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让学习成为一种习惯

学习目标

1.理解骨骼动画的含义
2.学习骨骼动画相关的类(SCNKinner)

开始吧

百度百科

当前有两种模型动画的方式：顶点动画和骨骼动画。顶点动画中，每帧动画其实就是模型特定姿态的一个“快照”。通过在帧之间插值的方法，引擎可以得到平滑的动画效果,在骨骼动画中，模型具有互相连接的“骨骼”组成的骨架结构，通过改变骨骼的朝向和位置来为模型生成动画。
骨骼动画比顶点动画要求更高的处理器性能，但同时它也具有更多的优点，骨骼动画可以更容易、更快捷地创建。不同的骨骼动画可以被结合到一起——比如，模型可以转动头部、射击并且同时也在走路。一些引擎可以实时操纵单个骨骼，这样就可以和环境更加准确地进行交互——模型可以俯身并向某个方向观察或射击，或者从地上的某个地方捡起一个东西。多数引擎支持顶点动画，但不是所有的引擎都支持骨骼动画。

苹果官方

骨骼动画是一种简化复杂几何形状的动画的技术,比如游戏中人的特征,动画骨架是一个简单的控制节点的层次结构,本身没有可见的几何对象,将骨头和几何对象进行结合,当你移动这个骨头控制的节点时允许SceneKit 去自动使几何对象变形。

给张图理解一下

让学习成为一种习惯

相信你已经基本了解骨骼动画的含义了。

接下来学习一个类的使用

• SCNKinner 能干什么?

提供一些方法可以将节点的骨骼动画进行分离,你可以使用这个对象管理从Scene文件导入的骨骼动画与节点和几何对象之间动态关系。

• 怎么使用骨骼动画？

1.一般情况下,游戏设计师使用3D 工具创建一个皮肤模型,包含了骨骼的动画,保存在一个场景文件中,你从场景文件中导入这个骨骼模型,然后让他们运动起来,
2.另外你也可以直接从场景文件中导入动画对象直接操作骨头节点
3.您还可以单独创建一个自定义的几何和骨架数据的皮肤模型

• 我们先找一个带骨骼的模型文件,分析一下它的结构

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我们先看一下完整的动画效果

让学习成为一种习惯

接下来我们做一个练习

如何将一段完整的动画，分阶段执行,我们刚才看见了这段动画的时间为0~24秒左右。

首先先介绍一个类(SCNSceneSource)

主要用于管理场景文件的读取任务,也可以读取NSData对象哦!你懂了吧,如果这个模型,我们从网络传输的话,可能就需要使用这个类了。

这个类不详细讲解,今天主要用到它的两个方法
N0.1

- (NSArray<NSString *> *)identifiersOfEntriesWithClass:(Class)entryClass;

作用:

获取场景中包含的某一类对象的标识(数组),可以获取的类型有 SCNMaterial, SCNScene, SCNGeometry, SCNNode, CAAnimation, SCNLight, SCNCamera, SCNSkinner, SCNMorpher, NSImage

NO.2

- (nullable id)entryWithIdentifier:(NSString *)uid withClass:(Class)entryClass;

作用:

根据对象的ID 和对象的类型，获取对象本身

NO.3

+ (nullable instancetype)sceneSourceWithURL:(NSURL *)url options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options;

作用:

初始化方法

NO.4

- (nullable SCNScene *)sceneWithOptions:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options error:(NSError **)error;

作用:

创建场景

走进代码的世界

1.创建工程(略)
2.加载场景文件(略)
3.添加框架SceneKit/Scenekit.h
4.创建场景资源对象

 SCNSceneSource *sceneSource = [SCNSceneSource sceneSourceWithURL:[[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"skinning" withExtension:@"dae"] options:nil];

5.创建场景

scnView.scene  = [sceneSource sceneWithOptions:nil error:nil];

6.获取场景中的某种对象的标识数组

// 我们获取动画类的数组
NSArray *animationIDs =  [sceneSource identifiersOfEntriesWithClass:[CAAnimation class]];

