qt opengl assimp 加载骨骼动画完整代码

时间: 2023-07-09 09:03:22 浏览: 563
下面是使用 Qt、OpenGL 和 Assimp 库加载骨骼动画的完整代码示例。在这个示例中,我们使用 Assimp 库加载一个包含骨骼动画的模型,并在 OpenGL 中渲染它。 ```c++ #include <QOpenGLWidget> #include <QOpenGLFunctions> #include <QOpenGLShaderProgram> #include <QMatrix4x4> #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) {} protected: void initializeGL() override { initializeOpenGLFunctions(); // 编译顶点着色器和片段着色器 m_program.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex, ":/shader.vert"); m_program.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment, ":/shader.frag"); m_program.link(); // 加载模型 Assimp::Importer importer; const aiScene* scene = importer.ReadFile("model.dae", aiProcess_Triangulate | aiProcess_FlipUVs | aiProcess_GenSmoothNormals | aiProcess_JoinIdenticalVertices | aiProcess_CalcTangentSpace | aiProcess_LimitBoneWeights); if (!scene || scene->mFlags & AI_SCENE_FLAGS_INCOMPLETE || !scene->mRootNode) { qWarning() << "Failed to load model:" << importer.GetErrorString(); return; } // 初始化骨骼动画 m_boneMatrices.resize(scene->mNumMeshes); m_boneOffsets.resize(scene->mNumMeshes); m_boneMapping.resize(scene->mNumMeshes); for (unsigned int i = 0; i < scene->mNumMeshes; i++) { aiMesh* mesh = scene->mMeshes[i]; // 计算骨骼权重 QVector<QVector<QPair<int, float>>> boneWeights(mesh->mNumVertices); for (unsigned int j = 0; j < mesh->mNumBones; j++) { aiBone* bone = mesh->mBones[j]; int boneIndex = m_boneMapping[i].value(QString::fromUtf8(bone->mName.C_Str()), -1); if (boneIndex == -1) { boneIndex = m_boneOffsets[i].size(); m_boneOffsets[i].append(QMatrix4x4()); m_boneMapping[i].insert(QString::fromUtf8(bone->mName.C_Str()), boneIndex); } m_boneOffsets[i][boneIndex] = QMatrix4x4((float*)bone->mOffsetMatrix.Transpose().a1); for (unsigned int k = 0; k < bone->mNumWeights; k++) { aiVertexWeight weight = bone->mWeights[k]; boneWeights[weight.mVertexId].append(qMakePair(boneIndex, weight.mWeight)); } } // 计算每个顶点的骨骼矩阵 QVector<QVector<QMatrix4x4>> boneMatrices(mesh->mNumVertices); for (int j = 0; j < mesh->mNumVertices; j++) { QVector<QPair<int, float>> weights = boneWeights[j]; for (int k = 0; k < weights.size(); k++) { int boneIndex = weights[k].first; float weight = weights[k].second; boneMatrices[j].append(weight * m_boneOffsets[i][boneIndex]); } } // 上传骨骼矩阵到 GPU int boneMatrixLocation = m_program.attributeLocation(QString("boneMatrix[%1]").arg(i)); for (int j = 0; j < boneMatrices.size(); j++) { for (int k = 0; k < 4; k++) { for (int l = 0; l < 4; l++) { m_boneMatrices[i][j].data()[k * 4 + l] = boneMatrices[j][k][l]; } } } m_program.setAttributeArray(boneMatrixLocation, GL_FLOAT_MAT4, m_boneMatrices[i].constData(), 4); m_program.enableAttributeArray(boneMatrixLocation); } // 上传顶点数据到 GPU glGenVertexArrays(1, &m_vao); glBindVertexArray(m_vao); for (unsigned int i = 0; i < scene->mNumMeshes; i++) { aiMesh* mesh = scene->mMeshes[i]; GLuint vbo; glGenBuffers(1, &vbo); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo); glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(float) * (3 + 3 + 2 + 4 * 4) * mesh->mNumVertices, nullptr, GL_STATIC_DRAW); float* data = (float*)glMapBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, GL_WRITE_ONLY); for (unsigned int j = 0; j < mesh->mNumVertices; j++) { aiVector3D position = mesh->mVertices[j]; aiVector3D normal = mesh->mNormals[j]; aiVector3D texcoord = mesh->mTextureCoords[0][j]; for (int k = 0; k < 3; k++) { *data++ = position[k]; } for (int k = 0; k < 3; k++) { *data++ = normal[k]; } for (int k = 0; k < 2; k++) { *data++ = texcoord[k]; } for (int k = 0; k < m_boneMatrices[i][j].size(); k++) { for (int l = 0; l < 4; l++) { for (int m = 0; m < 4; m++) { *data++ = m_boneMatrices[i][j](l, m); } } } } glUnmapBuffer(GL_ARRAY_BUFFER); int positionLocation = m_program.attributeLocation("position"); glVertexAttribPointer(positionLocation, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(float) * (3 + 3 + 2 + 4 * 4), (void*)0); glEnableVertexAttribArray(positionLocation); int normalLocation = m_program.attributeLocation("normal"); glVertexAttribPointer(normalLocation, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(float) * (3 + 3 + 2 + 4 * 4), (void*)(sizeof(float) * 3)); glEnableVertexAttribArray(normalLocation); int texcoordLocation = m_program.attributeLocation("texcoord"); glVertexAttribPointer(texcoordLocation, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(float) * (3 + 3 + 2 + 4 * 4), (void*)(sizeof(float) * 6)); glEnableVertexAttribArray(texcoordLocation); int boneMatrixLocation = m_program.attributeLocation(QString("boneMatrix[%1]").arg(i)); for (int j = 0; j < 4; j++) { glVertexAttribPointer(boneMatrixLocation + j, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(float) * (3 + 3 + 2 + 4 * 4), (void*)(sizeof(float) * (8 + j * 4))); glEnableVertexAttribArray(boneMatrixLocation + j); glVertexAttribDivisor(boneMatrixLocation + j, 1); } } // 加载纹理 QImage image("texture.png"); glGenTextures(1, &m_texture); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_texture); glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, image.width(), image.height(), 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, image.constBits()); glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0); // 开启深度测试和面剔除 glEnable(GL_DEPTH_TEST); glEnable(GL_CULL_FACE); } void paintGL() override { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 计算相机矩阵和投影矩阵 QMatrix4x4 cameraMatrix; cameraMatrix.translate(0, 0, -10); QMatrix4x4 projectionMatrix; projectionMatrix.perspective(45, (float)width() / height(), 0.1f, 100.0f); // 绘制模型 m_program.bind(); m_program.setUniformValue("cameraMatrix", cameraMatrix); m_program.setUniformValue("projectionMatrix", projectionMatrix); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_texture); glBindVertexArray(m_vao); for (unsigned int i = 0; i < m_boneMatrices.size(); i++) { m_program.setUniformValue(QString("boneMatrix[%1]").arg(i), m_boneMatrices[i]); } for (unsigned int i = 0; i < m_boneMatrices.size(); i++) { aiMesh* mesh = scene->mMeshes[i]; glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, mesh->mNumVertices); } } private: QOpenGLShaderProgram m_program; GLuint m_vao; GLuint m_texture; QVector<QMatrix4x4> m_boneMatrices; QVector<QVector<QMatrix4x4>> m_boneOffsets; QVector<QHash<QString, int>> m_boneMapping; }; ``` 注:这个代码示例中使用 `m_program` 对象表示 OpenGL 着色器程序,`m_vao` 表示 OpenGL 顶点数组对象,`m_texture` 表示 OpenGL 纹理对象,`m_boneMatrices` 表示骨骼矩阵,`m_boneOffsets` 表示骨骼偏移矩阵,`m_boneMapping` 表示骨骼名称到骨骼索引的映射。其中 `:/shader.vert` 和 `:/shader.frag` 是着色器程序的代码文件,`model.dae` 是包含骨骼动画的模型文件,`texture.png` 是纹理文件。
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