”和新的动作补间形式。 请朋友们注意，以上这些动画技术都需要ActionScript 3.0 支持。因此，在新建动画文件的时候，要选择创建“ ActionScript 3.0 ”文档, 发布设置的时候，选择最新版本的播放器。 Flash CS6 版本中，取消了骨骼动画的功能。 1、关于骨骼动画 在动画设计软件中，运动学系统分为正向运动学和反向运动学这两种。正向运动学指的是对于有层级关系的对象来说，父对象的动作将影响到子对象，而子对象的动作将不会对父对象造成任何影响。如，当对父对象进行移动时，子对象也会同时随着移动。而子对象移动时，父对象不会产生移动。由此可见，正向运动中的动作是向下传递的。 与正向运动学不同，反向运动学动作传递是双向的，当父对象进行位移、旋转或缩放等动作时，其子对象会受到这些动作的影响，反之，子对象的动作也将影响到父对象。反向运动是通过一种连接各种物体的辅助工具来实现的运动，这种工具就是IK 骨骼，也称为反向运动骨骼。使用IK 骨骼制作的反向运动学动画，就是所谓的骨骼动画。 2、骨骼动画工具 骨骼动画工具组包括2 个工具：骨骼工具和绑定工具。如图XXX所 示： 图XXX 骨骼工具组 3、骨骼动画的创建 在Flash 中，创建骨骼动画一般有两种方式。一种方式是为元件实例添加与其他
元件实例相连接的骨骼，使用关节连接这些骨骼。骨骼允许实例链一起运动。另一种方式是在形状对象（即各种矢量图形对象）的内部添加骨骼，通过骨骼来移动形状的各个部分以实现动画效果。这样操作的优势在于无需绘制运动中该形状的不同状态，也无需使用补间形状来创建动画。 （1）元件实例骨骼动画 元件实例骨骼动画，适合具有有关节这一类事物的动画的制作。比如人和动物的肢体、带有关节的机械等等。下面以制作挖掘机动画来简单介绍元件实例骨骼动画的制作。 首先创建“ ActionScript 3.0 ”文档，创建好三个元件：挖掘机体，挖掘机臂，铲 斗。如图XXX所示： 图XXX 创建挖掘机相关部件的元件 把挖掘机体元件从元件库中拖入图层1 的第一个关键帧中。如图XXX所示： 图XXX 把挖掘机体元件拖入舞台
maya教程：骨骼绑定+蒙皮+动画 日期 2011年11月19日星期六发布人豆豆来源朱峰社区 我通常会确保我的模型是我喜欢的方式开始。虽然这是不是你没有做才能使一个非法的字符，这些都是我觉得帮助的步骤。你可以看到我在这种情况下，模型是对称的。向下中线边缘了，我已经沿z轴为中心的模式。我也把双脚y轴的原点。我缩放模型的大小，我想它以及。这几个步骤可以从长远来看更容易的事情。 我会开始前从臀部开始了模型中心6关节。我将作为一个规则的网格单元，当我把我从来不到位，旋转或缩放的关节在x。我只把它们翻译成地方。这确保我有一个干净的旋转和尺度，当我开始剥皮，可以很容易地重新定位，一切回0到原来的绑定构成。如果你有旋转的钻机上，当你开始剥皮，如果您需要取回绑定构成某种原因作出调整，你会知道什么样的地位这些关节原来当你第一次skinned.n。
现在不认为我只是随机决定6关节的关节。这些关节的选择，并专门放置。在中心的臀部开始，我一个联合的重心（cog）的，然后扭动的臀部之一以上，权利。下一个是躯干的扭动。上面的脖子和肩膀的基础之一。颈联，然后头部的基地，然后，我们结束在头顶。
如果这是一个更复杂的钻机，具有更为现实的脊椎和ik，我会把它scurve像一个真正的脊柱会。但由于它的fk我要保持挺直脊椎从侧面。这将使得更容易扭动身体，而动画。如果我们有一个scurve 脊柱x中，如果我们扭曲的躯干，它会扭动身体的角度，倾斜的同时回。
如果你现在看看这个关节链在前面视图，你可以看到，其跌幅为中心。现在的位置
注意保持腿直。如果腿不是腿在一条直线太多可能无法弯曲你太期望他们的方式。 下一步，而仍然在前面视图中，我们将手臂关节。锁骨，肩，肘，前臂手腕之一。
