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对偶四元数蒙皮算法简介对偶四元数蒙皮算法（Dual Quaternion Skinning）是一种用于实现角色动画的皮肤绑定技术。
它通过对角色模型的骨骼进行蒙皮，将骨骼的动作传递给模型的表面，从而实现模型的动态变形。
相比传统的线性插值蒙皮方法，对偶四元数蒙皮算法具有更好的数学性质和动画效果。
背景在计算机图形学中，角色动画是一个重要的研究领域。
角色动画的目标是实现模型的逼真运动和变形，使其能够根据骨骼动作产生相应的形状变化。
蒙皮是实现角色动画的基本技术之一，它通过将模型的顶点与骨骼进行关联，将骨骼的运动传递给模型的表面。
传统的线性插值蒙皮方法存在一些问题，如锚点漂移、体积变化等。
对偶四元数蒙皮算法通过引入对偶四元数（Dual Quaternion）来解决这些问题，并提供了更好的动画效果和数学性质。
对偶四元数对偶四元数是四元数的扩展，它包含两个四元数：一个用于表示旋转，一个用于表示平移。
对偶四元数的数学表示如下：q = q_r + εq_d其中q_r是一个普通的四元数，表示旋转，q_d是一个纯四元数，表示平移，ε是一个无穷小的量。
对偶四元数的加法和乘法运算可以通过普通四元数的加法和乘法运算来定义。
对偶四元数的加法是逐个分量相加，对偶四元数的乘法是通过普通四元数的乘法和加法来计算得到。
对偶四元数蒙皮算法对偶四元数蒙皮算法的核心思想是将模型的顶点从模型空间变换到骨骼空间，并通过对偶四元数来表示顶点在骨骼空间中的位置。
算法的具体步骤如下：1.根据骨骼的层次结构，计算每个骨骼的绑定变换矩阵。
绑定变换矩阵将顶点从模型空间变换到骨骼空间。
2.对每个顶点，将其从模型空间变换到骨骼空间，并计算其在骨骼空间中的位置。
3.对每个顶点，计算其在骨骼空间中的权重。
权重表示该顶点受到每个骨骼影响的程度。
4.对每个顶点，根据其在骨骼空间中的位置和权重，计算其在模型空间中的新位置。
5.对每个顶点，根据其在模型空间中的新位置和权重，计算其在模型空间中的新法向量。
unity 骨骼蒙皮原理Unity是一款强大的游戏引擎，它支持多种开发平台和技术，其中骨骼蒙皮是其重要功能之一。
骨骼蒙皮是一种常见的角色动画技术，通过将3D模型的骨骼与皮肤进行绑定，实现角色的动态变换和变形。
本文将介绍Unity中骨骼蒙皮的原理及其实现方式。
在Unity中，骨骼蒙皮是通过骨骼动画系统来实现的。
骨骼动画系统由两个主要组件组成：骨骼和蒙皮。
骨骼是模型的骨骼结构，它由一系列关节和骨骼连接而成。
蒙皮是模型的皮肤，它定义了模型的外观和形状。
骨骼蒙皮的原理是将骨骼和蒙皮进行绑定，并通过骨骼动画系统来控制骨骼的变换，从而实现模型的动态变形。
具体步骤如下：1. 创建骨骼：首先需要创建模型的骨骼结构。
在Unity中，可以使用骨骼工具或者通过导入模型文件来创建骨骼。
2. 绑定骨骼和蒙皮：将模型的蒙皮与骨骼进行绑定。
在Unity中，可以通过选择模型和骨骼，然后使用"蒙皮"工具来进行绑定。
3. 设置权重：为了实现模型的平滑变形，需要为每个顶点设置与骨骼关联的权重。
权重决定了每个顶点受到骨骼变换的影响程度。
在Unity中，可以使用"蒙皮"工具来设置权重。
4. 控制骨骼变换：通过骨骼动画系统来控制骨骼的变换。
可以通过在时间轴上设置关键帧来控制骨骼的位置、旋转和缩放等属性。
5. 更新蒙皮：当骨骼变换时，需要更新蒙皮以反映模型的变化。
在Unity中，可以通过脚本或动画控制器来实现蒙皮的更新。
骨骼蒙皮在游戏开发中具有广泛的应用。
