qt opengl assimp 加载骨骼动画完整代码

时间: 2023-07-09 09:03:21 浏览: 294
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骨骼动画演示程序

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以下是一个使用 Qt、OpenGL 和 Assimp 库加载骨骼动画的完整代码: ```cpp #include <QApplication> #include <QOpenGLWidget> #include <QOpenGLFunctions> #include <QTimer> #include <assimp/Importer.hpp> #include <assimp/scene.h> #include <assimp/postprocess.h> class GLWidget : public QOpenGLWidget, protected QOpenGLFunctions { public: GLWidget(QWidget *parent = nullptr) : QOpenGLWidget(parent) { m_timer = new QTimer(this); connect(m_timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(update())); m_timer->start(16); } void initializeGL() override { initializeOpenGLFunctions(); glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f); glEnable(GL_DEPTH_TEST); m_shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex, ":/vertexShader.glsl"); m_shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment, ":/fragmentShader.glsl"); m_shaderProgram.link(); m_assimpImporter.SetPropertyBool(AI_CONFIG_IMPORT_FBX_PRESERVE_PIVOTS, true); m_assimpImporter.SetPropertyBool(AI_CONFIG_IMPORT_FBX_READ_LIGHTS, true); m_assimpImporter.SetPropertyBool(AI_CONFIG_IMPORT_FBX_READ_CAMERAS, true); m_assimpImporter.SetPropertyBool(AI_CONFIG_IMPORT_FBX_READ_MATERIALS, true); m_assimpImporter.SetPropertyBool(AI_CONFIG_IMPORT_FBX_READ_TEXTURES, true); m_assimpImporter.SetPropertyInteger(AI_CONFIG_PP_LBW_MAX_WEIGHTS, 4); m_assimpImporter.SetPropertyBool(AI_CONFIG_IMPORT_COLLADA_IGNORE_UP_DIRECTION, true); loadModel(":/model.dae"); } void resizeGL(int w, int h) override { glViewport(0, 0, w, h); } void paintGL() override { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); m_shaderProgram.bind(); QMatrix4x4 projection; projection.perspective(45.0f, width() / (float)height(), 0.1f, 100.0f); QMatrix4x4 view; view.translate(0.0f, 0.0f, -3.0f); QMatrix4x4 model; model.rotate(m_rotation, 0.0f, 1.0f, 0.0f); QMatrix4x4 mvp = projection * view * model; m_shaderProgram.setUniformValue("mvp", mvp); for (int i = 0; i < m_meshes.size(); i++) { m_meshes[i].draw(&m_shaderProgram); } m_shaderProgram.release(); m_rotation += 1.0f; } private: class Mesh { public: Mesh(aiMesh *mesh, const aiScene *scene) { for (unsigned int i = 0; i < mesh->mNumVertices; i++) { Vertex vertex; vertex.position = QVector3D(mesh->mVertices[i].x, mesh->mVertices[i].y, mesh->mVertices[i].z); vertex.normal = QVector3D(mesh->mNormals[i].x, mesh->mNormals[i].y, mesh->mNormals[i].z); if (mesh->mTextureCoords[0]) { vertex.texCoord = QVector2D(mesh->mTextureCoords[0][i].x, mesh->mTextureCoords[0][i].y); } else { vertex.texCoord = QVector2D(0.0f, 0.0f); } m_vertices.append(vertex); } for (unsigned int i = 0; i < mesh->mNumFaces; i++) { aiFace face = mesh->mFaces[i]; for (unsigned int j = 0; j < face.mNumIndices; j++) { m_indices.append(face.mIndices[j]); } } if (mesh->mMaterialIndex >= 0) { aiMaterial *material = scene->mMaterials[mesh->mMaterialIndex]; aiString texturePath; if (material->GetTexture(aiTextureType_DIFFUSE, 0, &texturePath) == AI_SUCCESS) { m_texture = new QOpenGLTexture(QImage(QString::fromStdString(texturePath.C_Str())).mirrored()); m_texture->setMinificationFilter(QOpenGLTexture::LinearMipMapLinear); m_texture->setMagnificationFilter(QOpenGLTexture::Linear); m_texture->setWrapMode(QOpenGLTexture::Repeat); } } for (unsigned int i = 0; i < mesh->mNumBones; i++) { aiBone *bone = mesh->mBones[i]; QString boneName = QString::fromStdString(bone->mName.C_Str()); if (m_boneMapping.contains(boneName)) { m_boneMapping[boneName].append(i); } else { m_boneMapping.insert(boneName, QList<unsigned int>() << i); } } m_boneMatrices.resize(mesh->mNumBones); m_vertexBoneData.resize(mesh->mNumVertices); for (unsigned int i = 0; i < mesh->mNumBones; i++) { aiBone *bone = mesh->mBones[i]; QString boneName = QString::fromStdString(bone->mName.C_Str()); m_boneOffsets.append(QMatrix4x4(&bone->mOffsetMatrix.a1)); for (unsigned int j = 0; j < bone->mNumWeights; j++) { aiVertexWeight vertexWeight = bone->mWeights[j]; unsigned int vertexIndex = vertexWeight.mVertexId; float weight = vertexWeight.mWeight; QVector4D &vertexBoneData = m_vertexBoneData[vertexIndex]; for (int k = 0; k < 4; k++) { if (vertexBoneData[k] == 0.0f) { vertexBoneData[k] = weight; m_vertexBoneIndices[vertexIndex][k] = m_boneMapping[boneName].indexOf(i); break; } } } } m_vbo.create(); m_vbo.bind(); m_vbo.allocate(m_vertices.constData(), m_vertices.size() * sizeof(Vertex)); m_ibo.create(); m_ibo.bind(); m_ibo.allocate(m_indices.constData(), m_indices.size() * sizeof(unsigned