Je continue à décrire l’algorithme d’animation squelettique tel qu’il est implémenté dans Flame Steel Engine.
Étant donné que l’algorithme est le plus complexe de tous ceux que j’ai implémentés, des erreurs peuvent apparaître dans les notes sur le processus de développement. Dans l’article précédent sur cet algorithme, j’ai commis une erreur : le réseau d’os est transféré au shader pour chaque maillage séparément, et non pour l’ensemble du modèle.
Hiérarchie des nœuds
Pour que l’algorithme fonctionne correctement, il est nécessaire que le modèle contienne une connexion entre les os entre eux (graphique). Imaginons une situation dans laquelle deux animations sont jouées simultanément – sautez et levez la main droite. L’animation de saut doit soulever le modèle le long de l’axe Y, tandis que l’animation de lever de bras doit en tenir compte et monter avec le modèle au fur et à mesure qu’il saute, sinon le bras restera en place tout seul.
Nous décrirons la connexion des nœuds pour ce cas – le corps contient la main. Lors de l’élaboration de l’algorithme, le graphique osseux sera lu, toutes les animations seront prises en compte avec les connexions correctes. Dans la mémoire du modèle, le graphique est stocké séparément de toutes les animations, uniquement pour refléter la connectivité des os du modèle.
Interpolation sur CPU
Dans le dernier article, j’ai décrit le principe du rendu de l’animation squelettique : “Les matrices de transformation sont transférées du CPU au shader à chaque image de rendu.”
Chaque image de rendu est traitée sur le processeur ; pour chaque os de maillage, le moteur reçoit la matrice de transformation finale en utilisant l’interpolation de position, la rotation et le zoom. Lors de l’interpolation de la matrice osseuse finale, un passage est effectué à travers l’arborescence des nœuds pour toutes les animations de nœuds actives, la matrice finale est multipliée par celles parent, puis envoyée pour rendu au vertex shader.
Les vecteurs sont utilisés pour l’interpolation de position et le grossissement ; les quaternions sont utilisés pour la rotation, car ils sont très faciles à interpoler (SLERP), contrairement aux angles d’Euler, et ils sont également très faciles à représenter sous forme de matrice de transformation.
Comment simplifier la mise en œuvre
Pour faciliter le débogage du vertex shader, j’ai ajouté une simulation du vertex shader sur le CPU à l’aide de la macro FSGLOGLNEWAGERENDERER_CPU_BASED_VERTEX_MODS_ENABLED. Le fabricant de la carte vidéo NVIDIA dispose d’un utilitaire de débogage du code de shader Nsight, peut-être qu’il peut aussi simplifier le développement d’algorithmes complexes de shader de sommets/pixels, mais je n’ai jamais pu tester sa fonctionnalité sur le CPU, c’était suffisant.
Dans le prochain article, je prévois de décrire le mélange de plusieurs animations et de combler les lacunes restantes.
Sources
https://www.youtube.com/watch?v= f3Cr8Yx3GGA