7.把每个动画帧放到一个大数组中

NSUInteger animationCount = [animationIDs count];
NSMutableArray *longAnimations = [[NSMutableArray alloc] initWithCapacity:animationCount];
CFTimeInterval maxDuration = 0;
for (NSInteger index = 0; index < animationCount; index++) {CAAnimation *animation = [sceneSource entryWithIdentifier:animationIDs[index] withClass:[CAAnimation class]];if (animation) {maxDuration = MAX(maxDuration, animation.duration);[longAnimations addObject:animation];}
}

8.创建一个动画组

 CAAnimationGroup *longAnimationsGroup = [[CAAnimationGroup alloc] init];longAnimationsGroup.animations = longAnimations;longAnimationsGroup.duration = maxDuration;

9.截取我们要的动画阶段比如(20~24秒)

// 截取20秒之后的动画组
CAAnimationGroup *idleAnimationGroup = [longAnimationsGroup copy];
idleAnimationGroup.timeOffset = 20 ;
// 创建一个重复执行这个动画的动画组
CAAnimationGroup *lastAnimationGroup;
lastAnimationGroup = [CAAnimationGroup animation];
lastAnimationGroup.animations = @[idleAnimationGroup];
lastAnimationGroup.duration = 24.71 -20;
lastAnimationGroup.repeatCount = 10000;
lastAnimationGroup.autoreverses = YES;

10.然后将这个动画组添加到模型节点去就可以了

SCNNode *cNode = [scnView.scene.rootNode childNodeWithName:@"avatar_attach" recursively:YES];
[cNode addAnimation:lastAnimationGroup forKey:@"animation"];

运行一下:

帅爆了,有没有

提示:

模型中的骨头只是一个位置,没有大小和形状的,如果你想要查看骨头在什么位置怎么办呢?

  // 查找骨头节点_skeletonNode = [_characterNode childNodeWithName:@"skeleton" recursively:YES];
//  调用下面的方法给骨头添加一个小四方块- (void)visualizeBones:(BOOL)show ofNode:(SCNNode *)node inheritedScale:(CGFloat)scale
{scale *= node.scale.x;
if (show) {if (node.geometry == nil)node.geometry = [SCNBox boxWithWidth:6.0 / scale height:6.0 / scale length:6.0 / scale chamferRadius:0.5];
}
else {if ([node.geometry isKindOfClass:[SCNBox class]])node.geometry = nil;
}for (SCNNode *child in node.childNodes)[self visualizeBones:show ofNode:child inheritedScale:scale];
}

效果如下:

让学习成为一种习惯

SWIFT 版本

• 第一步 获取资源

 let source = SCNSceneSource(url: file!, options: nil)

• 第二步 获取动画标志数组

  let animationIDs = source?.identifiersOfEntries(withClass: CAAnimation.self)var animationArray:[CAAnimation] = []for id in animationIDs!{let animation = source?.entryWithIdentifier(id, withClass: CAAnimation.self)animationArray.append(animation!)}

• 第三步 创建动画数组

let animationGroup = CAAnimationGroup()
animationGroup.animations = animationArrayanimationGroup.duration = 21.33animationGroup.repeatCount = 1000animationGroup.beginTime = 0

• 第四步 添加

   rightHetun.addAnimation(animationGroup, forKey: "an")

• 什么玩意,难道我们做个游戏，光添加动画就这么复杂?

其实不是的，实际开发过程中,我们不需要这么做的，处分你要对文件中的骨骼动画,进行时间上的调整，我们才会使用这种方法

下面叫大家一种更为简单的方式，添加骨骼动画，找一个带骨骼动画的文件

    let file = Bundle.main.url(forResource: "hetun", withExtension: "dae")let source = SCNSceneSource(url: file!, options: nil)let  hetun = try! source?.scene(options: nil).rootNode// 调整位置hetun?.scale = SCNVector3Make(0.01, 0.01, 0.01)hetun?.rotation = SCNVector4Make(0, 1, 0, -Float.pi/2)hetun?.position = SCNVector3Make(0, 0, 0)

解释一下

我们只要获取到文件的根节点,根节点中包含文件所有的元素,然后将rootnode添加到指定的位置即可,这样我们就完成了,是不是很简单呢？

总结

本节内容简单的介绍了骨骼动画的概念,骨骼动画更高级的用法,我们后面再继续讲解。

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