骨骼動畫及微軟示例：Skinned-Mesh的解析

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上骨骼動畫及微軟示例：Skinned Mesh的解析骨骼動畫是D3D的一個重要應用。盡管微軟DXSDK提供了示例Skinned Mesh，但由于涉及眾多概念和技術細節(jié)，示例相對于初學者非常復雜，難以看懂。在此，提供一些重要問題評論，以使初學者走出迷局，順利上手。文中所述都是參照各種資料加上自己的理解，也有可能出些偏差，有則回貼拍磚，無則權當一笑。  V1 M6 J# X$ P8 _" 0 T  b一 骨骼動畫原理原理方面在網上資料比較多，大家都基本明白。在此說一下重點：總體上，絕大部分動畫實現原理一致，就是“提供一種機制

2、，描述各頂點位置隨時間的變化”。有三種方法：! |' s9 _9 L; M! x" _1.1 關節(jié)動畫：由于大部分運動，都是皮膚隨骨骼在動，皮膚相對于它的骨骼本身并沒有發(fā)生運動，所以只要描述清楚骨骼的運動就行了。用矩陣描述各個骨骼的相對于父骨骼運動。(大多運動都是旋轉型) 易知，從子骨骼用矩陣乘法累積到最頂層根骨骼，就可以得到每個子骨骼相對于世界坐標系的轉換矩陣。  這種動畫，只須用普通Mesh保存最初始的各頂點坐標，以及一系列后續(xù)時刻所對應的各骨骼的運動矩陣。不用保存每時刻的頂點數據，節(jié)省了大量存儲空間。而且比較靈活，可以利用關鍵幀插值運算，便于通過運算

3、調節(jié)動作。缺點是在兩段骨骼交接處，容易產生裂縫，影響效果。1.2 漸變動畫：通過保存一系列時刻的頂點坐標來完成動畫。雖然比較逼真，但占用大量空間，靈活性也不高。1.3 骨骼蒙皮動畫(skinned Mesh)$ T3 P# J, y4 F9 Q& r" C- R6 U  相當于上面兩方法的折中。現在比較流行。/ A' R4 r5 L; R4 C  在關節(jié)動畫的基礎上，利用頂點混合(Vertex Blend)技術，對于關節(jié)附近的頂點，由影響這些頂點的兩段（或多段）骨骼運動，分別賦以權值，共同決定頂點位置。相當于在骨骼關節(jié)上動態(tài)蒙皮

4、，有效解決了裂縫問題。+ r2 E/ c+ O+ R: o  這里，引入一個D3D技術概念：“Vertex Blending”-頂點混合技術。比如說，你肯定用過SetTransform(D3DTS_WORLD,.)，但SetTransform(D3DTS_WORLDMATRIX(i),.)是不是很奇怪？這個問題后文會講到。 你也可以在微軟的DXSDK的幫助文件中搜索“Geometry Blending”主題，有裂縫及其解決辦法圖示。  Z. u" 1 : r  A8 u二 X文件如何保存骨骼動畫理解X文件格式，對用好相關的D

5、X函數是非常重要的。不含動畫的普通X文件，有一個Mesh單元，保存了各頂點信息、各三角面的索引信息、材質種類及定義等。) f& N5 t  , O   G7 F: Z0 o. c動畫X文件，則在這個單元中增加了“各骨骼蒙皮信息”、“骨骼層次及結構信息”、“各時刻骨骼矩陣信息”等。( ?  m% A5 1 w( q: 2.1 網格蒙皮信息：首先，在Mesh單元中，在原有的普通網格頂點數據基礎上，新增了XSkinMeshHeader結構，以及多個SkinWeights結構。用以描述各個骨骼的蒙皮信息。0   S

6、2 I; C; b2 b. t& Z7 R其中，XSkinMeshHeader是總括，舉一實例，如下：  K- t. ?" ?9 J3 r9 G0 b2 G8 D. |XSkinMeshHeader& a2 8 J- o( l- p% m  R$ p8 R2,/一個頂點可以受到骨骼影響的最大骨骼數,可用于計算共同作用時減少遍歷次數  x7 & l! A0 d) b# O9 5 7 G4,/一個三角面可以受到骨骼影響的最大骨骼數。這個數字對硬件頂點混合計算提出了基本要求。35 /當前Mesh的骨骼總數。

7、由于每個骨骼的蒙皮信息都需要用SkinWeights結構去描述，所以有多少塊骨骼，在Mesh中就有多少個SkinWeights對象。1 l% q9 V4 j+ / ?3 J# _+ s注意，一般把SkinWeights視作Mesh的一部分。這種Mesh又稱Skinned Mesh (蒙皮網格)SkinWeights 結構如下：+ t4 + 0 B/ q& 3 Y4 G; K  STRING      transformNodeName;      /骨骼名8 p- J7 G/ e- y+

