不要在追尋什么人生的意義，追尋本身就很有意義-《萌菇?jīng)觥?/p>
本周我們拿出一些可能其他同學(xué)也存在的疑問(wèn)來(lái)給大家講解一下關(guān)于FBX骨骼動(dòng)畫(huà)的方面東西。我們應(yīng)該如何去做一個(gè)動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)。
關(guān)于繪制
我們首先來(lái)看看，我們要繪制動(dòng)畫(huà)需要具備什么樣的底層基礎(chǔ)功能：
繪制一群三角形的能力（因?yàn)闊o(wú)論模型如何復(fù)雜，它都是由三角形構(gòu)成，或許你比較菜鳥(niǎo)，只能繪制21845個(gè)三角形（65535除以3），或許你有良好的數(shù)據(jù)組織，你有一個(gè)引擎，你可以突破這些瓶頸）
Shader，你需要一個(gè)Shader為你的模型的各個(gè)部分進(jìn)行著色，我們解析過(guò)FBX模型的知道，F(xiàn)BX模型里是有很多個(gè)節(jié)點(diǎn)的，節(jié)點(diǎn)上都掛在了Submesh這樣的東西，而每個(gè)submesh基本上可以對(duì)應(yīng)到某一群三角形的集合。于是乎，我們就需要特定的shader去繪制每個(gè)submesh，或許整個(gè)模型都可以使用一個(gè)shader去繪制。
動(dòng)畫(huà)采樣器，或許有的人至今不明白剛體動(dòng)畫(huà)和骨骼動(dòng)畫(huà)有什么區(qū)別，但那又如何。我們來(lái)說(shuō)說(shuō)動(dòng)畫(huà)采樣器，動(dòng)畫(huà)采樣器就是根據(jù)時(shí)間點(diǎn)的信息，能夠插值出動(dòng)畫(huà)中影響頂點(diǎn)位置的矩陣數(shù)據(jù)，然后通過(guò)這些矩陣數(shù)據(jù)計(jì)算出某個(gè)時(shí)刻，各種submesh的頂點(diǎn)的位置。我們通過(guò)時(shí)間去驅(qū)動(dòng)動(dòng)畫(huà)采樣器，動(dòng)畫(huà)采樣器計(jì)算出矩陣來(lái)影響各個(gè)subumesh，就形成了骨骼動(dòng)畫(huà)。跟著我們學(xué)完了FBX骨骼動(dòng)畫(huà)課程的人都知道，你只要是認(rèn)真學(xué)習(xí)了，就知道，動(dòng)畫(huà)的計(jì)算是非常耗時(shí)的。因?yàn)槟阈枰總€(gè)頂點(diǎn)是被多個(gè)矩陣影響的，這樣一來(lái)，每一次模型的所有頂點(diǎn)的重新計(jì)算就涉及到多個(gè)矩陣的相乘，并且還需要將這些累加的效果應(yīng)用到所有的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)上去。在CPU上來(lái)做這件事情的開(kāi)銷(xiāo)是非常大的。為了讓我們的課程邏輯更清晰，我們采用的是OpenGL的固定管線來(lái)教學(xué)的。任何一個(gè)學(xué)了可編程管線，并真正掌握了的人，肯定知道如何變通成為可編程管線版。
難點(diǎn)
骨骼動(dòng)畫(huà)難的地方不是給模型貼圖和解碼材質(zhì)，那些東西只是一個(gè)工程學(xué)問(wèn)題，只要有編程功底的人，有足夠的能力去組織一套復(fù)雜的代碼，這些問(wèn)題都不是問(wèn)題。骨骼動(dòng)畫(huà)難的地方在于矩陣的理解，說(shuō)具體點(diǎn)，就是那些Cluster上的矩陣是怎么影響到了各部分submesh上的頂點(diǎn)的。理論上難點(diǎn)如下，如果不是下面的問(wèn)題那么一定是你自己的基礎(chǔ)不好，胡思亂想，瞎給自己折騰出來(lái)的一些難點(diǎn)：
cluster與骨頭的對(duì)應(yīng)關(guān)系
cluster與頂點(diǎn)們的對(duì)應(yīng)關(guān)系
這些矩陣如何計(jì)算才是正確的骨骼矩陣的公式
動(dòng)畫(huà)采樣器是個(gè)黑盒，你不理解它是怎么采樣出來(lái)那些矩陣的。
其中1、2、3點(diǎn)都在我們的FBX骨骼動(dòng)畫(huà)課程中做了詳細(xì)講解，至于第4點(diǎn)為什么不講，是因?yàn)槲覀儾恢繤BX SDK是如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)采樣器的，他們不是開(kāi)源的東西。
動(dòng)畫(huà)采樣器