第26卷第12期 计算机应用与软件 Vo l 26No .12 2009年12月 Co m puter Applicati o ns and Soft w are Dec .2009 改进的骨骼蒙皮算法模拟皮肤变形 夏开建 王士同 (江南大学信息工程学院 江苏无锡214122) 收稿日期:2008-06-20。夏开建,硕士生,主研领域:计算机动画和仿真技术。 摘 要 骨骼蒙皮算法以其速度快等优点在角色人物变形动画中始终是使用最为广泛的皮肤变形算法。针对骨骼蒙皮算法所产 生的 塌陷 、 裹糖纸 等问题,在基于拉伸蒙皮算法的基础上,提出了一种向皮肤可变区域中增加辅助节点的改进的蒙皮变形技术。实验结果显示,该方法能够有效地消除骨骼蒙皮技术中存在的 裹糖纸效应 缺陷,真实感效果明显增加。关键词 骨骼动画 蒙皮算法 拉伸 辅助节点 S K IN DEFOR MATION SIMULATED W I TH IMPROVED S MOOTH S K INNING ALGORIT HM X i a K aijian W ang Shitong (S c h ool of Infor ma tion Technol ogy,Ji angnan University ,W uxi 214122,Ji ang su,Ch i na ) Abstrac t S m ooth skinn i ng is al w ays a mo st w ide l y usedm e t hod of sk i n defor m a ti on w ith the advantag e o f a f aster algor it h m f o r t he an i m a ti on of defor m able hu m an and creature characters .H ow ever i t suffers fro m a nu m be r of proble m s ,such as the co llapsi ng elbow and candy w rappe r effec t .The paper proposes a ne w skinn i ng de f o r m ati on techno l ogy that it i ncreases the aux ili ary nodes i n t he ski n variab l e reg i ons based on the stretch s m ooth sk i nn i ng algor i th m.The exper i m ent show s t hat the m e t hod can ban i sh candy w rappe r eff ec t defec ts ,and the rea li sti c e ffect is si gnificantly i ncreased . K eywords Ske leta l an i m ati on Smoo t h sk i nn i ng Stretch A ux iliary node 0 引 言 皮肤变形技术在角色动画 [1] 中是一个非常重要的研究课 题,近20年来已经得到了很多研究者的关注,但是由于人物动画和一些角色特征都非常复杂,这块研究领域仍然面临很大的困难和挑战。目前主要有两个常见的方法,一个是基于解剖学变形技术,另一个是基于特征皮肤的直接变形。 本文主要应用第二种方法,通常叫作骨骼蒙皮法。皮肤的外形主要是通过骨架上的连接点的转变来控制的,该算法比较简单,而且给动画师留出了足够的创造空间来得到自己想要的结果,但是,蒙皮算法也会出现很多缺陷,最常见的就是 塌陷 问题和 裹糖纸 效应,之后众多学者也作了一些改进,文献[2]讨论了蒙皮算法的严重缺陷,也就是蒙皮算法对大角度旋转的失真,并提出了基于顶点混合技术加以改进,之后文献[3]提出了基于骨骼混合算法,这种方法需要较多的手工调整参数,同时也只能用于有两个关节控制的顶点。文献[4]提出了一种几何方法,虽然该方法能够模拟出比较真实的结果,但是却大大地加大了计算量,同时也增加了计算机硬件的需求。之后文献[5]又在其基础上提出了一种基于皮肤拉伸的蒙皮算法,该算法比较简单,但是该方法加大了蒙皮算法的自由度,真实感问题上仍然存在一定的缺陷。 