XNA动画的实现2——动画片段类的实现

在上一篇文章XNA动画的实现1——基本原理中已经实现的动画的代码，这篇文章将要将这些代码封装成一个类，有了前一篇文章的基础，这个类实现起来是非常容易的。这个思路主要参考了《3D Graphics with XNA Game Studio 4.0》（本网站有电子书下载）的9.1 ObjectAnimation一节。

首先新建一个XNA Game项目，然后在项目中添加一个新的类，我命名为SimpleAnimationClip，代码如下：

/// <summary>
/// 动画片段类，这个类根据输入的开始时刻和结束时刻的位置、旋转、缩放和动画持续时间，自动计算此动画片段时间内各时刻的转换矩阵。 
/// </summary>
public class SimpleAnimationClip
{
    // 开始时刻和结束时刻的位置、旋转、缩放 
    Vector3 startPosition, endPosition, startRotation, endRotation,startScale, endScale; 
    Vector3 position,rotation,scale; // 当前时刻的位置、旋转和缩放
    TimeSpan duration; // 动画持续时间
    TimeSpan elapsedTime = TimeSpan.FromSeconds(0); // 动画播放已流逝的时间
    
     /// <summary>
     /// 是否循环播放动画
     /// </summary>
     public bool Loop{ get;set;}
     
     /// <summary>
     /// 变换矩阵
     /// </summary>
     public Matrix Transform{ get;set;}
     
     /// <summary>
     /// 创建一个动画片段，默认不循环播放
     /// </summary>
     public SimpleAnimationClip(Vector3 StartPosition, Vector3 EndPosition, Vector3 StartRotation, Vector3 EndRotation, Vector3 StartScale,Vector3 EndScale,TimeSpan Duration)
     {
         startPosition = StartPosition;
         endPosition = EndPosition;
         startRotation = StartRotation;
         endRotation = EndRotation; 
         startScale = StartScale;
         endScale = EndScale;
         
         position = startPosition; 
         rotation = startRotation;
         scale = startScale;
         
         duration = Duration;
         Loop = false;
     }
     
     public void Update(TimeSpan Elapsed)
     {
         // 更新动画播放的时间
         this.elapsedTime += Elapsed; 
         // 计算动画流逝的进度，这个值在0和1之间，0表示动画开始时刻，1表示动画结束时刻 
         float amt = (float)elapsedTime.TotalSeconds / (float)duration.TotalSeconds; 
         
         if (Loop) 
             while (amt > 1)
                 // 如果循环播放动画则重置amp的值
                 amt -= 1;
         else
             // 如果不循环播放动画则将amt的值截取为最后时刻的值
             amt = MathHelper.Clamp(amt, 0, 1); 
         
         // 通过插值运算更新当前的位置、旋转和缩放
         position = Vector3.Lerp(startPosition, endPosition, amt); 
         rotation = Vector3.Lerp(startRotation, endRotation, amt); 
         scale =Vector3 .Lerp (startScale, endScale, amt);
         
         Transform = Matrix.CreateScale(scale) * Matrix.CreateFromYawPitchRoll(rotation.Y, rotation.X, tation.Z) * Matrix.CreateTranslation(position);
     }
 }

原理在上一篇文章已经介绍过了，新的东西只有使用了Lerp方法进行了线性插值运算。

有了这个动画片段类，我们只需在游戏主类中添加这个对象：

SimpleAnimationClip animation;

然后在Initialize方法中初始化这个类即可。要初始化这个类，你需要指定开始和结束时刻的位置、旋转和缩放以及播放时间。

protected override void Initialize()
{
    […]
    
    // 初始化动画类
    animation = new SimpleAnimationClip(Vector3.Zero, new Vector3(16, 0, 16), Vector3.Zero, new Vector3(0, MathHelper.ToRadians(180), 0), Vector3.One, new Vector3(3.0f, 3.0f, 3.0f), TimeSpan.FromSeconds(4)); 
    
    base.Initialize();
}

然后在Update方法中调用动画片段类的Update方法计算变换矩阵，然后将这个矩阵赋予你想施加动画的Bone.Transform。

protected override void Update(GameTime gameTime)

{
    […]
    // 更新动画类
  animation.Update(gameTime.ElapsedGameTime ); 

    model.Bones["Body"].Transform = animation.Transform * originalBodyTransform;
    //model.Bones["Head"].Transform = animation.Transform * originalHeadTransform;
    // 下面这行注释的代码效果与上一行代码相同，
    // 通过索引访问会比通过Bone名称访问稍微快一些
    //model.Bones[2].Transform = animation.Transform * originalHeadTransform; 
    
    base.Update(gameTime); 
}

这个代码实现的效果与上一篇文章是完全相同的，只不过使用起来更加方便。如果你使用过Flash，你会发现这其实就是补间动画。如下图所示，我们可以看出，在Flash中我们只需在时间轴上创建两个关键帧，就可以实现这两个位置之间的直线运动。更强大的地方在于Flash还有一个动画编辑器，通过它你可以实现变速运动，曲线运动。

Flash补间动画1

如上图所示，如果要在Flash中让红色小球在时间中点改变运动方向，该怎么办？非常简单，在第15帧再设置一个关键帧即可，如下图所示：

Flash补间动画2

而目前我们的SimpleAnimationClip类只能实现匀速直线运动，因为本质上这个类相当于只能使用初末两个时刻的关键帧，要能中途转弯，必须要加以改进，方法和Flash中是一样的，即添加关键帧类，我们将在下一篇文章中加以讨论。

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发布时间：2011/8/30 下午2:11:57 阅读次数：6711

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