它可以用于实现角色的动态变形、骨骼动画和物理模拟等效果。
通过调整骨骼和权重的设置，可以实现各种复杂的动画效果，如角色行走、跳跃、攻击等。
此外，骨骼蒙皮还可以与其他技术相结合，如粒子系统、光照和特效等，以增强游戏的视觉效果。
总结来说，Unity中的骨骼蒙皮是一种重要的角色动画技术，通过将骨骼和蒙皮进行绑定，并通过骨骼动画系统来控制骨骼的变换，实现模型的动态变形和动画效果。
动画驱动靠动⼒--动画⽣成中的三⼤关键技术动画驱动靠"动⼒"--动画⽣成中的三⼤关键技术■蔡涛⾦刚胡汉平关键技术之⼀：关节动画技术使⽤关节⾻架来表⽰⼈类或者其他⾻架动物的⾝体结构是表演动画技术中最主要的思想，所涉及的技术就是关节动画技术。
这是⼀项⾮常复杂的⼯作，其中许多运动控制⼿段⾄今尚未解决。
近年来，在动画制作系统中，使⽤⾻架控制三维动画⾓⾊已⾮常流⾏。
在这些系统中，⾓⾊的⾻架定义为⼀系列⾻件，⽽包裹这些⾻件的"⽪肤"则是⼀个顶点⽹。
每个顶点的位置因受到⼀个或多个⾻件运动的影响⽽变化。
因此，只要定义好⾓⾊模型的⾻架动作就可以实现栩栩如⽣的动画了。
被定义为⽪肤顶点的运动则以数学公式的⽅式⽣成。
使⽤关节⾻架系统，动画师可以⾮常容易地设置和控制三维⾓⾊关节旋转点动画，其只需要专注于⾓⾊⾻架的动画，⽽系统可以⾃动建⽴⼀张⼏何"⽪肤"（表⽰这个⾓⾊的外观），并将其附着在⾻架上。
从本质上讲，关节动画系统是分层的，故可以使⽤有效的⽅法控制动画⾓⾊。
实现⾻架动画的算法主要有运动学⽅法和动⼒学⽅法。
1．运动学（Kinematics）⽅法在表演动画系统中，动画⾓⾊的⾻架由⼀些与肢体相对应的⾻件组成，关节是两个⾻件结合的地⽅。
两个⾻件之间的⾓度称做关节⾓。
⼀个关节最多可以有三种⾓度：弯曲⾓、绕曲⾓和扭曲⾓。
在已知关节链中每个关节的⾓度和关节长度的情况下，求解各个关节相对于固定坐标系的位置和⽅向，这种⽅法叫做正运动学（ForwardKinematics）。
虽然在机器⼈学中对类似运动的控制进⾏了⼤量的研究，但对于⼀个缺乏经验的动画师来说，通过设置各个关节的⾓度来产⽣逼真的运动是⾮常困难的。
反运动学（Inverse Kinematics）与正运动学相反，它是在给定链杆末端的位置和⽅向后，计算出各关节的位置与⽅向。
反运动学是⾓⾊动画中的⼀个巨⼤突破，为⾓⾊动画提供了⼀种⽬标导向的⽅法。
⾻骼动画具体解释近期，再次研究其⾻骼动画，发现这篇⽂章讲的相当不错，通俗易懂，⾮常好的学习资源。
⾻骼蒙⽪动画(Skinned Mesh)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动画，关节动画和⾻骼蒙⽪动画(Skinned Mesh)。
从动画数据的⾓度来说，三者⼀般都採⽤关键帧技术，即仅仅给出关键帧的数据，其它帧的数据使⽤插值得到。
但因为这三种技术的不同，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全部顶点在关键帧相应时刻的位置。
关节动画的模型不是⼀个总体的Mesh,⽽是分成⾮常多部分(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是作为⼀个总体參与运动的。
动画帧中设置各⼦Mesh相对于其⽗Mesh的变换（主要是旋转，当然也可包含移动和缩放），通过⼦到⽗，⼀级级的变换累加（当然从技术上，假设是矩阵操作是累乘）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），从⽽确定每⼀个Mesh在世界坐标系中的位置和⽅向，然后以Mesh为单位渲染就可以。