本文在上述文献的基础上,分析了骨骼蒙皮算法的基本原理和一些缺陷,在基于文献[5]的基于皮肤拉伸的蒙皮算法基础上,提出了一种向皮肤可变区域中增加辅助节点的改进的蒙皮变形技术。实验结果显示,该方法能够有效地改善骨骼蒙皮 技术的 裹糖纸效应 缺陷,真实感效果明显增加。 1 基本蒙皮算法原理 蒙皮是一种基于局部操作的表面变形算法,该方法可以通过图形化界面为每个皮肤顶点指定对应的骨骼以及对应的权 重。 蒙皮 算法速度较快,但是在指定权重时需要动画师具有一定的经验。 蒙皮 方法本质上是一种插值算法,其基本原理可以用下式表示: v != ?n i =1 i M i D i -1v ?n i=1 i =1(1) 其中,v 是变形前的皮肤顶点坐标,M i 表示在初始参考姿态下与皮肤顶点相关的第i 段骨骼的由局部坐标到全局坐标的转换矩阵,D i -1v 表示在第i 段骨骼局部坐标系中皮肤顶点的坐标值, i 表示第i 段骨骼对于当前顶点的权值,v !表示变形后的皮肤顶点坐标。 蒙皮 算法的基本思想是使关节附近的皮肤顶点同时受到与关节相邻的两段骨骼的影响,影响的大小由权值 i 确定。 2 存在的主要缺陷 骨骼蒙皮算法最容易出现的两个问题就是 塌陷 、 裹糖纸 问题。其中, 塌陷 指的是关节弯曲时,皮肤产生的压扁、
模型设计说明书——索膜结构展 览会场 模型名称：索膜结构展览会场 指导老师：刘 组长：张永贞 组员：陈焌寅郭二强郭俊义 陈胜杨兴虎姬瑞浩 黄乔席守东米洋 10级土木工程1班
索膜结构是用高强度柔性薄膜材料经受其它材料的拉压作用而形成的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。其造型自由、轻巧、柔美，充满力量感，阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于、使用安全等优点，索膜结构时尚、优美和现代，往往能得到意想不到的建筑景观效果。索膜结构的出现为建筑师们提供了超出传统建筑模式以外的新选择，因而使它在世界各地受到广泛应用。 近年来，随着建筑空间观念的日益深化以及科学手段的不断提高，“回归自然”、“沐浴自然之温馨”已是现代建筑环境学发展的主流。室内外的视线越来越模糊，出现了许多亦内亦外、相互渗透的不定空间，如：大厅装饰、天井、四季厅、动植物园、公园广场、观景台、舞台、体育场馆、体育看台、文化娱乐场所等。由于膜材的光透性，白天阳光可以透过膜材形成慢射光，使膜覆盖空间内达到和室外几乎一样的自然效果，因此索膜结构能创造出与自然环境相媲美的空间形式。 一个城市的中心区反映一个城市的地理风貌和民族风情，同时，
也是一个城市文化发展程度的标志。而景观设计要求其具有广泛的可读性、雅俗共赏，既有超凡脱俗的艺术价值，又能使大众喜闻乐见与大众息息相通。索膜结构以其轻盈飘逸的造型、柔美并带有力量的曲线和大跨度和大空间的鲜明个性和标识性，应用于城市规划的设计中。 索膜结构轻巧、别致的造型在大跨度结构的建设中担当了重要角色,除了满足防风雨、防日晒等基本功能外,并有较好的标识招揽效果,展现了人们个性化的一面。 索膜结构展览会场的特点 1. 结构轻巧性：膜结构自重轻，耗量极低，对地震作用有良好适应性。 2. 造型多样性：柔性材料、自由空间曲面、不重复、多变化。 3. 耐用性：由于高强度的膜材出现，再加上张拉索的应用，使索膜结构展览会场抵御风雨的能力是其他结构不可比拟的。有的展览会场采用永久性膜材。特别是遇到剧烈的暴风雨天气，索膜结构建筑巍然不动，毫发不损。 4.艺术性：除了其他结构不可比拟的实用、耐用、遮风挡雨的功能外，索膜结构更是一座雕塑，一件艺术品，给人美的视觉享受。其柔美，其曲线，其刚柔并济，其丰富造型，其洁白无瑕，让人眼前一亮，回味悠长。 5. 经济性：索膜在工厂完成，现场作业少，可缩短工期70-80%节约施工经费。
