COLLADA：反向绑定姿势在错误的空间？

Question

我正在编写自己的COLLADA导入程序。我已经相当远，加载网格和材料等。但是我在动画方面遇到了障碍，特别是：联合轮换。

我用于为网格蒙皮的公式很简单：

weighted;
for (i = 0; i < joint_influences; i++)
{
    weighted += 
        joint[joint_index[i]]->parent->local_matrix * 
        joint[joint_index[i]]->local_matrix * 
        skin->inverse_bind_pose[joint_index[i]] * 
        position * 
        skin->weight[j];
}
position = weighted;

就文献而言，这是正确的公式。现在，COLLADA为关节指定了两种类型的旋转：局部和全局。您必须将旋转连接在一起以获得关节的局部变换。

COLLADA文件没有区分的是联合的局部轮换和联合的全局轮换。但在我见过的大多数模型中，旋转的id可以是rotate（全局）或jointOrient（本地）。

当我忽略全局旋转并仅使用本地旋转时，我得到了模型的绑定姿势。但是当我将全局旋转添加到关节的局部转换中时，奇怪的事情就会开始发生。

这不使用全局轮换：

这是全球轮换：

在这两个截图中，我使用线条绘制骨架，但在第一个中它是不可见的，因为关节位于网格内部。在第二个屏幕截图中，顶点到处都是！

为了进行比较，这是应该的第二个屏幕截图：

很难看到，但你可以看到第二个屏幕截图中关节处于正确的位置。

但现在奇怪的是。如果我忽略COLLADA指定的反向绑定姿势，而是采用关节的父局部变换的倒数乘以关节的局部变换，我得到以下结果：

在这个截图中，我从每个顶点到有影响的关节画一条线。我得到绑定姿势的事实并不那么奇怪，因为现在公式变为：

world_matrix * inverse_world_matrix * position * weight

但它让我怀疑COLLADA的反向绑定姿势是在错误的空间。

所以我的问题是：COLLADA在什么空间指定其反向绑定姿势？如何将逆绑定姿势转换为我需要的空间？

Answer 1

我首先将我的值与我从Assimp（开源模型加载器）中读取的值进行比较。单步执行代码，我查看了它们构建绑定矩阵和反向绑定矩阵的位置。

最终我最终进入SceneAnimator::GetBoneMatrices，其中包含以下内容：

// Bone matrices transform from mesh coordinates in bind pose to mesh coordinates in skinned pose
// Therefore the formula is offsetMatrix * currentGlobalTransform * inverseCurrentMeshTransform
for( size_t a = 0; a < mesh->mNumBones; ++a)
{
    const aiBone* bone = mesh->mBones[a];
    const aiMatrix4x4& currentGlobalTransform
        = GetGlobalTransform( mBoneNodesByName[ bone->mName.data ]);
    mTransforms[a] = globalInverseMeshTransform * currentGlobalTransform * bone->mOffsetMatrix;
}

globalInverseMeshTransform始终是标识，因为网格不会转换任何内容。 currentGlobalTransform是绑定矩阵，关节的父节点的局部矩阵与关节的局部矩阵连接在一起。 mOffsetMatrix是反向绑定矩阵，它直接来自皮肤。

我检查了这些矩阵的值给我自己（哦，是的，我在观察窗口比较它们）和它们完全相同，可能是0.0001％，但这是微不足道的。那么，为什么Assimp的版本能够正常工作，而且即使公式相同，我的版本也是如此？

这是我得到的：

当Assimp最终将矩阵上传到蒙皮着色器时，他们会执行以下操作：

helper->piEffect->SetMatrixTransposeArray( "gBoneMatrix", (D3DXMATRIX*)matrices, 60);

Waaaaait一秒钟。他们上传转置？这可不容易。没办法。

烨。

我做错了其他的事情：我在应用蒙皮矩阵之前将坐标转换为正确的系统（厘米到米）。这导致完全失真的模型，因为矩阵是为原始坐标系设计的。

未来的士兵

• 按照收到的顺序阅读所有节点变换（旋转，平移，缩放等）。
• 将它们连接到关节的局部矩阵。
• 取联合的父级并将其与局部矩阵相乘。
• 将其存储为绑定矩阵。
• 阅读皮肤信息。
• 存储关节的反向绑定姿势矩阵。
• 为每个顶点存储关节权重。
• 将绑定矩阵与反向绑定姿势矩阵相乘并转置，将其称为蒙皮矩阵
• 将蒙皮矩阵乘以位置乘以关节重量，并将其添加到加权位置。
• 使用加权位置进行渲染。

完成！

Answer 2

顺便说一句，如果你在加载矩阵时转置矩阵而不是在结尾处转置矩阵（这在动画时可能会有问题）你想要以不同的方式执行乘法（上面使用的方法似乎是在DirectX中使用蒙皮）当使用OpenGL友好矩阵时 - 调整转置。）

在DirectX中，当从文件加载矩阵时我会转置矩阵然后我使用（在下面的示例中，我只是为了简单起见而应用绑定姿势）：

XMMATRIX l_oWorldMatrix = XMMatrixMultiply（l_oBindPose，in_oParentWorldMatrix）;

XMMATRIX l_oMatrixPallette = XMMatrixMultiply（l_oInverseBindPose，l_oWorldMatrix）;

XMMATRIX l_oFinalMatrix = XMMatrixMultiply（l_oBindShapeMatrix，l_oMatrixPallette）;