已经有model,mesh类qt opengl assimp 绘制骨骼动画的openglwidget的全部代码

时间: 2023-10-27 22:07:01 浏览: 48
以下是一个使用 Qt、OpenGL、Assimp 绘制骨骼动画的 OpenGLWidget 类的示例代码: ```cpp #include <QOpenGLWidget> #include <QOpenGLFunctions> #include <QOpenGLShaderProgram> #include <QOpenGLBuffer> #include <QMatrix4x4> #include <assimp/Importer.hpp> #include <assimp/scene.h> #include <assimp/postprocess.h> class OpenGLWidget : public QOpenGLWidget, protected QOpenGLFunctions { Q_OBJECT public: explicit OpenGLWidget(QWidget *parent = nullptr); ~OpenGLWidget(); protected: void initializeGL() override; void paintGL() override; private: QOpenGLShaderProgram m_shaderProgram; QOpenGLBuffer m_vertexBuffer, m_indexBuffer; int m_numIndices = 0; // 动画相关 QMatrix4x4 m_boneMatrices[100]; int m_numBones = 0; float m_animationTime = 0.0f; aiAnimation *m_animation = nullptr; aiNode *m_rootNode = nullptr; aiMatrix4x4 m_globalInverseTransform; // 加载模型和动画 void loadModel(const QString &fileName); void loadAnimation(const QString &fileName); void processNode(aiNode *node, const aiScene *scene); void processMesh(aiMesh *mesh, const aiScene *scene); void updateBoneMatrices(float time, aiNode *node, const aiMatrix4x4 &parentTransform); void updateAnimation(float deltaTime); }; OpenGLWidget::OpenGLWidget(QWidget *parent) : QOpenGLWidget(parent) { } OpenGLWidget::~OpenGLWidget() { } void OpenGLWidget::initializeGL() { initializeOpenGLFunctions(); // 设置背景颜色 glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.4f, 1.0f); // 编译着色器 m_shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex, ":/shaders/vertexShader.glsl"); m_shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment, ":/shaders/fragmentShader.glsl"); m_shaderProgram.link(); // 加载模型和动画 loadModel(":/models/model.dae"); loadAnimation(":/animations/animation.dae"); // 启用深度测试 glEnable(GL_DEPTH_TEST); } void OpenGLWidget::paintGL() { // 清空颜色缓存和深度缓存 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 使用着色器 m_shaderProgram.bind(); // 设置投影矩阵 QMatrix4x4 projectionMatrix; projectionMatrix.perspective(45.0f, float(width()) / float(height()), 0.1f, 100.0f); m_shaderProgram.setUniformValue("projectionMatrix", projectionMatrix); // 设置视图矩阵 QMatrix4x4 viewMatrix; viewMatrix.lookAt(QVector3D(0.0f, 0.0f, 5.0f), QVector3D(0.0f, 0.0f, 0.0f), QVector3D(0.0f, 1.0f, 0.0f)); m_shaderProgram.setUniformValue("viewMatrix", viewMatrix); // 更新动画 updateAnimation(1.0f / 60.0f); // 设置骨骼变换矩阵 m_shaderProgram.setUniformValueArray("boneMatrices", m_boneMatrices, m_numBones); // 绘制模型 m_vertexBuffer.bind(); m_shaderProgram.setAttributeBuffer("position", GL_FLOAT, 0, 3, sizeof(float) * 8); m_shaderProgram.enableAttributeArray("position"); m_shaderProgram.setAttributeBuffer("normal", GL_FLOAT, sizeof(float) * 3, 3, sizeof(float) * 8); m_shaderProgram.enableAttributeArray("normal"); m_shaderProgram.setAttributeBuffer("texCoord", GL_FLOAT, sizeof(float) * 6, 2, sizeof(float) * 8); m_shaderProgram.enableAttributeArray("texCoord"); m_indexBuffer.bind(); glDrawElements(GL_TRIANGLES, m_numIndices, GL_UNSIGNED_INT, nullptr); } void OpenGLWidget::loadModel(const QString &fileName) { // 导入模型 Assimp::Importer importer; const aiScene *scene = importer.ReadFile(fileName.toStdString(), aiProcess_Triangulate | aiProcess_GenNormals | aiProcess_FlipUVs); if (!scene || scene->mFlags & AI_SCENE_FLAGS_INCOMPLETE || !scene->mRootNode) { qWarning() << "Failed to load model:" << importer.GetErrorString(); return; } // 处理场景中的每个节点 m_rootNode = scene->mRootNode; processNode(m_rootNode, scene); // 初始化骨骼变换矩阵 for (int i = 0; i < 100; ++i) { m_boneMatrices[i].setToIdentity(); } } void OpenGLWidget::loadAnimation(const QString &fileName) { // 导入动画 Assimp::Importer importer; const aiScene *scene = importer.ReadFile(fileName.toStdString(), aiProcess_Triangulate | aiProcess_GenNormals | aiProcess_FlipUVs); if (!scene || scene->mFlags & AI_SCENE_FLAGS_INCOMPLETE || !scene->mAnimations) { qWarning() << "Failed to load animation:" << importer.GetErrorString(); return; } // 获取第一个动画 m_animation = scene->mAnimations[0]; // 获取动画中的骨骼数量和骨骼变换矩阵 m_numBones = m_animation->mNumChannels; for (int i = 0; i < m_numBones; ++i) { aiNodeAnim *nodeAnim = m_animation->mChannels[i]; QString nodeName = QString::fromStdString(nodeAnim->mNodeName.C_Str()); // 在场景中查找骨骼节点 aiNode *node = m_rootNode->FindNode(nodeAnim->mNodeName); if (!node) { qWarning() << "Failed to find bone node:" << nodeName; continue; } // 计算骨骼变换矩阵 aiMatrix4x4 boneTransform = nodeAnim->mTransformation; while (node->mParent) { node = node->mParent; boneTransform = node->mTransformation * boneTransform; } // 将骨骼变换矩阵转换为 QMatrix4x4 QMatrix4x4 boneMatrix; boneMatrix.setColumn(0, QVector4D(boneTransform.a1, boneTransform.a2, boneTransform.a3, boneTransform.a4)); boneMatrix.setColumn(1, QVector4D(boneTransform.b1, boneTransform.b2, boneTransform.b3, boneTransform.b4)); boneMatrix.setColumn(2, QVector4D(boneTransform.c1, boneTransform.c2, boneTransform.c3, boneTransform.c4)); boneMatrix.setColumn(3, QVector4D(boneTransform.d1, boneTransform.d2, boneTransform.d3, boneTransform.d4)); m_boneMatrices[i] = boneMatrix; } // 获取全局逆变换矩阵 m_globalInverseTransform = scene->mRootNode->mTransformation; m_globalInverseTransform.Inverse(); } void OpenGLWidget::processNode(aiNode *node, const aiScene *scene) { // 处理节点中的每个网格 for (unsigned int i = 0; i < node->mNumMeshes; ++i) { aiMesh *mesh = scene->mMeshes[node->mMeshes[i]]; processMesh(mesh, scene); } // 处理节点的子节点 for (unsigned int i = 0; i < node->mNumChildren; ++i) { processNode(node->mChildren[i], scene); } } void OpenGLWidget::processMesh(aiMesh *mesh, const aiScene *scene) { // 提取顶点、法线和纹理坐标 QVector<float> vertices; QVector<unsigned int> indices; for (unsigned int i = 0; i < mesh->mNumVertices; ++i) { vertices.append(mesh->mVertices[i].x); vertices.append(mesh->mVertices[i].y); vertices.append(mesh->mVertices[i].z); vertices.append(mesh->mNormals[i].x); vertices.append(mesh->mNormals[i].y); vertices.append(mesh->mNormals[i].z); if (mesh->mTextureCoords[0]) { vertices.append(mesh->mTextureCoords[0][i].x); vertices.append(mesh->mTextureCoords[0][i].y); } else { vertices.append(0.0f); vertices.append(0.0f); } } // 提取索引 for (unsigned int i = 0; i < mesh->mNumFaces; ++i) { aiFace face = mesh->mFaces[i]; for (unsigned int j = 0; j < face.mNumIndices; ++j) { indices.append(face.mIndices[j]); } } // 创建顶点缓冲和索引缓冲 m_vertexBuffer.create(); m_vertexBuffer.bind(); m_vertexBuffer.allocate(vertices.constData(), vertices.size() * sizeof(float)); m_vertexBuffer.release(); m_indexBuffer.create(); m_indexBuffer.bind(); m_indexBuffer.allocate(indices.constData(), indices.size() * sizeof(unsigned int)); m_indexBuffer.release(); m_numIndices = indices.size(); } void OpenGLWidget::updateBoneMatrices(float time, aiNode *node, const aiMatrix4x4 &parentTransform) { aiMatrix4x4 nodeTransform = node->mTransformation; aiAnimation *animation = m_animation; aiNodeAnim *nodeAnim = animation->mChannels[node->mUserData]; if (nodeAnim) { // 计算骨骼变换矩阵 aiVector3D scaling; aiQuaternion rotation; aiVector3D position; nodeAnim->mScalingKeys[0].mValue.Decompose(scaling, rotation, position); aiMatrix4x4 scalingMatrix; aiMatrix4x4::Scaling(scaling, scalingMatrix); aiMatrix4x4 rotationMatrix = aiMatrix4x4(rotation.GetMatrix()); aiMatrix4x4 translationMatrix; aiMatrix4x4::Translation(position, translationMatrix); nodeTransform = translationMatrix * rotationMatrix * scalingMatrix; } aiMatrix4x4 globalTransform = parentTransform * nodeTransform; if (node->mNumChildren > 0) { for (unsigned int i = 0; i < node->mNumChildren; ++i) { updateBoneMatrices(time, node->mChildren[i], globalTransform); } } else { m_boneMatrices[node->mUserData] = QMatrix4x4( globalTransform.a1, globalTransform.b1, globalTransform.c1, globalTransform.d1, globalTransform.a2, globalTransform.b2, globalTransform.c2, globalTransform.d2, globalTransform.a3, globalTransform.b3, globalTransform.c3, globalTransform.d3, globalTransform.a4, globalTransform.b4, globalTransform.c4, globalTransform.d4 ); } } void OpenGLWidget::updateAnimation(float deltaTime) { m_animationTime += deltaTime; while (m_animationTime >= m_animation->mDuration) { m_animationTime -= m_animation->mDuration; } updateBoneMatrices(m_animationTime, m_rootNode, aiMatrix4x4()); } ``` 其中,`loadModel()` 方法用于加载模型,`loadAnimation()` 方法用于加载动画,`processNode()` 和 `processMesh()` 方法用于处理场景中的节点和网格,`updateBoneMatrices()` 方法用于更新骨骼变换矩阵,`updateAnimation()` 方法用于更新动画。在 `paintGL()` 方法中,首先设置投影矩阵和视图矩阵,然后更新动画,最后使用骨骼变换矩阵绘制模型。其中,顶点着色器和片段着色器的代码可以根据需要自行编写,这里不再赘述。

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