關(guān)于動(dòng)畫(huà)采樣器，實(shí)際上大家更多的不理解是它到底是個(gè)什么。實(shí)際上這部分內(nèi)容不是三言兩語(yǔ)能說(shuō)明白的，你需要系統(tǒng)的學(xué)習(xí)整個(gè)動(dòng)畫(huà)理論的知識(shí)，而你想要學(xué)會(huì)動(dòng)畫(huà)理論，首先你要理解數(shù)學(xué)中的大量的插值技術(shù)，我們的2D幀動(dòng)畫(huà)、3D幀動(dòng)畫(huà)、FBX骨骼動(dòng)畫(huà)都是某種動(dòng)畫(huà)的特例。實(shí)際上是可以泛化的，但是由于覆蓋的知識(shí)面太多，大家也知道，我們這里的內(nèi)容屬于小眾內(nèi)容，有興趣來(lái)學(xué)習(xí)的都是聰明絕頂?shù)娜?，一般的程序員是不會(huì)來(lái)鉆這塊內(nèi)容的。因?yàn)樗麄冃枰膬H僅的是一份工作，來(lái)學(xué)習(xí)這部分高深內(nèi)容的程序員，更多的是出于求知欲，對(duì)于原理的渴望，鉆研能讓這部分人過(guò)的更充實(shí)。
常見(jiàn)的誤區(qū)1
FBX不就是為了游戲而設(shè)計(jì)的嗎？這必然不是，F(xiàn)BX不是慈善家，就跟天下沒(méi)有免費(fèi)又好吃的午餐一樣，每個(gè)人都要生存，有的人堂堂正正的賺錢(qián)，有的人通過(guò)免費(fèi)，吸引客源，最終想著別的方法賺錢(qián)，但最終都是需要落實(shí)到賺錢(qián)這件事上。堂堂正正賺錢(qián)的，肯定會(huì)做好本職的工作，而靠免費(fèi)來(lái)引流賺錢(qián)的，肯定免費(fèi)只是表象，它更多的時(shí)間需要思考怎么變現(xiàn)。
回來(lái)說(shuō)FBX，F(xiàn)BX是Adobe的用于存儲(chǔ)3D數(shù)據(jù)的格式，它本身就不是為游戲而設(shè)計(jì)，之所以大家用FBX動(dòng)畫(huà)，一個(gè)原因僅僅是它可以支持游戲。
常見(jiàn)的誤區(qū)2
我不管，我要用C++寫(xiě)出代碼，使得我的C++程序讀入FBX模型，并渲染出來(lái)的時(shí)候，能夠逼近或者達(dá)到在Maya中一樣的效果。
這一點(diǎn)但凡有經(jīng)驗(yàn)的程序員都不會(huì)這么想，一般這么想的都是純理論派，從未真正去接觸游戲產(chǎn)業(yè)的人。我們有大量的證據(jù)可以證明這樣做沒(méi)有任何意義。但你要是想做，并不是不可能。
你使用Unity導(dǎo)入FBX動(dòng)畫(huà)模型或者靜態(tài)模型去做游戲的時(shí)候，是直接把模型丟進(jìn)Unity里，打包成AssetBundle后，就可以直接用的嗎。并非如此，大部分情況都是，你先把模型導(dǎo)入進(jìn)來(lái)，然后給模型各個(gè)submesh貼上心儀的材質(zhì)球，然后改改shader或者調(diào)調(diào)參數(shù)，讓模型外觀看起來(lái)更滿意，最后才是打包發(fā)布游戲。我們注意到，實(shí)際上在3D建模軟件中的材質(zhì)系統(tǒng)，實(shí)際上在游戲制作的時(shí)候是沒(méi)什么用的，無(wú)論如何我們都需要手動(dòng)的去調(diào)整我們的模型，讓它在游戲引擎里看起來(lái)更加的精致。為什么會(huì)產(chǎn)生這種問(wèn)題呢？因?yàn)椋?D建模軟件的渲染系統(tǒng)跟游戲的渲染系統(tǒng)是不一樣的。他們之間的材質(zhì)并不能產(chǎn)生一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，所以你也不必去為了解碼模型的材質(zhì)而煩惱，因?yàn)槟莻€(gè)根本不重要。這些你后續(xù)手動(dòng)設(shè)置就好了。
我們現(xiàn)在假設(shè)你已經(jīng)能夠做到，在Maya中看到的是什么樣子，你自己寫(xiě)的程序中就是什么樣子的級(jí)別了。但是Maya中那個(gè)實(shí)時(shí)被渲染出來(lái)的模型，你覺(jué)得好看嗎？我們很多程序員小姐姐（不好意思，我們忽略了程序員小哥哥，因?yàn)槲覀兪歉矚g妹子的，不喜歡漢子，攪基者滾）不是美術(shù)妹子。在3D建模軟件中通常具備兩套以上的渲染系統(tǒng)，一套是建模用的，這套系統(tǒng)高效，但是畫(huà)面不那么精致，另一套系統(tǒng)可能是PBRT的，一幀畫(huà)面可能要八年才渲染的出來(lái)（或許是八十年）。具體如何操作，請(qǐng)請(qǐng)教美術(shù)妹子?；氐綄?xiě)程序的方面，即便你能實(shí)現(xiàn)Maya中所有的材質(zhì)球，那又能如何？你只不過(guò)實(shí)現(xiàn)了一套渲染出來(lái)很挫的畫(huà)面。
在本文的最后，我們希望同學(xué)們回歸正軌，不要在無(wú)所謂的事情上瞎折騰，那只會(huì)讓本來(lái)應(yīng)該去談戀愛(ài)的時(shí)間，拿來(lái)折騰自己。
