AIAnimation使用代码分析

by sc1991327 Advanced Game Tech, All, Machine Learning

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）

由 Trajectory 信息来获得 pfnn->Xp
输入的 Trajectory 步态（pfnn输入内容第二步）

由 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）

由 Trajectory 信息来获得 pfnn->Xp
输入的 Trajectory 高度（pfnn输入内容第四步）

由 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 Transform（pfnn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！