8、 B8   DWORD       nWeights;               /權重數組的元素個數，即該骨骼相關的頂點個數  array DWORD vertexIndicesnWeights;/受該骨骼控制的頂點索引，實際上定義了該骨骼的蒙皮2 - Q! S1 M% l) Q  array float weightsnWeights;      /蒙

9、皮各頂點的受本骨骼影響的權值$ L  G( * C$ p  Matrix4x4   matrixOffset;           /骨骼偏移矩陣，用來從初始Mesh坐標，反向計算頂點在子骨骼坐標系中的初始坐標。0 d, c# S, c" C) R0 K2 Q, Y) / Y; q0 d# R在有的書中，把上面的matrixOffset叫骨骼權重矩陣，是不恰當的。應該稱為骨骼偏移矩陣比較合適。* d* J2 : S- * L) W4 N問題

10、60;在整個動畫過程中，子骨骼運動矩陣的數值是不斷變化的。上面的骨骼偏移矩陣變化嗎？有沒有必要重新計算？它在什么時候使用？1 |1 u4 i% q1 M, L$ X&   P* j答：各骨骼的偏移矩陣matrixOffset專門用來從原始Mesh數據計算出各頂點相對于骨骼坐標系的原始坐標。在繪制前，把它與當前變換矩陣相乘，就可以得到該骨骼的當前的最終變換矩陣。 總之，骨骼偏移矩陣是與原始Mesh頂點數值相關聯的，在整個動畫過程中是不變的，也不應該變。在動畫過程中變化是當前骨骼變換矩陣，可由.X中的AnimatonKey中的各時刻矩陣得到。這個矩陣乘法在示例中的對應代

11、碼如下：D3DXMatrixMultiply( &matTemp, &pMeshContainer->pBoneOffsetMatricesiMatrixIndex, pMeshContainer->ppBoneMatrixPtrsiMatrixIndex );: 9 + t8 a# U; v' i即，D3DXMatrixMultiply(輸出最終世界矩陣, 該骨骼的偏移矩陣, 該骨骼的變換矩陣)' F8 z; # v. W" S2.2 骨骼層次信息4 M2 H6 & 3 ?- 2 E在X文件中，Frame是基本的組成單元。又稱框架

12、Frame。 一個.x可以有多個Frame。(注意此處的Frame不是幀，與幀沒什么關系)框架Frame允許嵌套，這樣就存在父子框架了。而并列的框架，稱為兄弟框架。這兩種關系組合在一起，即可以縱深，又可以并列，形成一種層次結構。這種結構，可用二叉樹描述。# ) K5 9 f2 0   L每個框架結構的最前面，有一個FrameTransformMatrix矩陣數據，描述了該框架相對于父框架的變換矩陣。也就是說，該框架中的坐標，與該矩陣相乘，可轉換為父框架坐標系的坐標。8 D; j/ H4 Z% c! : W這種層次結構，使得X文件能描述許多復雜的物體。如地形場景。在骨骼動畫文

13、件中，框架結構可直接拿來描述人物骨骼的層次結構?？蚣艿拿滞ǔ閷墓趋烂?。如“左上臂->左前臂->手掌->手指”就形成一個父子骨骼鏈。而左上臂與右上臂是并行關系。- n2 D5 V- & G數據示例： D:D9XSDKSamplesMediatiny.x, P7 P5 + r2 T1 eFrame ., F; J: u  y& m5 c  ., I! |: y: l) ?! b+ _% ,   Frame Bip01_R_Calf /子骨骼      

14、60;      FrameTransformMatrix ( K& f& y% q' M  f        1.,-0.,-0.,0.,0.,1.,-0.,0.,0.,0.,1.,0.,119.,0.,-0.,1.;# V  7 T( ! o; w5                Frame Bip01_R_Foot /-孫子骨骼5 g&#

15、160; Z. c7 i, o+ N! l, J      : m; A3 U( - m6 Z! c* o7         FrameTransformMatrix : X4 q8 l2 n: v/ Q' # M2          0.,0.,0.,0.,-0.,0.,-0.,0.,-0.,0.,0.,0.,119.,-0.,0.,1.;/ K3 s2 ' 0 h! / H  C

16、0;               .縮進    & 3 K/ + S7 i+ l4 Z. |問題查看示例tiny.x文件，發(fā)現只有根框架下有一個Mesh，包含了所有頂點信息。其它各個Frame都沒有Mesh數據。怎么理解？答： 一般來說，每個動畫文件只有一個Mesh網格，包含物體所有頂點信息。3 L; _3 f( c* M0 ?1 R     其它Frame，只是借用來描述各骨骼的層次信息,沒必要再定義骨骼網格。每塊骨