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Skinned Mesh了，⾻骼蒙⽪动画的出现攻克了关节动画的裂缝问题，并且效果很酷，发明这个算法的⼈⼀定是个天才，由于Skinned Mesh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含⾻骼层次结构数据，⽹格(Mesh)数据，⽹格蒙⽪数据(skin info)和⾻骼的动画(关键帧)数据。
智能蒙皮：战鹰的“智能皮肤”诸如美国动作电影《特种部队：眼镜蛇的崛起》里面使用的隐身衣或将成为现实。
但这次不是个人穿的隐身衣，而是通过采纳智能材料为战鹰披上新衣。
这种新装不仅可以有效降低战机的雷达反射面积，起到很好的隐身效果，而且可以对机体及外部环境的各种状态参数实时感知，就犹如战鹰的“皮肤”一般。
据媒体报道，美国国家航空航天局和美国空军联合支持的“系统研发型飞行器”项目在智能材料上获得了重大进展。
这种利用超材料设计的技术就是智能蒙皮（Smart Skin）。
利用智能蒙皮技术，可以通过共性设计有效削减飞机的天线尺寸，并可以采纳低成本的新型材料提高飞机的隐身和气动形状效果，对缩减飞机性能起到了重要作用。
智能材料极大改善战鹰性能智能蒙皮通过将各类传感器和芯片高度集成在蒙皮内部，从而形成了机体对自身感知的简单神经网络，可以将采集到的各类信息实时传输给飞机的“大脑”——飞行掌握计算机，从而有效提高战机对各类信息的整合处理力量。
1985年，美国空军首次提出了“智能蒙皮”技术。
与此同时，上个世纪80年月末，法国也开头研发一种“智能蒙皮”天线系统。
这种系统由法国国家航空空间讨论院牵头组织，主要方向是将雷达天线集成在飞机的蒙皮系统内部。
由美国诺斯罗普公司和TRW公司联合研制的“智能蒙皮”新型天线，采纳了将不同种类复合材料压制成薄片技术，从而使其与标准天线相比通信距离提高了5倍以上。
这种新型天线全部嵌套在飞行器表面，可以有效削减飞机飞行重量和阻力，同时降低雷达反射面积。
在此基础上，美国国防部高级讨论方案局制定了无线电频率“多功能机构孔径”方案，将推动智能蒙皮天线技术持续进展。
智能蒙皮具有独特的优点和技术优势：由于采纳了光纤技术和传感器技术代替一般电缆连接，节约了大量的飞机内部空间，减轻了飞机重量，简化了飞机设计方案；智能蒙皮可以有效提高飞机对自身状态的感知力量，实现对飞机内外部的实时监控和评估，因而极大地提高了飞机的牢靠性和可用性；智能蒙皮还可以极大提高将来飞机的隐身力量，将有效提高飞机的生存力量。
unity 变装原理
Unity中实现角色变装的原理主要涉及到角色模型的骨骼动画和蒙皮技术。
首先，Unity3D支持Skin动画，这是通过骨骼动画来实现的。
在制作模型动画时，需要使用Skin而不是Physique，因为Physique 动画在Unity中可能会出现严重变形。
模型的骨骼动画制作完成后，可以通过插件（如3dsmax的插件PhyToSkin）将模型从Physique转换为Skin，以避免出现变形问题。
在转换之前，为了避免出错，需要先隐藏骨骼，然后对绑定了骨骼的模型进行单独转换。
其次，蒙皮矩阵是实现角色变装的关键技术。
蒙皮矩阵能把网格顶点从原来位置（绑定姿势）变换至骨骼的当前姿势。
顶点在变换前后都在模型变换空间中，这样就可以实现角色的各种动作和表情。
最后，将制作好的模型和动画导出到Unity中。
在导出模型时，需要确保导出的模型已经绑定了骨骼。
在导出设置中，可以根据需要选择是否导出Animation，以及3dsmax和Unity3D中的单位关系。