骨骼动画: 一、基本概念 1、Deco工具:将创建的图形形状转变为复杂的几何图案,还可以将库中创建的影片剪辑或图形元件填充到应用的图形中,制造出类似万花筒的效果。绘制效果分藤蔓式填充、网格填充、对称刷子。 对称刷子:可以绘制对称的图形或填充类似万花筒的效果。“对称刷子”默认的元件就是25像素×25像素、无笔触的黑色矩形形状。 (1) 模块:用于设置“对称刷子”填充效果的图形,如果在库中有制作好的元件,可以将制作好的元件作为填充的图形。 (2) 高级选项:用于设置填充图形的填充模式,包括4个选项,分别就是跨线反射、跨点反射、绕点旋转与网格平移。 藤蔓式填充:(1) 叶:用于设置“藤蔓式填充”的叶子图形,如果在库中有制作好的元件,可以将制作好的元件作为叶子的图形。 (2) 花:用于设置“藤蔓式填充”的花的图形,如果在库中有制作好的元件,可以将制作好的元件作为花的图形。 (3) 分支角度:用于设置“藤蔓式填充”的枝条分支的角度值。 (4) 图案缩放:用于设置“藤蔓式填充”的缩放比例大小。 (5) 段长度:用于设置“藤蔓式填充”的每根枝条的长度。 (6) 动画图案:此选项将创建绘制图案的逐帧动画序列。 (7) 帧步骤:指定绘制效果时每秒要横跨的帧数。 网格填充:(1) 填充:用于设置“网格填充”的网格图形,如果在库中有制作好的元件,可以将制作好的元件作为网格的图形。 (2) 水平间距:用于设置“网格填充”各个图形间的水平间距。 (3) 垂直间距:用于设置“网格填充”各个图形间的垂直间距。 (4) 图案缩放:用于设置“网格填充”图形的大小比例。 2、骨骼动画:也叫反向运动,元件实例与形状对象可以按复杂而自然地方式移动,更加轻松地创建人物动画。且必须在新建文件时建立:Flash文件(ActionScript 3、0) 二、基本操作 1、对骨骼对象的基本操作 (1) 移动骨骼对象。为对象添加骨骼后,使用选择工具移动骨骼对象,只能对父级骨骼进行环绕的运动。如果需要移动骨骼对象,可以使用任意变形工具选择需要移动的对象,然后拖动对象,则骨骼对象的位置发生改变,连接的骨骼长短也随着对象的移动发生变化。 (2) 重新定位骨骼。为对象添加骨骼后,选择并移动对象上的骨骼,只能对骨骼进行旋转运动,不能改变骨骼的位置。如果需要对对象上的骨骼进行重新定位,则首先需要使用任意变形工具选择需要重新定位的骨骼对象,然后移动选择对象的中心点。 (3) 删除骨骼。删除骨骼的操作非常简单,只需用选择工具选中需要删除的骨骼,然后按Delete键即可删除。 三、任务 1、Deco工具的使用——房子装饰 第一步:导入素材,制作“花”图形元件 1)创建flash文档:文件——打开——任务七、fla。 2)执行“插入—新建元件”命令,名称为“花”,类型为“图形”,单击“确定”按钮。 3)在“工具”面板中选择Deco工具。在窗口右侧属性面板中选择“绘制效果”为“对
1.Character Studio骨骼蒙皮基础教程Copy to clipboard Posted by: 雪姬儿 Posted on: 2007-12-25 13:47 Character Studio骨骼蒙皮基础教程作者：飞菲 001 骨骼蒙皮是为模型加入一个Physique(体格)修改命令后，在结合到骨骼物体上，这样模型就会遵循骨骼物体的运动，达到蒙皮的效果。蒙皮可以针对各种类型的模型，如Polygon多边型网格物体，Patch面片模型，我们使用的是多边型模型。 002 在蒙皮之前我们首先要设置这个两足步迹骨骼的结构。现在我要做的工作是对齐骨骼，就是在形体模式下进行骨骼的调节包括位置，角度和比例，让他们正好放置在对应的模型部位的中心。
003 现在调入我们要蒙皮的角色模型，这是个已经完成的男角色模型。注意现在的手脚都是分开的姿势，这是个比较好的预备姿势，利于以后的骨骼蒙皮。
004 选择男角色模型，我们准备冻结这个模型。在冻结模型之前我们要把它的冻结属性改成不是灰色的，这样有利于我们调整骨骼。如图选择这个模型，鼠标反键选择Properties(属性)把Show frozen in Gray(以灰色显示冻结对象)的勾去掉。