17、骼對應的蒙皮頂點信息，由根Mesh中的相應骨骼的SkinWeights中蒙皮頂點索引描述的。在動畫過程中，各個頂點的新坐標，要借助SkinWeights中的頂點索引來進行重新計算。: f7 |* J# I6 $ x/ Z3 p2.3 動畫信息：& O& H* M6 q4 F由一系列AnimatonKey組成，數據示例如下：3 R6 I- v7 Q8 G0 H4 a  AnimationKey 3 & _+ z) |1 S; 0 b   4;-動畫類型 4表示矩陣   62; -動畫幀數，即下面矩陣個數3 Y%

18、m1 k/ j/ g. |2 t& W   0;16;1.,-0.,-0.,0.,0.,1.,0.,0.,0.,-0.,1.,0.,119.,-0.,0.,1.;,   80;16;0.,-0.,-0.,0.,0.,0.,0.,0.,-0.,-0.,1.,0.,119.,0.,-0.,1.;,   .上面紅數字表示時刻tick,蘭數字表示數值的個數。   .其它各時刻矩陣., R: T# v& D' F  I" H' H# n   

19、Bip01_R_Calf -對應的骨骼對象引用3 |; H7 u0 U6 j) N, l6 D& b  - p$ h, h# i* G" O  - t' L注意：) n* m! Y+ j/ W4 q+ e/ Z. a(1)每塊骨骼都有一個AnimationKey.9 K; y8 z/ ?9 u5 A2 F(2)在上面數據結構中，主要保存了各典型時刻的該骨骼相對于父的變換矩陣.(3)在0時刻的矩陣，與該骨骼對應的前面的Frame所對應的矩陣是相同的。如Frame Bip01_R_Calf中的變換矩陣，與Bip01_R_Calf所對

20、應的AnimationKey 的第0時刻矩陣是一樣的。這說明，在以后動畫運行時，DX會提供一種功能，用AnimatonKey中的對應數據刷新初始的變換矩陣(也可能啟用關鍵幀插值算法)。這個功能對應于示例中的m_pAnimController->SetTime(.)語句。三 怎樣從X文件加載骨骼動畫信息？3.1 負責加載的函數：  可能有多種加載方式，在此以SDK中的示例為準，敘述一種標準加載方式，需要用到DX函數D3DXLoadMeshHierarchyFromX(),函數字面意思是讀取Mesh層次信息。1 q$ I5 Z6 g6 n' w+ g3 GHRES

21、ULT WINAPI % F( B) % b1 t    D3DXLoadMeshHierarchyFromX(        LPCSTR Filename,                 /.x文件名& T: ! O8 R. X0 z1 W8 # Q9 N        DWORD MeshOptions,

22、0;              /Mesh選項，一般選D3DXMESH_MANAGED0 & H6 a! V( j7 Z1 i0 G$         LPDIRECT3DDEVICE9 pD3DDevice,    /指向D3D設備Device4 n* o0 a/ * v9 x( W5 e4 & o        LPD3DXALLOCATEHIER

23、ARCHY pAlloc,  /自定義數據容器# " K3 Y" 2 S5 I/ P8 # p        LPD3DXLOADUSERDATA pUserDataLoader,  /一般選NULL        LPD3DXFRAME *ppFrameHierarchy,       /返回根Frame指針，指向代表整個骨架的Frame層次結構3 v# P) J7 / x;

24、 / o        LPD3DXANIMATIONCONTROLLER *ppAnimController /返回相應的動畫控制器; 8 A" g. + ?+ h);這個函數后面的兩個輸出參數很重要，也很好理解，但輸入參數中的自定義數據容器是怎么回事呢？原來，鑒于動畫數據的復雜性，需要你配合完成加載過程。比如你是否用到自定義擴展結構，Mesh等數據保存在哪里，怎樣使用戶自己創(chuàng)建容器，自己決定卸載等等。 DX提供了ID3DXALLOCATEHIERARCHY接口，提供了這個自定義的機會，你重載這個接口的虛函數，在

25、加載過程中，它就像回調函數那樣運作。你需要像下面這樣建立一個自定義數據容器類：, y3 Y, d' i, y/ Y- c$ H6 class CAllocateHierarchy: public ID3DXAllocateHierarchypublic:9 q1 6 d: V0 a. T+ 3 B& ! _    STDMETHOD(CreateFrame)(THIS_ LPCTSTR Name, LPD3DXFRAME *ppNewFrame);9 ! d0 B) z/ _$ H( X    STDMETHOD(CreateMeshCo

