你能從 gltf 文件中得到一個明確的骨架嗎？

Question

出於調試目的，我想渲染蒙皮網格的骨架。 但是，在 glTF 中，它們似乎以非常抽象的方式定義。 也就是說，沒有“骨架”，如一組由線連接的頂點。 換句話說，這沒有明確定義：

相反，“骨架”實際上是一組節點，這些節點僅指定將相關頂點的位置轉換為關節位置的矩陣。

盡管如此，是否有可能提取關節的位置？ 也許通過反轉 inverseBindmatrix 或類似的東西？

TL; DR 我有一個 gltf 模型，我想像在攪拌機中一樣渲染它的骨架。

Answer 1

我敢肯定，您不是在這里尋找“主要”或“有點”的答案，但確實存在一些復雜的因素。

我將從基本策略開始：glTF 是一種最后一英里格式，一種 GPU 就緒格式，旨在以最少的麻煩將數據泵入渲染 API。 因此，glTF 對“藝術家資產交換”類型的功能沒有同情心，這些功能對最終用戶客戶來說毫無意義。 在這種情況下，我們有一個哲學的犧牲品：骨頭的長度。

骨骼的起源和方向是眾所周知的。 它們是 glTF 場景層次結構中的（通常是空的）節點，實際上我們只知道當皮膚與關節列表一起出現時，它們才算作“骨骼”，這表明哪些節點實際上是骨骼。 作為 glTF 節點意味着骨骼與其父節點具有已知關系，以變換矩陣的形式，或更可能以節點上的平移、旋轉和縮放參數的形式。 這為您提供了骨骼的原點和方向。 它甚至可以設置動畫，就像任何 glTF 節點都可以應用動畫一樣（但僅在使用 TRS 時，而不是使用矩陣時）。

但是glTF不需要骨骼的長度。 為什么不？ 因為為了快速渲染模型，需要的是骨骼對周圍頂點的影響。 這是通過JOINTS_0和WEIGHTS_0訪問器（頂點屬性）完成的，因此每個頂點都知道哪些骨骼可以影響它，以及影響程度。 骨骼的“長度”對於藝術家來說是一個有用的可視化參數，但在頂點着色器中不需要計算皮膚的最終位置。 給定的 3D 應用程序可能會使用骨骼長度來幫助計算或設定頂點關節權重，但是一旦計算出這些權重，就可以手動調整和更改它們，而原始骨骼長度則沒有實際意義。

inverseBindMatrix 本質上保持綁定姿勢。 它是骨骼相對於根（不是父）的原始靜止/綁定位置的倒數。 以那個手臂骨骼為例，它有一些非零的 +X 位置。 但是當它以自己的靜止位置坐在那里時，它應該對皮膚基本上沒有影響，它不應該將皮膚從原來的位置拉得更遠+X。 手臂骨骼遠離模型原點的事實使其想要將其他頂點拉得更遠，並且 inverseBindMatrix 可以取消這種效果。 因此，當骨骼靜止時（處於綁定姿勢），骨骼及其 inverseBindMatrix 將完美地相互抵消。 當骨骼開始遠離那個姿勢時，它開始施加影響。

就其價值而言，Blender glTF 導入器有一些花哨的詭計，可以在導入 glTF 時盡力猜測骨骼長度。 但它也導入了原始頂點權重，因此，骨骼長度只是為了美工的視覺利益，它對皮膚沒有影響。