.Re:Character Studio骨骼蒙皮基础教程 [Re: 雪姬儿] Copy to clipboard Posted by: 雪姬儿 Posted on: 2007-12-25 13:57 006 选择Systeme（系统）>Biped（二足骨骼）按钮 8.Re:Character Studio骨骼蒙皮基础教程[Re: 雪姬儿] Copy to clipboard Posted by: 雪姬儿 Posted on: 2007-12-25 13:58 007 在Front(前)视图中在模型的两脚之间向上移动鼠标，拖动出骨骼。直到高度比例都差不多。
第四届湖南省结构设计竞赛名称： 学校： 参赛队员： 竞赛时间： 目录 一、设计说明书 1、对方案的构思 2、对制作模型材料的分析 3、主要制作过程 二、方案图（详见后面照片） 1、结构整体布置图 2、主要构件详图 三、计算书 1、荷载分析 2、内力分析 3、承载能力估算
一、设计说明书 1、对方案的构思及框架设计 多层竹质房屋结构模型设计思路：考虑到本次的作品赛题是房屋类的构造，考虑到在现实生活中有很多类似的框架结构。而且这次竞赛的材料都是竹条，要把这些竹条搭建成房屋结构，我组觉得采用镶嵌式框架结构是最稳妥的方法。只是竹条的厚度不是很高，制作的难度会比较大。 2、对制作模型材料的分析 由于本次竞赛使用的材料是竹制的，且主要是竹条。竹条的韧性很好，抗弯曲能力比较强。但由于我们选择的是镶嵌结构，因此需要破坏竹条的内部结构，这样对竹条的韧性会有很大影响。但只要细心、谨慎操作，可把这种影响降到最低。 3、主要制作过程 首先将5mm厚15mm高600mm长的竹条作为梁结构，并在竹条上开槽。将2mm 厚的竹条置于槽内，制成楼板。柱子采用3层5mm厚的竹条粘贴而成，在一定的高度上开孔，便于梁及楼板的放置和固定。底板采用镶嵌式，使柱子与板间的结构更稳定。 二、方案图 1、结构整体布置图
作品实图 2、主要构件详图
三、计算书 1、荷载分析 材料参数：竹材的弹性模量E=1.0﹡104MPa.抗拉强度ft=60MPa。由于结构为框架结构，砝码尺寸不可忽略，假定梁上局部承受均匀分布载荷作用。题目要求每层加载20kg砝码，总共三层，共计60kg。四根柱子平均每根受力15*10=150N。每层楼板由两根长60cm的梁承受荷载。即每根梁上承重600/（3*2）=100N。 q=100/0.15=667N/m。 2、内力分析 沿梁的长度方向为x轴，可得梁的剪应力方程 :FQ=667*x*(0.15- x/2) (0
Flash骨骼工具详解 2008年9月，Adobe公司发布了新版本的Flash “Adobe Flash CS4 Professional”，从这个版本开始，Flash动画技术有了很大的变革。其中主要包括“3D工具”、“骨骼工具”和新的动作补间形式。 请朋友们注意，以上这些动画技术都需要ActionScript 3.0支持。因此，在新建动画文件的时候，要选择创建“ActionScript 3.0”文档,发布设置的时候，选择最新版本的播放器。 Flash CS6版本中，取消了骨骼动画的功能。 1、关于骨骼动画 在动画设计软件中，运动学系统分为正向运动学和反向运动学这两种。正向运动学指的是对于有层级关系的对象来说，父对象的动作将影响到子对象，而子对象的动作将不会对父对象造成任何影响。如，当对父对象进行移动时，子对象也会同时随着移动。而子对象移动时，父对象不会产生移动。由此可见，正向运动中的动作是向下传递的。 与正向运动学不同，反向运动学动作传递是双向的，当父对象进行位移、旋转或缩放等动作时，其子对象会受到这些动作的影响，反之，子对象的动作也将影响到父对象。反向运动是通过一种连接各种物体的辅助工具来实现的运动，这种工具就是IK骨骼，也称为反向运动骨骼。使用IK骨骼制作的反向运动学动画，就是所谓的骨骼动画。 2、骨骼动画工具 和绑定工具。如图个工具：骨骼工具XXX骨骼动画工具组包括2所示： 图XXX 骨骼工具组 3、骨骼动画的创建 一种方式是为元件实例添加与创建骨骼动画一般有两种方式。中，Flash在． 其他元件实例相连接的骨骼，使用关节连接这些骨骼。骨骼允许实例链一起运动。另一种方式是在形状对象（即各种矢量图形对象）的内部添加骨骼，通过骨骼来移动形状的各个部分以实现动画效果。这样操作的优势在于无需绘制运动中该形状的不同状态，也无需使用补间形状来创建动画。 （1）元件实例骨骼动画 元件实例骨骼动画，适合具有有关节这一类事物的动画的制作。比如人和动物的肢体、带有关节的机械等等。下面以制作挖掘机动画来简单介绍元件实例骨骼动画的制作。 首先创建“ActionScript 3.0”文档，创建好三个元件：挖掘机体，挖掘机臂，