26、ntainer)(THIS_ LPCTSTR Name, LPD3DXMESHDATA pMeshData,                            LPD3DXMATERIAL pMaterials, LPD3DXEFFECTINSTANCE pEffectInstances, DWORD NumMaterials,         

27、0;                   DWORD *pAdjacency, LPD3DXSKININFO pSkinInfo,                             LPD3DXMESHCONTAINER *ppNewMeshContainer); 

28、60; STDMETHOD(DestroyFrame)(THIS_ LPD3DXFRAME pFrameToFree);6 C  G. n* O9 A: W2 a" S    STDMETHOD(DestroyMeshContainer)(THIS_ LPD3DXMESHCONTAINER pMeshContainerBase);# 6 U4 4 f3 ?5 p' O- P    CAllocateHierarchy(CMyD3DApplication *pApp) :m_pApp(pApp) 4 A% q"

29、; ' P; % M1 U8 public:    CMyD3DApplication* m_pApp;- h: J; j6 R0 j$ P* ?1 I- c;9 ?2 N* A% D8 f. Z2 t問題上面的STDMETHOD是什么意思？0 x3 X: C; M$ k答：相當于virtual   HRESULT   _stdcall 的宏。<評論> 因為這種類要與D3D的COM接口打交道，不僅僅在C+內部使用，所以，所有類方法必須做成stdcall的，可對外開放的。5 O& h+ D' _+ v

30、9 ?1 ?* n) C* p#define   STDMETHOD(method)               virtual   HRESULT   STDMETHODCALLTYPE   method     ?/ j% 5 n% , M# #define   STDMETHODCALLTYPE      

31、60;        _stdcall   這樣當寫一個函數STDMETHOD(op1(int   i)       2 d1 z5 K& . 5 : , Z展開后成為：     virtual   HRESULT   _stdcall   op1(int   i);   " . W/ n1 T8 t

32、% J$ b. L' w3.2 自定義數據容器以及具體的讀取過程:5 S' W2 Q% j4 ( N. M6 W  O根據.X文件，在加載過程中，主要有兩方面數據需要保存，一個是骨架Frame信息，一個是網格蒙皮Mesh信息。這兩個信息保存在如下結構中?？蚣苄畔?對應于骨骼)typedef struct _D3DXFRAME2 R* N0 s4 h/ e" x9 X* :     LPSTR                

33、;   Name;4 v$ s8 V& F8 O+ g5 p    D3DXMATRIX              TransformationMatrix; /本骨骼的轉換矩陣% F* T! y% b$ s3 O3 |/ |) i$ 6 Z    LPD3DXMESHCONTAINER     pMeshContainer;       /本骨骼所對應Mes

34、h數據    struct _D3DXFRAME       *pFrameSibling;       /兄弟骨骼5 ; c3 - i+ m+ k    struct _D3DXFRAME       *pFrameFirstChild;    /子骨骼9 Y/ U. b8 H, v! g9 g D3DXFRAME, *LPD3DXFRAME;自定義數據容器,其數據來源由上面接口的CreateMeshContain

35、er()函數提供, U  h' f' T: Ctypedef struct _D3DXMESHCONTAINER    LPSTR                   Name;       /容器名    D3DXMESHDATA            MeshData; 

36、;  /Mesh數據,可創(chuàng)建SkinMesh取代這個Mesh    LPD3DXMATERIAL          pMaterials; /材質數組    LPD3DXEFFECTINSTANCE    pEffects;       DWORD                   NumMaterials

37、;/材質數5 6 I  _6 X- H( k1 E9 s    DWORD*                  pAdjacency;  /鄰接三角形數組    LPD3DXSKININFO          pSkinInfo;   /蒙皮信息,其中含.x中的各個skinweight蒙皮頂點索引及各骨骼偏移矩陣等。&

38、#160; i9 R; b+ H/ W( Y, V&     struct _D3DXMESHCONTAINER *pNextMeshContainer; D3DXMESHCONTAINER, *LPD3DXMESHCONTAINER;評論, 3 , P+ r% # 6 ?.在動畫文件中，框架通常用來描述骨骼?？梢园袴rame視做骨骼，所以不細加區(qū)分。.在上面D3DXFRAME結構中,pFrameSibling, pFrameFirstChild兩個指針，常用于遞歸函數中，遍歷整個骨架。' g" 3 I/ x( N+ F! m, j5 z

