AIAnimation使用代码分析

AIAnimation使用代码分析

历尽艰难跑起来了,问题是没有办法操作,猜测Ubuntu和windows的操作代码不兼容,代码分析部分的主要目标之一就是把操作改掉:

 
 

代码结构分析

一切从main函数开始:

  • 首先是SDL初始化,Simple DirectMedia Layer(SDL) is a cross-platform development library designed to provide low level access to audio, keyboard, mouse, joystick, and graphics hardware via OpenGL and Direct3D. 可以说是一个常用的跨平台opengl支持库。

    这边就是想到应该不会是操作兼容性的问题导致不能动,一看代码原来是只支持手柄。

    可惜的是,windows平台上面跑起来好卡,感觉帧率小于10帧!

  • GLEW初始化

  • 资源加载

    • Options 里面定义的是一些我们可以修改的设置选项:

    • CameraOrbit 则是相机初始化设置

    • LightDirectional 场景光照初始化设置

      这里就是一堆GL设置

    • Character 角色初始化设置

      这部分是这里的角色的定义信息和加载,这部分很重要!

      首先我们来看一下存储的角色数据的文件包涵下面四个,坑爹的采用了二进制存储:

      顶点,三角形,父子关系,xforms信息分别四个文件。

      读文件的函数这边也很简单,将数据直接存进对应的容器,角色数据结构信息如下:

      这部分最后就是一个前向动力学的实现,这个很简单,就是子类跟着父类运动。

    • Trajectory 路径初始化设置

      这里就是定义了运动路径的数据结构,如下所示:

    • IK 初始化设置

      Ik数据结构如下所示:

      这里还提供了一个two_joint函数,这个后面用到再讲,因为暂时也看不出来其功能。

    • Shader 相关

      这部分就是加载shader的函数,并将其运用到opengl

    • Heightmap 高度图初始化设置

      这边主要来看一下高度数据的读取和存储

      高度文件数据示例,包括两个文件:

       
       

       
       

      Load()函数就是一个一个读取float存储在 vector<vector<float>> data 里面:

      xxx.txt 信息就是用来生出 data,xxx_ao.txt 信息则是用来生出 vbo/tbo(坐标,颜色等信息);vbo_data/tbo_data(索引坐标信息)。

    • Areas 区域初始化设置

      这部分的数据结构如下:

    • PFNN模型

      模型的加载和初始化,首先来看其数据结构:

      ArrayXf 这个数据结构是Eigen下面存储 float array的结构。Load函数底下就是加载的文件,很多很多文件啊!

      我们来看上图所示的文件结构就可以发现,pfnn这个网格模型相关的数据内容,主要包含的就是网络模型和角色。

    • 加载游戏世界

      load_world 这些函数,目前来看这些函数里面主要是在做地形标记,所以来说这程序跑起来需要做的地形标记?

  • Game Loop 部分
    • Input处理

      目前只支持手柄,SDL包含跨平台的输入交互模块,细节不解释,见下图

      但事实上不是所有的交互都在这里,在渲染那边很多的主要操作都是直接写在渲染的部分的,但都是用了SDL接口。

    • 渲染

      一共包含前处理,渲染处理,后处理三部分,我们分别来看。

 
 

前处理

  • 更新相机(直接按键确定)

    右手柄摇杆控制相机旋转,LR控制zoomin/zoomout,然后直接作用于相机参数。

  • 更新目标方向和速度(直接按键确定)

    这部分也是直接响应按键输入,按键就确定了用户期望的目标方向和速度。

  • 更新步态(算法数据前处理第一步)

    通过上一时刻的 trajectory 参数 和 options 参数来确定当前时刻 trajectory 的参数。

  • 预测未来的 Trajectory(算法数据前处理第二步)

    通过上一步获得的 trajectory 参数 和 character 参数,来混合获得 trajectory_positions_blend 这个对象

  • 碰撞处理(算法数据前处理第三步)

    根据 areas 的 walls 的信息,来调整 trajectory_positions_blend 的值。

    在这里,又做了一步将 trajectory_positions_blend 的值写回 trajectory

  • 跳跃(算法数据前处理第四步)

    根据 areas 的 jump 的信息,来调整 trajectory 的值。

  • Crouch 区域(算法数据前处理第五步)

    根据 areas 的 crouch_pos 的信息,来调整 trajectory 的值。

  • 墙(算法数据前处理第六步)

    根据 areas 的 walls 的信息,来直接调整 trajectory 的值。

  • Trajectory 旋转(算法数据前处理第七步)

    trajectory->rotations 的值调整

  • Trajectory 高(算法数据前处理第八步)

    根据 heightmap 的值来调整 trajectory 的值

  • 输入的 Trajectory 位置方向(pfnn输入内容第一步)

    Trajectory 信息来获得 pfnn->Xp

  • 输入的 Trajectory 步态(pfnn输入内容第二步)

    Trajectory 信息来获得 pfnn->Xp

  • 输入的 当前的 Joint 位置速度和旋转角度(pfnn输入内容第三步)

    Trajectory 信息来获得 pfnn->Xp

  • 输入的 Trajectory 高度(pfnn输入内容第四步)

    Trajectory 信息来获得 pfnn->Xp

  • Perform Regression 【核心步骤:模型predict

    上面在设置的是pfnn的参数,而这里还需要设置的是predict函数的传入参数,是character->phase

  • 时间处理,这一步就是计算一下predict时间,debug用。
  • Build Local Transformpfnn输出)

    这一步就是运用pfnn的输出结果,来获得角色每个关节的position/velocity/rotation

    这里还需要的一步就是上面得到的关节数据是世界坐标,要转换到局部坐标。

  • IK 处理

    这一步就是对上面获得的关节数据,一个一个的应用到角色的IK关节!

 
 

渲染处理

  • Render Shadow
  • Render Terrain
  • Render Character
  • Render the Rest
  • Render Crouch Area
  • Render Jump Areas
  • Render Walls
  • Render Trajectory
  • Render Joints
  • UI Elements
  • PFNN Visual
  • Display UI

这里都是opengl使用,和AI数据的使用无关,就不在赘述。

 
 

后处理

  • Update Past Trajectory

    Trajectory 数据传递更新

  • Update Current Trajectory

    Trajectory数值计算更新

  • Collide with walls

    Trajectory 碰撞更新

  • Update Future Trajectory

    Trajectory 依据 pfnn结果来做更新

  • Update Phase

  • Update Camera