以上就是在Unity中实现角色变装的基本原理和步骤。
需要注意的是，不同模型和动画的制作方法可能会有所不同，具体实现时需要根据实际情况进行调整和优化。
Blender中的蒙皮和变形技巧Blender是一款功能强大的开源三维建模软件。
在Blender中，蒙皮和变形是非常重要的技巧，它们用于将模型的外表与骨骼结合起来，实现动画效果。
本文将介绍在Blender中进行蒙皮和变形的一些技巧和方法。
首先，我们需要了解什么是蒙皮。
蒙皮是指将一个三维模型与骨骼系统相连，使得模型能够根据骨骼的动作而产生变形。
在Blender中，进行蒙皮操作的前提是已经创建好了一个完整的骨骼系统，可以通过在3D视图中点击"Armature"来添加一个骨骼。
接下来，选中你要进行蒙皮的模型，在"Object Data Properties"面板中切换到"Vertex Groups"选项卡。
点击"+"按钮来创建一个新的顶点组，用来将模型的顶点与骨骼关联起来。
然后，在"Edit Mode"下选择顶点，点击"Assign"按钮将选中的顶点添加到当前的顶点组中。
通过这种方式，你可以将各个部位的顶点分别加入到相应的顶点组中。
在将所有需要的顶点与骨骼关联之后，我们需要调整权重来控制各个骨骼对模型的影响程度。
在"Object Data Properties"面板的"Vertex Groups"选项卡中，选择一个顶点组，右侧会显示出与之关联的骨骼。
通过调整权重值，可以控制骨骼对该顶点组中各个顶点的影响程度。
你可以使用"Normalize"按钮来自动归一化各个骨骼的权重，确保它们的总和为1。
完成蒙皮设置之后，我们可以开始进行模型的变形操作。
在"Pose Mode"下，通过旋转、平移或缩放骨骼，可以控制模型的形状。
Blender提供了多种变形工具，如"Armature Deform"、"Lattice"、"Mesh Deform"等，在不同的情况下可以选择合适的工具进行使用。
Maya蒙⽪教程Maya蒙⽪教程(⼀)在我们拿到模型与指定好的⾻骼控制器前提下，⾸先选择所有关节⾻骼然后选择模型执⾏以下命令：Skin→BindSkin →SmoothBind 模型被以平滑蒙⽪⽅式赋予⾻骼物体，如图：(打开smooth Bind 选项可以进⾏参数设置：如下图1，Bind to: Joint hierarchy=对所有⾻骼进⾏蒙⽪selected joints=对所选⾻骼进⾏蒙⽪<⼀般选择这个>2，Max influences: <设置每个点所受⾻骼数>其余基本上默认就可以了（⼆）刷权重⼀般有两种⽅法: ⽤刷⼦，或修点1，刷⼦：执⾏Skin→Edit Smooth Skin→Paint Skin Weights Tool命令，并打开对话框，在Influence卷展栏中，显⽰所有的关节名称，如图在Influence选项组中，随意选取⼀块⾻骼，在场景视图中可以观测到受⾻骼影响的范围，颜⾊越⽩，受影响的⼒度越⼤，如图：Paint Skin WeightsTool为改变关节的影响⼒度提供了⼀种直观的⽅法。
图Tool Settings对话框在Paint operation 选项中Add 单选按钮可以增加对邻近关节区域的影响⼒度；Scale 单选按钮可以减⼩对远离关节区域的影响⼒度；Smooth 单选按钮可以平滑关节的影响⼒度。
2，调点法选择模型按F8进⼊点模式，执⾏Window→General Editors →Component Editor可以在图中选项栏进⾏点的权重修改。
在刷权重的过程中经常会出现⽔管现象，如图所以在⼀些关节地⽅需要特别注意，保持形体，⽐如：⼿腕,脚踝,⼿指关节处和胳膊与腿的关节点。