39、.在D3DXFRAME結構中有一個pMeshContainer指針，難道框架與Mesh是一一對應的嗎？有一個框架(骨骼)就有一個Mesh嗎？怎么.X文件中只有一個Mesh?難道加載時拆開存放?答:從D3DXFrame結構上看，每個Frame都有一個pMeshContainer指針。這就有三種解釋：# k9 z0 3 s  l4 Z4 d2 / q   第一種，加載到內存后所有的pMeshContainer都指向同一個全局Mesh( m4 z: |6 k# w& v   第二種，加載到內存后，只有一個主框架的pMeshConta

40、iner不為空，其它Frame的pMeshContainer均為NULL，因為在.X中，它們沒有定義自己的Mesh   第三種，加載到內存后，D3D將Mesh拆分，分開到各骨骼所對應的Frame，每個Frame都有自己的Mesh。3 I' W4 p! x7 Z% h9 W+ |4 L   這個問題我以前也不是很清楚，通過查看示例源碼及跟蹤發(fā)現，正確解釋應該是第2種。唯一的一個全局Mesh存放在Frame "body"下的無名Frame中。而其它Frame由于沒有自己專門的Mesh而指向NULL. 應該大致如此。這個問題之所以讓

41、人困繞，是因為從后續(xù)代碼上看，在渲染DrawFrame時，是遍歷每一個frame分別繪制它們對應的Mesh. 如果對應于同一個mesh，就繪制多遍。如果對應各自mesh，那么變換矩陣怎么組織運算等等。所以，根據第二種解釋，由于只有一個pMeshContainer不為NULL，所以參與繪制及蒙皮的只有這一個MeshContainer，人體所有頂點數據及蒙皮信息都在這個mesh中。0 b" d+ m7 * z" 1 4 q所以，讀取tiny.x文件后，會產生多個D3DXFRAME對象，但只有一個D3DXMESHCONTAINER對象。在示例代碼的CMyD3DApplicatio

42、n:InitDeviceObjects()中，有:    hr = D3DXLoadMeshHierarchyFromX(strMeshPath, D3DXMESH_MANAGED, m_pd3dDevice, &Alloc, NULL, &m_pFrameRoot, &m_pAnimController);    if (FAILED(hr)3 u3 j8 c3 D6 1 ! w1 E0 Q+ w! o        return hr;其中的Alloc是就自定義的數據

43、容器對象。m_pFrameRoot是根骨骼，對遍歷很重要。m_pAnimController是動畫控制器，對刷新矩陣很重要。; |  D: |, N, u  你在運行完這句話后，下一個斷點，觀察m_pFrameRoot，會發(fā)現如下內容：- Y% b4 g) i# Q/ L( am_pFrameRoot 0x00c59380 Name=0x00c53630 "Scene_Root" . /根框架  pMeshContainer 0x 8 " c; R5 r0 W  P! 5 c

44、* I4 w4 ?* fpFrameSibling 0x  q  I! i* 3 l: A0 IpFrameFirstChild 0x00c59428 Name=0x00c53ca8 "body" pMeshContainer=0x./子框架 骨骼body   +-  pMeshContainer 0x            +-  pFrameSibling  0x01419

45、f00 Name=0x00c5ffd8 "Box01" pMeshContainer=0x ./兄弟框架, |! A) h2 O" & % x6 m! p/ M. X      +-  pFrameFirstChild 0x00c594d0 Name=0x pMeshContainer=0x00c59828 /子框架-該框架就是.x中含有唯一全局Mesh的無名框架4 c* X; _7 P! L8 r* E5 K( z& _7 g可見,在內存中的Frame布局是與.x中一

46、一對應的。除了pFrameFirstChild 0x00c594d0這個地方的Frame中的pMeshContainer不為空，其它框架的這個mesh指針都是空值。另外一點可以看出，并不是每個Frame都對就一塊骨骼，有的是別的用途。也就是說Frame對象的個數可能多于骨骼數。) H% b  E0 u- S& j+ s) Z$ p- A3.3 分析CAllocateHierarchy類下面繼續(xù)研究自定義數據容器CAllocateHierarchy，顧名思義，該類是在加載過程中自行分配層次數據空間。它有4個成員，都是重載D3D的接口虛函數。它的成員CreateFram

47、e()是用來創(chuàng)建D3DXFrame對象的，而CreateMeshContainer()是用來創(chuàng)建Mesh數據對象的。你可以在這兩個函數中下斷點，發(fā)現CreateFrame會運行多次，而CreateMeshContainer只運行一次，再次驗證了上面的說法。' Q. / x: _; y& X) Z& B; Z+ n+ b/ x值得注意的是，示例對上面的D3DXFRAME，D3DXMESHCONTAINER兩個結構做了擴展，分別代之以D3DXFRAME_DERIVED結構和D3DXMESHCONTAINER_DERIVED結構，以集中存儲數據方便程序處理。% L'

