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osg示例解析之osganimationmorph(1)

分类: 文章 • 2025-07-21 15:35:28

本课主要演示了osgAnimation中的变形动画，变形动画通常也称为逐顶点动画(Per-vertex Animation)，是一种三维动画的表现形式。它对计算机的运算资源的消耗很大，通常以每帧计算和应用4000~9000个顶点的位置变化为宜，否则系统难以承受其他场景对象的更新和渲染工作。变形动画在osgAnimation中通过MorphGeometry以及UpdateMorph来实现，具体的实现可以参考我的另一篇文章osgAnimation之作用对象中的相关介绍。

  • 示例

该例子首先实现了一个NodeVisitor，用来寻找Geode节点中的Geometry对象：

[cpp] view plain copy
  1. struct GeometryFinder : public osg::NodeVisitor  
  2. {  
  3.     osg::ref_ptr<osg::Geometry> _geom;  
  4.     GeometryFinder() : osg::NodeVisitor(osg::NodeVisitor::TRAVERSE_ALL_CHILDREN) {}  
  5.     void apply(osg::Geode& geode)   
  6.     {  
  7.         if (_geom.valid())  
  8.             return;  
  9.         for (unsigned int i = 0; i < geode.getNumDrawables(); i++)   
  10.         {  
  11.             osg::Geometry* geom = dynamic_cast<osg::Geometry*>(geode.getDrawable(i));  
  12.             if (geom) {  
  13.                 _geom = geom;  
  14.                 return;  
  15.             }  
  16.         }  
  17.     }  
  18. };  
它会保存Geode中的第一个Geometry节点，之后的函数用到了这个访问器

[cpp] view plain copy
  1. osg::ref_ptr<osg::Geometry> getShape(const std::string& name)  
  2. {  
  3.     osg::ref_ptr<osg::Node> shape0 = osgDB::readNodeFile(name);  
  4.     if (shape0)  
  5.     {  
  6.         GeometryFinder finder;  
  7.         shape0->accept(finder);  
  8.         return finder._geom;  
  9.     }  
  10.     else  
  11.     {  
  12.         return NULL;  
  13.     }  
  14. }  
返回文件name中第一个的Geometry节点

下面我们看看主函数中的实现过程，应该来说还是比较清晰的：

  • 首先创建频道

[cpp] view plain copy
  1. osgAnimation::Animation* animation = new osgAnimation::Animation;  
  2. osgAnimation::FloatLinearChannel* channel0 = new osgAnimation::FloatLinearChannel;  
  3. channel0->getOrCreateSampler()->getOrCreateKeyframeContainer()->push_back(osgAnimation::FloatKeyframe(0,0.0));  
  4. channel0->getOrCreateSampler()->getOrCreateKeyframeContainer()->push_back(osgAnimation::FloatKeyframe(1,1.0));  
  5. channel0->setTargetName("MorphNodeCallback");  
  6. channel0->setName("0");  
这里需要注意频道的Name要设置为0、1、2这样的非负整数字符串，让它们和添加到MorphGeometry中的geometry对象对应。此外channel的targetname要和UpdateMorph的名称一样，这样在链接的时候才能成功。关于频道的设置就这两点需要注意

  • 其次创建动画和动画管理器

[cpp] view plain copy
  1. animation->addChannel(channel0);  
  2. animation->setName("Morph");  
  3. animation->computeDuration();  
  4. animation->setPlayMode(osgAnimation::Animation::PPONG);  
  5. osgAnimation::BasicAnimationManager* bam = new osgAnimation::BasicAnimationManager;  
  6. bam->registerAnimation(animation);  
动画对象将频道添加到它里面，动画管理器一样还是需要在Geode节点之上(是Geode的父节点)，也就是保证进入UpdateMorph回调之前先进入动画管理器这个回调中

  • 再次 创建需要变形的几何体和目标几何体

[cpp] view plain copy
  1.  osg::ref_ptr<osg::Geometry> geom0 = getShape("morphtarget_shape0.osg");  
  2.  if (!geom0) {  
  3.      std::cerr << "can't read morphtarget_shape0.osg" << std::endl;  
  4.      return 0;  
  5.  }  
  6.   
  7.  osg::ref_ptr<osg::Geometry> geom1 = getShape("morphtarget_shape1.osg");  
  8.  if (!geom1) {  
  9.      std::cerr << "can't read morphtarget_shape1.osg" << std::endl;  
  10.      return 0;  
  11.  }  
  12.   
  13.  //原始形状  
  14.  osgAnimation::MorphGeometry* morph = new osgAnimation::MorphGeometry(*geom0);  
  15. //需要变形的形状添加到morph之中，可以是多个，结果将按权重加成  
  16.  morph->addMorphTarget(geom1.get());  

  • 最后 将UpdateMorph添加到Geode之中

[cpp] view plain copy
  1. osg::Geode* geode = new osg::Geode;  
  2. geode->addDrawable(morph);  
  3. geode->addUpdateCallback(new osgAnimation::UpdateMorph("MorphNodeCallback"));  

这样保证在进入MorphGeometry的Drawable更新回调之前先进入Geode的回调中更新几何体的权值，保证后续顶点的计算用到频道里面最新插值出的权值。

运行结果：

osg示例解析之osganimationmorph(1)


写在后面：在后续的osgNeHe课程中Lesson25会根据顶点进行变形，可以参考本课的实现利用osgAnimation库来实现，在实现过程中我遇到以下的问题：

当绘制的几何体为osg::PrimitiveSet::POINTS时程序会崩溃，描述和osgChina中的帖子类似。后来经过查看发现是由于没有NormalArray导致的问题，解决方法是申请一个法线向量的数组，随便设置一下添加到Geometry就可以解决这个问题了。这可能是osgAnimation代码中的一个Bug，osgAnimation要求必须有NormalArray。

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