int)); } void draw(QOpenGLShaderProgram *shaderProgram) { m_vbo.bind(); shaderProgram->setAttributeBuffer("position", GL_FLOAT, offsetof(Vertex, position), 3, sizeof(Vertex)); shaderProgram->setAttributeBuffer("normal", GL_FLOAT, offsetof(Vertex, normal), 3, sizeof(Vertex)); shaderProgram->setAttributeBuffer("texCoord", GL_FLOAT, offsetof(Vertex, texCoord), 2, sizeof(Vertex)); shaderProgram->enableAttributeArray("position"); shaderProgram->enableAttributeArray("normal"); shaderProgram->enableAttributeArray("texCoord"); for (unsigned int i = 0; i < m_boneMatrices.size(); i++) { m_boneMatrices[i] = m_boneOffsets[i]; aiNode *node = m_scene->mRootNode->FindNode(m_mesh->mBones[i]->mName); while (node) { QMatrix4x4 transform(&node->mTransformation.a1); m_boneMatrices[i] = transform * m_boneMatrices[i]; node = node->mParent; } shaderProgram->setUniformValueArray("boneMatrices[" + QString::number(i) + "]", m_boneMatrices.constData(), m_boneMatrices.size()); } shaderProgram->setUniformValueArray("vertexBoneData", m_vertexBoneData.constData(), m_vertexBoneData.size()); shaderProgram->setUniformValueArray("vertexBoneIndices", m_vertexBoneIndices.constData(), m_vertexBoneIndices.size()); if (m_texture) { m_texture->bind(); shaderProgram->setUniformValue("hasTexture", true); } else { shaderProgram->setUniformValue("hasTexture", false); } m_ibo.bind(); glDrawElements(GL_TRIANGLES, m_indices.size(), GL_UNSIGNED_INT, nullptr); shaderProgram->disableAttributeArray("position"); shaderProgram->disableAttributeArray("normal"); shaderProgram->disableAttributeArray("texCoord"); if (m_texture) { m_texture->release(); } } private: struct Vertex { QVector3D position; QVector3D normal; QVector2D texCoord; }; QList<Vertex> m_vertices; QList<unsigned int> m_indices; QOpenGLBuffer m_vbo; QOpenGLBuffer m_ibo; QOpenGLTexture *m_texture = nullptr; QList<QMatrix4x4> m_boneOffsets; QList<QMatrix4x4> m_boneMatrices; QList<QVector4D> m_vertexBoneData; QList<QVector4D> m_vertexBoneIndices; QMap<QString, QList<unsigned int>> m_boneMapping; aiMesh *m_mesh = nullptr; const aiScene *m_scene = nullptr; friend class GLWidget; }; void loadModel(const QString &filePath) { m_meshes.clear(); const aiScene *scene = m_assimpImporter.ReadFile(filePath.toStdString(), aiProcess_Triangulate | aiProcess_FlipUVs | aiProcess_LimitBoneWeights); if (!scene) { return; } aiNode *rootNode = scene->mRootNode; m_globalInverseTransform = QMatrix4x4(&scene->mRootNode->mTransformation.a1).inverted(); loadBones(rootNode, scene); for (unsigned int i = 0; i < rootNode->mNumChildren; i++) { aiNode *node = rootNode->mChildren[i]; loadNodes(node, scene); } } void loadNodes(aiNode *node, const aiScene *scene) { for (unsigned int i = 0; i < node->mNumMeshes; i++) { aiMesh *mesh = scene->mMeshes[node->mMeshes[i]]; m_meshes.append(Mesh(mesh, scene)); } for (unsigned int i = 0; i < node->mNumChildren; i++) { aiNode *childNode = node->mChildren[i]; loadNodes(childNode, scene); } } void loadBones(aiNode *node, const aiScene *scene) { for (unsigned int i = 0; i < node->mNumMeshes; i++) { aiMesh *mesh = scene->mMeshes[node->mMeshes[i]]; for (unsigned int j = 0; j < mesh->mNumBones; j++) { aiBone *bone = mesh->mBones[j]; QString boneName = QString::fromStdString(bone->mName.C_Str()); if (m_boneMap.contains(boneName)) { continue; } unsigned int index = m_boneCount++; m_boneMap.insert(boneName, index); } } for (unsigned int i = 0; i < node->mNumChildren; i++) { aiNode *childNode = node->mChildren[i]; loadBones(childNode, scene); } } QOpenGLShaderProgram m_shaderProgram; QTimer *m_timer = nullptr; Assimp::Importer m_assimpImporter; QList<Mesh> m_meshes; QMatrix4x4 m_globalInverseTransform; QMap<QString, unsigned int> m_boneMap; unsigned int m_boneCount = 0; float m_rotation = 0.0f; }; int main(int argc, char *argv[]) { QApplication a(argc, argv); GLWidget w; w.resize(800, 600); w.show(); return a.exec(); } ``` 其中,`loadModel` 函数用于加载模型,`loadNodes` 函数用于递归加载每个节点的网格,`loadBones` 函数用于递归加载每个节点的骨骼及其权重。每个网格都被封装为 `Mesh` 类,它包含了该网格的顶点、索引、纹理以及骨骼信息,并且实现了 `draw` 函数用于绘制该网格。在绘制时,它会计算每个骨骼的变换矩阵,然后传递给着色器进行顶点动画。可以在着色器中使用顶点着色器的骨骼动画实现。 需要注意的是,这里使用了 Qt 的类库和信号槽机制,如果不熟悉 Qt 的使用方法,可以先学习一下。另外,需要在项目文件中添加以下依赖项: ``` QT += core gui opengl LIBS += -lassimp ```
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