48、z+ N8 - G7 r1 l  p% z2 H! " T3 pCreateFrame()處理比較簡單，你只是new一個Frame對象空間，填入傳進來的Name，其它內容由DX負責維護填充。CreateMeshContainer()較為復雜。它的任務一是保存?zhèn)魅氲木W格數據數據，二是根據這些數據及蒙皮信息調用GenerateSkinnedMesh()函數生成蒙皮網格。只有這個新的BlendMesh才能在Render()時支持頂點混合，完成蒙皮的顯示。在D3DXMESHCONTAINER_DERIVED結構中，用pOrigMesh保存舊的Mesh普通網格信息。而Mes

49、hdata.Mesh則指向新產生的BlendMesh在這個函數中，多次用到了AddRef()，對COM不熟悉的新手容易困惑。D3D是COM組件，它在服務進程中運行，而不在當前的客戶進程中。在DX組件運行過程中，要創(chuàng)建一系列接口對象，如CreateDevice()返回接口指針，這些接口及其占用內存什么時候釋放，要通過“引用計數”的技術來解決。AddRef()給這個接口指針的計數加1，而Release()會將之減1。一旦減到0，表示沒有客戶使用了，相關的接口就釋放了。 由此可知，每次調用Rlease()后，并不一定會釋放內存，而是當引用計數歸0時釋放內存。這樣，對接口指針的使用，就像維護堆棧的平衡

50、一樣，要仔細，而且按照某種約定規(guī)則使用。* f! ; _! T  # p/ G7 n1 d但平時D3D編程中，怎么不用AddRef()呢？這是由于一個接口指針，如ID3DDevice，或VertexBuf指針，都是D3DXCreate出來的,在Create時候，在內部已經事先AddRef()了，你就不需要再做這工作了。只要你在不用時，調用 p指針->Relase()就釋放了。一般編程，特別是小型示例程序，都是初始化時建立一次，關閉時釋放，都遵守了這種約定，所以不存在這種問題。$ d7 4 C- T: Z* C( m5   P但在CreateMesh

51、Container()函數中，以多種方式使用了指針，在局部指針變量中來回傳遞，所以問題復雜化了。在COM編程中約定，任何時候地接口指針賦值(復制)，都要AddRef()，在指針變量結束生命期前，再Release(). 但許多程序員都不是嚴格這么做。因為在局部變量用完就廢了，先AddRef()增加計數再Release()減少，和直接使用最后是等效的。幾乎是多此一舉。這與編程習慣有關系。一旦引用計數不對，如果沒有統(tǒng)一的習慣，不好排查。在CreateMeshContainer()中，對接口指針的使用有三種方式，例舉如下：方式一：不使用AddRef()。和普通指針一樣，臨時變量是左值，接口指針是右值，

52、直接賦值使用。如:        pMesh = pMeshData->pMesh; + " X( K5 o9 k% d# u( F/ K        這是由于pMesh是局部變量，它只是臨時引用一下，沒必要為它先AddRef()，后Release()。方式二：隱式的使用AddRef()。 由于用到了一些內部有AddRef()動作的函數，就要按照COM約定，在子程序結束前Release()      

53、0; pMesh->GetDevice(&pd3dDevice);/此處d3d設備引用計數已經加1        .        SAFE_RELEASE(pd3dDevice);/-此處將引用計數減1，并不是真的釋放d3d設備; H0 6 _% F+ L8 g4 J+ X        在本例中，pd3dDevice在GetDevice()中已經Addref()過了，所以，在退出Creat

54、eMeshContainer()前，必須pd3dDevice->Release()方式三：顯式的使用AddRef()。 如果一個指針值，不是由D3DXCreate出來的，而是通過賦值方式復制給一個全局變量或長期變量的。 所以，可以通過AddRef()的方式來延遲該對象的釋放。因為，如果不AddRef()，極有可能在函數返回該對象就可能釋放了。它就像一個加油站，使得傳入對象的壽命延長至自己控制范圍內。用了AddRef()，就要在相關的Destroy中添加Release()。在本函數，有三處這樣的語句：" h& o! e6 x2 H. i) |% z   

55、;     pMeshContainer->MeshData.pMesh = pMesh;        pMeshContainer->MeshData.Type = D3DXMESHTYPE_MESH;        pMesh->AddRef();         .2 8 F7 o/ $ O' k  u- B0  

56、       pMeshContainer->pSkinInfo = pSkinInfo;        pSkinInfo->AddRef();( H3 q# v& E! E        pMeshContainer->pOrigMesh = pMesh;        pMesh->AddRef();% / j3 u3 X$ Y%

