将非层次化的转换应用于层次化框架？

Question

我使用Blender3D，但答案可能不是API-专属的。

我有一些矩阵需要分配给PoseBones。当没有骨层次结构(育儿)时，所产生的姿势看起来很好；如果有，则看起来很糟糕。

​

我在这里上传了一个存档，其中包含了被操纵的模型、文本动画导入程序和一个测试动画文件的混合示例：files.html

通过选择一个电枢并在"sba“文件上运行导入程序来导入动画。两种电枢都要这样做。

这就是我如何在真实的(复杂的)进口商中分配姿势：

matrix_bases = ... # matrix from file
animation_matrix = matrix_basis * pose.bones['mybone'].matrix.copy()
pose.bones[bonename].matrix = animation_matrix

如果我进入编辑模式，选择“所有骨骼”并按下“Alt+P”来撤消育儿，这个姿势看起来又很好。

API文档说PoseBone.matrix位于“对象空间”，但从这些测试中我可以清楚地看到，它们相对于父骨架。

应用约束和驱动程序后的最终4x4矩阵(对象空间)

我试着做这样的事：

matrix_basis = ... # matrix from file
animation_matrix = matrix_basis * (pose.bones['mybone'].matrix.copy()  * pose.bones[bonename].bone.parent.matrix_local.copy().inverted())
pose.bones[bonename].matrix = animation_matrix

但看起来更糟。做了操作顺序的实验，没有任何运气。

作为记录，在旧的2.4API中，这起作用就像一种魅力：

matrix_basis = ... # matrix from file
animation_matrix = armature.bones['mybone'].matrix['ARMATURESPACE'].copy() * matrix_basis
pose.bones[bonename].poseMatrix = animation_matrix

pose.update()

链接到搅拌机API参考：

17/bpy.types.BlendData.html#bpy.types.BlendData

17/bpy.types.PoseBone.html#bpy.types.PoseBone

Answer 1

“目标空间”可能意味着相对于父母的骨骼。您可以通过乘以父转换矩阵的逆来将全局转换为局部。您还可能会发现，您希望通过所有父逆转换的级联来乘以:乘B1 *逆(B0)和B2 *(逆(B1)*逆(B0))。

下面是一些执行类似操作的示例代码(在Panda3D中，不是Blender，而是相同的一般想法)。我们从具有全局位置和旋转值的3根骨头开始，将它们放在一起，并将全局坐标转换为正确的局部矩阵。

    # Load three boxes ('bones'), give them global position and rotation
    # each is 3 units long, at a 30 degree angle.  

    self.bone1=loader.loadModel("box.egg")
    self.bone1.reparentTo(render)

    self.bone2=loader.loadModel("box.egg")
    self.bone2.reparentTo(self.bone1)

    self.bone3=loader.loadModel("box.egg")
    self.bone3.reparentTo(self.bone2)

    ''' 
    equivalent code, in local coordinates
    self.bone1.setPos(0,0,0)
    self.bone1.setHpr(0,0,30)

    self.bone2.setPos(0,0,3)
    self.bone2.setHpr(0,0,30)

    self.bone3.setPos(0,0,3)
    self.bone3.setHpr(0,0,30)
    '''

    # give each a global rotation value

    R1=Mat4()
    R1.setRotateMat(30,Vec3(0,1,0))

    R2=Mat4()
    R2.setRotateMat(60,Vec3(0,1,0))

    R3=Mat4()
    R3.setRotateMat(90,Vec3(0,1,0))

    # set global translation values

    T1=Mat4()

    # position of bone 2 in global coords
    T2 = Mat4.translateMat(1.271,0,2.606) 

    # position of bone 3 in global coords
    T3 = Mat4.translateMat(3.782,0,4.036) 

    # set the matrix for bone 1
    M1 = R1 * T1
    self.bone1.setMat(M1)

    # get inverse of matrix of parent
    I1 = Mat4()
    I1.invertFrom (M1)

    # multiply bone2 matrix times inverse of parent

    M2 = R2 * T2
    M2 = M2 * I1

    self.bone2.setMat(M2)

    # get inverse of parent for next bone 

    I2 = Mat4()
    I2.invertFrom(M2)

    M3 = R3 * T3
    # notice that M3 * I2 isn't enough - needs to be M3 * (I1 * I2)
    M3 =  M3 * (I1 * I2)

    self.bone3.setMat(M3)