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一、变形目标动画原理

关于变形动画,可以理解为多组顶点数据,从一个状态变化到另一个状态,比如人的面部表情,哭的表情用一系列的顶点表示, 笑的表情用一系列的顶点表示,从哭的表情过渡到笑的表情,就是表情对应的两组顶点之间的过渡, 几何体的顶点的位置坐标发生变化,从一个状态过渡到另一个状态自然就产生了变形动画。

一般项目开发,变形动画和骨骼动画一样,由3D美术编辑好变形动画的模型数据,然后程序员通过three.ts相关的API解析渲染变形动画。

下面的变形动画非常简单,给一个长方体网格模型对象Mesh设置两组顶点数据,然后从一组像另一组变化。

skin-03.gif

1. 创建变形动画的顶点数据

  • 先获取两个变形目标box1box2的顶点数据,然后通过几何体Geometry的变形目标属性.morphTargets设置好变形动画。
    javascript
     /**
      * 创建网格模型,并给模型的几何体设置多个变形目标
      */
     // 创建一个几何体具有8个顶点
     const geometry = new THREE.BoxGeometry(50, 50, 50); //立方体几何对象
     console.log(geometry.vertices);
     // 为geometry提供变形目标的数据
     const box1 = new THREE.BoxGeometry(100, 5, 100); //为变形目标1提供数据
     const box2 = new THREE.BoxGeometry(5, 200, 5); //为变形目标2提供数据
     // 设置变形目标的数据
     geometry.morphTargets[0] = {name: 'target1',vertices: box1.vertices};
     geometry.morphTargets[1] = {name: 'target2',vertices: box2.vertices};
     const material = new THREE.MeshLambertMaterial({
       morphTargets: true, //允许变形
       color: 0x0000ff
     }); //材质对象
     const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); //网格模型对象
     scene.add(mesh); //网格模型添加到场景中

2. 网格模型.morphTargetInfluences属性

  • 通过上面代码把变形动画顶点数据设置好以后,如果想生成变形动画,首先要了解网格模型Mesh.morphTargetInfluences属性。
  • 可以在上面代码中分别或同时插入下面代码进行测试,查看长方体网格模型mesh的外形变化。
    javascript
      //启用变形目标并设置变形目标影响权重,范围一般0~1
      // 设置第一组顶点对几何体形状影响的变形系数
      mesh.morphTargetInfluences[0] = 0.5;
    javascript
      // 设置第二组顶点对几何体形状影响的变形系数
      mesh.morphTargetInfluences[1] = 1;

3. 生成变形动画

  • 通过上面的测试,可以发现改变morphTargetInfluences属性的值可以改变网格模型的形状, 只需要控制.morphTargetInfluences的属性值生成关键帧数据,就可以实现关键帧动画, 然后播放关键帧动画即可实现变形动画。
  • 第一步先利用关键帧KeyframeTrack、剪辑AnimationClip两个类创建好帧动画。
    javascript
      /**
       * 设置关键帧数据
       */
      // 设置变形目标1对应权重随着时间的变化
      const Track1 = new THREE.KeyframeTrack('.morphTargetInfluences[0]', [0,10,20], [0,1, 0]);
      // 设置变形目标2对应权重随着时间的变化
      const Track2 = new THREE.KeyframeTrack('.morphTargetInfluences[1]', [20,30, 40], [0, 1,0]);
      // 创建一个剪辑clip对象,命名"default",持续时间40
      const clip = new THREE.AnimationClip("default", 40, [Track1,Track2]);
  • 第二步是使用混合器AnimationMixer播放设置好的关键帧动画。
    javascript
    /**
     * 播放编辑好的关键帧数据
     */
    const mixer = new THREE.AnimationMixer(mesh); //创建混合器
    const AnimationAction = mixer.clipAction(clip); //返回动画操作对象
    AnimationAction.timeScale = 5; //默认1,可以调节播放速度
    // AnimationAction.loop = THREE.LoopOnce; //不循环播放
    // AnimationAction.clampWhenFinished=true;//暂停在最后一帧播放的状态
    AnimationAction.play(); //开始播放
    // 创建一个时钟对象Clock
    const clock = new THREE.Clock();
    // 渲染函数
    function render() {
      renderer.render(scene, camera); //执行渲染操作
      requestAnimationFrame(render); //请求再次执行渲染函数render,渲染下一帧
      //clock.getDelta()方法获得两帧的时间间隔
      // 更新混合器相关的时间
      mixer.update(clock.getDelta());
    }
    render();

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