骨骼蒙皮动画(SkinnedMesh)的原理解析（一） 一）3D模型动画基本原理和分类 3D模型动画的基本原理是让模型中各顶点的位置随时间变化。主要种类有Morph（变形）动画，关节动画和骨骼蒙皮动画(SkinnedMesh)。从动画数据的角度来说，三者一般都采用关键帧技术，即只给出关键帧的数据，其他帧的数据使用插值得到。但由于这三种技术的不同，关键帧的数据是不一样的。 Morph（渐变，变形）动画是直接指定动画每一帧的顶点位置，其动画关键中存储的是Mesh 所有顶点在关键帧对应时刻的位置。 关节动画的模型不是一个整体的Mesh,而是分成很多部分(Mesh)，通过一个父子层次结构将这些分散的Mesh组织在一起，父Mesh带动其下子Mesh的运动，各Mesh中的顶点坐标定义在自己的坐标系中，这样各个Mesh是作为一个整体参与运动的。动画帧中设置各子Mesh相对于其父Mesh的变换（主要是旋转，当然也可包括移动和缩放），通过子到父，一级级的变换累加（当然从技术上，如果是矩阵操作是累乘）得到该Mesh在整个动画模型所在的坐标空间中的变换（从本文的视角来说就是世界坐标系了，下同），从而确定每个Mesh在世界坐标系中的位置和方向，然后以Mesh为单位渲染即可。关节动画的问题是，各部分Mesh中的顶点是固定在其Mesh坐标系中的，这样在两个Mesh结合处就可能产生裂缝。 第三类就是骨骼蒙皮动画即SkinnedMesh了，骨骼蒙皮动画的出现解决了关节动画的裂缝问题，而且效果非常酷，发明这个算法的人一定是个天才，因为SkinnedMesh的原理简单的难以置信，而效果却那么好。骨骼动画的基本原理可概括为：在骨骼控制下，通过顶点混合动态计算蒙皮网格的顶点，而骨骼的运动相对于其父骨骼，并由动画关键帧数据驱动。一个骨骼动画通常包括骨骼层次结构数据，网格(Mesh)数据，网格蒙皮数据(skin info)和骨骼的动画(关键帧)数据。下面将具体分析。 二）SkinnedMesh原理和结构分析 SkinnedMesh中文一般称作骨骼蒙皮动画，正如其名，这种动画中包含骨骼（Bone）和蒙皮(Skinned Mesh)两个部分，Bone的层次结构和关节动画类似，Mesh则和关节动画不同：关节动画中是使用多个分散的Mesh,而Skinned Mesh中Mesh是一个整体，也就是说只有一个Mesh,实际上如果没有骨骼让Mesh运动变形，Mesh就和静态模型一样了。Skinned Mesh技术的精华在于蒙皮，所谓的皮并不是模型的贴图（也许会有人这么想过吧），而是Mesh本身，蒙皮是指将Mesh中的顶点附着（绑定）在骨骼之上，而且每个顶点可以被多个骨骼所控制，这样在关节处的顶点由于同时受到父子骨骼的拉扯而改变位置就消除了裂缝。Skinned Mesh这个词从字面上理解似乎是有皮的模型，哦，如果贴图是皮，那么普通静态模型不也都有吗？所以我觉得应该理解为具有蒙皮信息的Mesh或可当做皮肤用的Mesh，这个皮肤就是Mesh。而为了有皮肤功能，Mesh还需要蒙皮信息，即Skin数据，没有Skin数据就是一个普通的静态Mesh了。Skin数据决定顶点如何绑定到骨骼上。顶点
湖南省“路桥杯”大学生结构模型创作竞赛 中南大学 参赛设计方案说明书 作品名称剑桥 学校名称中南大学 学生姓名专业班级 学生姓名专业班级 学生姓名专业班级 指导教师 联系电话 二○○六年七月十四日
