Animation von 3D-Modellen Teil 07: Instanced Vertex Skinning mithilfe von Uniform-Buffer-Objekten

Im heutigen OpenGL-Artikel werden wir uns mit dem Einsatz von Uniform-Buffer-Objekten bei der Skelett-Animation (Vertex Skinning) von 3D-Modellen befassen. Da in einem Uniform Buffer weitaus mehr Animationsdaten gespeichert werden können als in einem einfachen uniform-Variablen-Array, lassen sich auf diese Weise deutlich realistischere Animationen auf Basis von entsprechend komplexeren Animationsskeletten verwirklichen.

Animation von 3D-Modellen Teil 06: Vertex Skinning

Alle notwendigen Vorbereitungen sind abgeschlossen, so dass wir nun mit der Animation unseres 3D-Modells beginnen können. Hierbei gilt es zunächst die Gesamttransformationsmatrizen für alle Gelenke des Animations-Skeletts zu berechnen. Während des Renderings müssen diese Matrizen dann dem Vertex Shader SkeletalAnimatedObjectNM.vert übergeben werden, wo schließlich die Transformation der den Gelenken zugeordneten Vertices in die gewünschte Animationspose durchgeführt wird (Vertex Skinning).

Animation von 3D-Modellen Teil 05: Animationssequenzen

Im heutigen Artikel werden wir uns mit der Beschreibung der Animationssequenzen befassen. Hierbei müssen wir zunächst klären, welche Daten es in diesem Zusammenhang zu speichern gilt. Schauen wir uns mal eine einfache Laufsequenz an:

Animation von 3D-Modellen Teil 04: Anbinden eines 3D-Modells an ein Animations-Skelett

Im heutigen Artikel befassen wir uns damit, wie man ein 3D-Modell mit einem Animations-Skelett verbinden kann – kurzum, wir versehen unser Animations-Skelett mit einer Haut (Skin). Unser Augenmerk richtet sich dabei auf die Entwicklung eines Verfahrens, dass die Anbindung der Modell-Vertices an die optimalen Gelenke automatisch vornimmt.

Animation von 3D-Modellen Teil 03: Kinematik

Nachdem wir uns im vorangegangenen Artikel mit dem Aufbau von Animations-Skeletten beschäftigt haben, werden wir uns heute die Mathematik erarbeiten, mit deren Hilfe skelettbasierte Animationen überhaupt erst möglich werden. Unser Ziel ist es, für jedes Gelenk unseres Animations-Skeletts eine Transformationsmatrix zu berechnen, die eine korrekte Transformation aus der jeweiligen Gelenk-Ausgangsposition (Standardpose, alle Gelenkwinkel gleich null) in die animierte Pose ermöglicht. Im Zuge des Vertex Skinnings werden die einem Gelenk zugeordneten Vertices später im Vertex Shader mit derselben Transformationsmatrix transformiert.

Animation von 3D-Modellen Teil 02: Animations-Skelett, Animationsposen

Basis aller Skelett-Animationen stellt ein an die Geometrie des 3D-Modells angepasstes Animations-Skelett dar, wie es in der nachfolgenden Abbildung gezeigt wird:

Animation von 3D-Modellen Teil 01: Einführung

Animationen sind von zentraler Bedeutung in einem Computerspiel. Ob nun Explosions-, Feuer- oder Raucheffekte dargestellt oder ob Spielfiguren, Tiere oder die Vegetation zum Leben erweckt werden sollen, das Grundprinzip einer jeden Animation ist stets gleich – eine Reihe von Frames (Bilder, Texturausschnitte, 3D-Modelle oder Bewegungsinstruktionen), die sogenannte Animationssequenz, wird in einer genau definierten Reihenfolge mit einer im Voraus festgelegten Geschwindigkeit abgespielt.