c++ - 你能从 gltf 文件中得到一个明确的骨架吗？

Question

出于调试目的，我想渲染蒙皮网格的骨架。但是，在 glTF 中，它们似乎以非常抽象的方式定义。也就是说，没有“骨架”，一组由线连接的顶点。换句话说，这没有明确定义:

相反，“骨架”实际上是节点的集合，它们仅指定将相关顶点的位置转换为关节位置的矩阵。
仍然可以提取关节的位置吗？也许通过反转 inverseBindmatrix 或类似的东西？
TL;DR 我有一个 gltf 模型，我想像在 blender 中一样渲染它的骨架。

Answer 1

我敢肯定你不是在这里寻找“大部分”或“有点”的答案，但确实有一些复杂的因素。
我将从基本策略开始:glTF 是一种最后一英里格式，一种 GPU 就绪格式，旨在以最小的麻烦将数据泵入渲染 API。因此，glTF 对“艺术家 Assets 交换”类型的功能没有同情心，这些功能对最终用户客户端来说毫无意义。在这种情况下，我们有一个哲学的牺牲品:骨头的长度。
骨骼的起源和方向是众所周知的。它们是 glTF 场景层次结构中的(通常是空的)节点，实际上我们只知道当皮肤与关节列表一起出现时它们才算作“骨骼”，这表明哪些节点实际上是骨骼。作为 glTF 节点意味着骨骼与其父节点具有已知的关系，以变换矩阵的形式，或者更有可能以节点上的平移、旋转和缩放参数的形式。这为您提供了骨骼的原点和方向。它甚至可以是动画的，就像任何 glTF 节点都可以应用动画一样(但仅在使用 TRS 时，而不是与矩阵一起使用)。
但是在 glTF 中不需要骨骼的长度。为什么不？因为为了快速渲染模型，需要的是骨骼对周围顶点的影响。这是通过 JOINTS_0 完成的。和 WEIGHTS_0访问器(顶点属性)，因此每个顶点都知道哪些骨骼可以影响它，以及影响程度。骨骼的“长度”对于艺术家来说是一个有用的可视化参数，但在顶点着色器中不需要计算皮肤的最终位置。给定的 3D 应用程序可能会使用骨骼长度来帮助计算或播种顶点关节权重，但一旦计算出这些，就可以手动调整和更改它们，原始骨骼长度没有实际意义。
inverseBindMatrix 本质上保持绑定(bind)姿势。它是骨骼相对于根(不是父级)的原始静止/绑定(bind)位置的倒数。以那个 ARM 骨骼为例，它有一些非零的 +X 位置。但是当它以自己的静止位置坐在那里时，它应该对皮肤基本上没有影响，它不应该将皮肤从原来的位置拉得更远+X。 ARM 骨骼远离模型原点的事实使其想要将其他顶点拉得更远，并且 inverseBindMatrix 可以取消该效果。因此，当骨骼处于静止状态(处于绑定(bind)姿势)时，骨骼及其 inverseBindMatrix 将完美地相互抵消。随着骨骼开始远离该姿势，它开始施加影响。
对于它的值(value)，Blender glTF 导入器有一些花哨的恶作剧，可以在导入 glTF 时尽最大努力猜测骨骼长度。但它也导入了原始顶点权重，因此，骨骼长度只是为了美工的视觉效果，对皮肤没有影响。