57、 A         .5 b4 q& v# b/ p! R( : o"         將來在DestroyMeshContainer()中，要釋放這些指針：        .        SAFE_RELEASE( pMeshContainer->MeshData.pMesh );6 Z0 m2 h7 K- G6 z) e7 k

58、        SAFE_RELEASE( pMeshContainer->pSkinInfo );: R  ?: w3 B9 g" m. 2 Y1 N! $ S        SAFE_RELEASE( pMeshContainer->pOrigMesh );        由于這些指針值的創(chuàng)建、更改等都是用戶自己經營的，所以務必要加前后吻合，在CreateMeshCont

59、ainer()中AddRef()，在DestroyMeshContainer()中Release().再來看數據的保存部分。( z. $ i( P. ' I% T- w# w3 r在CreateMeshContainer()的傳入參數中，有pMeshData,pMaterials,pEffectInstances,NumMaterials,pAdjacency,pSkinInfo你需要把這些數據保存到自己的D3DXMESHCONTAINER對象中。并且其中的所有數組所需的空間都要在全局堆中new出來。所以在該代碼中，有如下new:pMeshContainer = new D3DXMES

60、HCONTAINER_DERIVED;/自定義的擴展數據容器對象memset(pMeshContainer, 0, sizeof(D3DXMESHCONTAINER_DERIVED);/初始化pMeshContainer,清0$ g  W) R9 " V* % Q3     .pMeshContainer->pMaterials = new D3DXMATERIALpMeshContainer->NumMaterials;/準備保存材質  e7 M9 W* P+ k4 Z! RpMeshContainer->

61、;ppTextures = new LPDIRECT3DTEXTURE9pMeshContainer->NumMaterials;/準備創(chuàng)建紋理對象。它聲明在擴展部分。pMeshContainer->pAdjacency = new DWORDNumFaces*3;/準備保存鄰接三角形數組,NumFaces = pMesh->GetNumFaces();- 4 x3 g/ ! X9 y- . T然后，對數據進行memcpy保存。pEffectInstances由于在繪制中不需要，并沒進行保存。對于沒有貼圖的賦以默認材質屬性。7 p7 Z2 s+ o' l! _值得注意

62、的是，所有這些new，必須在DestroyMeshContainer()時進行delete.接下來的處理中，如果發(fā)現Mesh的FVF中沒有法向量，要用CloneMeshFVF()重建Mesh，計算頂點平均法向量。以備光照處理。% p8 G: P* N2 Y4 r2 Z5 W3 1 h( 最后，我們看看蒙皮信息pSkinInfo的處理。這是重頭戲。# _0 |4 F7 U" M: i7 R如果發(fā)現pSkinInfo!=NULL，就準備著手從各個蒙皮骨骼信息創(chuàng)建SkinMesh.9 w  " 6 5 G4 l6 Q8 j首先，用擴展容器結構D3DXMESHC

63、ONTAINER_DERIVED中的各屬性保存原Mesh指針值，pMeshContainer->pOrigMesh = pMesh, 因為接下來我們要創(chuàng)建SkinMesh替代原Mesh.然后，把SkinInfo中的各骨骼的偏移矩陣保存到pMeshContainer->pBoneOffsetMatrices中      cBones = pSkinInfo->GetNumBones();      pMeshContainer->pBoneOffsetMatrices = new D3DXMA

64、TRIXcBones;      .& U9 e- B0 A: R3 Z) i# R     每個“骨骼偏移矩陣”pBoneOffsetMatrices,在將來DrawMeshContainer()中是必須要用的。因為原始Mesh中的頂點數據乘以“骨骼偏移矩陣”，再乘以“變換矩陣”，才能求得各骨骼頂點在世界坐標系中的坐標。 即： ' l5 u+ % e( Z/ f    骨骼上各點在世界坐標系中的新坐標=初始網格中的各點坐標*骨骼偏移矩陣*骨骼當前的變換矩陣# i9 T

65、! r8 S$ C3 R6 K) H1 L    其中，“初始網格中的各點坐標*骨骼偏移矩陣” = 骨骼上各點初始時刻在該骨骼坐標系中的局部坐標# . . 8 i& S3 s做了以上工作后，調用GenerateSkinnedMesh(pMeshContainer)，創(chuàng)建SkinMesh. 接下來，我們看看GenerateSkinnedMesh()做了哪些工作。3.4 怎樣生成蒙皮網格SkinMesh? GenerateSkinnedMesh()分析由于要重定義pMeshContainer->MeshData.pMesh，所以先SAFE_RELEASE( pMe