目录 摘要 (2) 1 设计说明书 (3) 1.1 概述 (3) 1.2 方案简介 (3) 1.3 结构模型及方案特点 (4) 1.4 应用前景 (5) 1.5 施工流程: (5) 1.6 施工要点: (5) 2 结构方案图 (6) 2.1结构效果图 (6) 2.2结构俯视图 (6) 3 设计计算书 (7) 3.1结构计算模型 (7) 3.2结构强度计算 (8) 3.2.1 拱肋强度计算 (8) 3.2.2 拉杆强度计算 (9) 3.3 结构稳定分析 (9) 参考文献 (10)
摘要 本文根据湖南省“路桥杯”土木建筑类大学生结构模型创作竞赛规程和使用材料的特点要求，结合现代桥梁结构的特点，借鉴细杆拱桥结构设计概念构思了本结构模型。 在造型上，空间上主要采用三角形、梯形等几何元素，注重结构的整体性。 在结构设计方面，充分根据木材的力学性能，主要受力构件采用格构式组合构件，利用斜向支撑增加结构空间作用，提高抗侧能力。并通过采用ANSYS有限元软件的空间分析，根据构件的受力情况沿杆件变化，采用了变截面的杆件，充分的利用材料，经过ANSYS 的计算表明，结构在设计荷载作用下，均能满足强度、刚度、稳定性要求。 关键词：结构模型、设计大赛、模型制作
1 设计说明书 1.1 概述 对于结构模型，稳定性起着控制作用，包括整体稳定性和局部稳定性，选择合理有效的结构受力体系对结构模型设计有着重要意义。 模型设计中，主要应考虑充分利用木材薄片受力性能特点。就本次竞赛而言，关键在于充分利用木材薄片受拉性能好，受压则需要组合成柱的特点，选择优化的结构模型，使结构模型能够接近竞赛规定的最大加载荷载，同时尽可能降低结构的自身重量。 本结构模型根据以上思想，进行结构的构思与设计。 1.2 方案简介 本结构整体外型为一个上承式桁架。其造型融入三角形和梯形等美学元素，整体造型简单、受力形式较好，符合本次竞赛的设计理念。 结构根据竞赛规程的要求，确定合理跨度和高度以后，以四根斜杆为主要受力构件向下传力，顶部做成一个加载平台。根据各个面内的抗弯刚度要求，灵活选用杆的形式，通过计算得出合理拱轴线的位置，合理布置杆拱的空间角度；再合理布置支撑杆件，用于抵抗荷载传来的水平力分力并减小侧移；并通过ANSYS软件模拟多种荷载情况下的破坏情况，找出结构构件的薄弱环节进行局部加强，使得结构的破坏向强度破坏靠近，从而使本结构模型具有足够的承
游戏动画—CAT骨骼系统讲解 第1节 CAT动画系统介绍 【录播】CAT动画系统介绍(9分钟) 第2节 街霸骨骼骨骼架设 【录播】街霸骨骼骨骼架设1(17分钟) 【录播】街霸骨骼骨骼架设2(9分钟) 【录播】街霸骨骼骨骼架设3(10分钟) 第3节 绿巨人骨骼架设 【录播】绿巨人骨骼架设(23分钟) 第4节 绿巨人骨骼颜色变化
【录播】绿巨人骨骼颜色变化(5分钟) 第5节 绿巨人骨骼形状变化 【录播】绿巨人骨骼形状变化（上）(5分钟) 【录播】绿巨人骨骼形状变化（中）(13分钟) 【录播】绿巨人骨骼形状变化（下）(8分钟) 第6节 绿巨人蒙皮封套的调节 【录播】绿巨人蒙皮封套的调节(15分钟) 第7节 绿巨人蒙皮笔刷调节 【录播】绿巨人蒙皮笔刷调节(17分钟) 第8节 肌肉股的应用
【录播】肌肉股的应用（上）(12分钟) 【录播】肌肉股的应用（下）(18分钟) 第9节 CAT片肌肉系统介绍 【录播】CAT片肌肉系统介绍(11分钟) 第10节 CAT片肌肉系统实例讲解 【录播】CAT片肌肉系统实例讲解(27分钟) 第11节 CAT控制器的添加与操作 【录播】CAT控制器的添加与操作(11分钟) 第12节 CAT绝对层的讲解 【录播】CAT绝对层的讲解01(11分钟)
【录播】CAT绝对层的讲解02(11分钟) 第13节 CAT运动层讲解默认面板讲解 【录播】CAT运动层讲解1 默认面板讲解(8分钟) 【录播】CAT运动层讲解2 默认面板讲解1(14分钟) 【录播】CAT运动层讲解1 默认面板讲解2(13分钟) 第14节 CAT在上下起伏的地面上进行运动 【录播】CAT在上下起伏的地面上进行运动(10分钟) 第15节 CAT盆骨控制器 【录播】CAT盆骨控制器(11分钟) 第16节 CAT胳膊和腿部控制器