mocap на коленке (Skeletal Animations 2)

12 мая 2007 года Jochen Diehl опубликовал очень интересную статью «Skeletal Animations».



Вкратце изложу суть:

1. в статье не скелетная анимация (в первом же предложении автор так и заявил: «This is no true bones animation»)
2. данные для 10-фреймовой анимации представляют собой массив точек (joints)
3. сами точки автор ВРУЧНУЮ (наводя курсор, и выписывая координаты) собрал с записи походки человека. Он использовал 10 фреймов, одинаково распределенных по-времени
4. в процессе проигрывания клипа, анимация сглаживается с помощью интерполяции
5. в конце статьи автор предлагает продолжить его эксперимент:
   
   • использовать time based анимацию вместо фреймовой с интерполяцией
   • записать собственные действия (прыжки, бег...) и попробовать сделать между ними плавные переходы
   • добавить тени
   • добавить скелет и сделать ragdoll, умирающий, как в жизни
   • отписаться на форум
   
   

Что привлекло в методе меня:

1. возможность НЕ углубляться в 3D-моделирование — пусть этим занимаются 3D-моделисты
2. возможность НЕ углубляться в проблематику переноса 3D во флэш — мне для маленьких проектов это ни к чему
3. очень простой метод получать разнообразнейшие действия (actions) для персонажей

* если будет интересно, распишу подробно по-пунктам методику добавления новых движений, персонажей на хабре

Далее:

Первым делом перевел анимацию в time based (тут ничего сложного):

public function update(time:Number):void
{
	render(currentFrame);
	
	currentFrame+=(actionArray.length*time/actionLoopTime);
	
	currentFrame = int(currentFrame*100)/100;
	
	if(currentFrame>actionFrameNumber)
	{
		currentFrame-=actionFrameNumber;
	}
}

А вот дальше, в процессе погружения в метод, понял, что есть еще, как минимум, одна привлекательнейшая (для меня) возможность разнообразить толпу NPC-персонажей на экране. Достаточно ведь просто чуть деформировать первоначальный «скелет» в ключевых кадрах требуемым нам образом, и получать бесконечное множество вариантов фигур и характеров.

Например (код можно увидеть в исходниках Main.handleGUIChange — я только суть тут покажу):

• укороти ноги и руки (scale*point.y; scale*point.z;) — получи гнома
• удлини руки и ноги (scale*point.y; scale*point.z;) — получи дядю Стёпу
• заузь талию и расширь бедра (scale*point.x;) — получи мужеподобную женщину
• заузь плечи и раширь талию (scale*point.x;) — получи женоподобного мужчину
• наклони корпус, подогни колени — пригибающийся солдат
• наклони корпус, подогни колени, дрожание в суставах — старик
• измени амплитуду взмахов руками, ногами — получи новое настроение

и все это на основе лишь одной единственной последовательности ключевых кадров (!)

работающий пример, собранный на коленке, можно увидеть тут
код примера тут

Замечания:

• анимацию использовал авторскую (Jochen Diehl)
• наклоны в моем примере работают препаршивейше — это потому, что я ничего не смыслю в математике и в матрицах поворота в частности. Если какой добрый человек подскажет, как на основании имеющихся данных (дефолтный угол, текущий угол, данные из слайдера) правильно рассчитать результирующую матрицу поворота, я тут же внесу изменения в рабочий код, и добавлю еще кучу всяких возможностей по изменению фигуры

P.S.: ну вот — оказалось, что ошибки при вычислении результирующей матрицы при «наклонах» была в том, что вместо градусов подставлял в матрицу радианы. Документацию читать надо лучше!
Перезаливаю с исправлениями.