66、shContainer->MeshData.pMesh ); 釋放原pMesh! w5 q! j8 U$ P; ( k: e在這個函數中，是根據當前繪圖方式設置進行加載數據的。因為頂點混合，有無索引的頂點混合，有含索引的頂點混合，所使用的函數和對應的SkinMesh數據內容也有所不同。+ 4 L' y! : * K, y( n5 C在示例中，自定義了枚舉m_SkinningMethod，主要分為D3DNONINDEXED和D3DINDEXED，以有純軟件渲染等。運行示例后，你可以選擇菜單中的Options選擇不同的渲染方式。我們著重分析一下帶索引的蒙皮網格。在程序中，就是D3DI

67、NDEXED相關的部分。if (m_SkinningMethod = D3DINDEXED) .+ q; " 5 T! f( G7 % X$ ' e注意! 示例默認工作在D3DNONINDEXED下,如果要跟蹤D3DINDEXED部分的代碼,必須選擇菜單中的Options選擇indexed!3 , z3 X' r1 C最主要的，要通過DX的ConvertToIndexedBlendedMesh()函數，生成支持“索引頂點混合”的SkinMesh.有關索引頂點混合的技術，你可以在DXSDK幫助文件中搜索“Indexed Vertex Blending”主題，對著英文和插

68、圖將就看，確有收獲。2 m. L9 B, D0 J5 v% K要想用硬件對頂點進行混合，那么參與混合者不能太多。也就是說同時影響一個頂點的骨骼數不能多。我們假定一個頂點最多同時受4個骨骼的影響（也就是同時最多有4個骨骼矩陣參與加權求和），那么同時影響一個三角形面的骨骼數最多就是3*4=12個。我們用NumMaxFaceInfl表示影響一個三角面的最多骨骼矩陣數，那么，通過調用pSkinInfo->GetMaxFaceInfluences()獲取這個數值，一般也就3-4。如果這個數值太大，我們強制使用NumMaxFaceInfl = min(NumMaxFaceInfl, 12);來最多取

69、值12。用NumMaxFaceInfl 這個數值干什么呢？ 我們用來它分析當前的顯卡倒底行不行。if (m_d3dCaps.MaxVertexBlendMatrixIndex + 1 < NumMaxFaceInfl)/如果顯卡達不到該要求# O5 : V0 A. X      /很奇怪。2005年底買的GeForce 6600GT顯卡，竟然m_d3dCaps.MaxVertexBlendMatrixIndex=0, 不支持索引頂點混合！是驅動問題還是怎么了？      /但它支持非索引混合?；蛘?，也許要用H

70、LSL支持混合?？雌饋?，3D編程要多考慮。       .      pMeshContainer->UseSoftwareVP = true;/用軟件渲染頂點。顯然不實用。  Q$ I4 N9 : g# I+ y8 kelse      pMeshContainer->NumPaletteEntries = min( ( m_d3dCaps.MaxVertexBlendMatrixIndex + 1 ) / 2, % q4 d$ L

71、( b" E: T& l                                                     pMeshContainer->pSkinInfo->GetNumBones()

72、 );/-什么意思？* n/ l& k' O, Y4 |9 c7 7 z' Q" O      pMeshContainer->UseSoftwareVP = false;/采用硬件頂點混合。" v6 p( E! * n  Q( n! g      Flags |= D3DXMESH_MANAGED;0 I7 Z3 l( H8 c5 ?6 T* E. q評論在上面有一行代碼:     pMeshContai

73、ner->NumPaletteEntries = min( ( m_d3dCaps.MaxVertexBlendMatrixIndex + 1 ) / 2,pMeshContainer->pSkinInfo->GetNumBones() );盡管作者加了大段注釋，還是讓人一頭霧水。其實，我們做一個實驗，反爾更能理解它的用途。第一步，你在這句話后面下一個斷點，看一下在你機器上這個數值。我的ATI 9550顯卡機器上是19。比tiny.x中的骨骼數35少很多。第二步，你將上面=右邊瞎填一個大于4的數字，比如6。編譯后照樣運行。而且效果上幾乎看不出任何差別。為什么會這樣呢？ 我們在

74、繪制代碼部分，看看這個數值起什么作用。在DrawMeshContainer()代碼中，我們查找D3DINDEXED相關的部分。在mesh各子集的DrawSubset()之前，有如下代碼：      for (iAttrib = 0; iAttrib < pMeshContainer->NumAttributeGroups; iAttrib+)                      / first calculate all the world matrices                for (iPaletteEntry = 0; iPaletteEntry < pMeshContainer->NumPaletteEntries; +iPaletteEntry)# d4 h6 s; N. L