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学习threejs，通过SkinnedMesh来创建骨骼和蒙皮动画

article 2024/11/23 2:41:40

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👨‍⚕️ 收录于专栏：threejs gis工程师

文章目录

一、🍀前言
- 1.1 ☘️THREE.SkinnedMesh 蒙皮网格
二、🍀通过SkinnedMesh来创建骨骼和蒙皮动画
- 1. ☘️实现思路
- 2. ☘️代码样例

一、🍀前言

本文详细介绍如何基于threejs在三维场景中通过SkinnedMesh来创建骨骼和蒙皮动画，亲测可用。希望能帮助到您。一起学习，加油！加油！

1.1 ☘️THREE.SkinnedMesh 蒙皮网格

THREE.SkinnedMesh具有Skeleton（骨架）和bones（骨骼）的网格，可用于给几何体上的顶点添加动画。其材质必须支持蒙皮，并且已经启用了蒙皮
创建方法：
SkinnedMesh( geometry : BufferGeometry, material : Material )
geometry：一个BufferGeometry实例。
material：（可选）一个Material实例，默认值是一个新的MeshBasicMaterial。
属性：
bindMode：string “attached”（附加）或者“detached”（分离）。“attached”使用SkinnedMesh.matrixWorld 属性作为对骨骼的基本变换矩阵，“detached”则使用SkinnedMesh.bindMatrix。默认值是“attached”。
bindMatrix：Matrix4 该基础矩阵用于绑定骨骼的变换。
bindMatrixInverse：Matrix4 该基础矩阵用于重置绑定骨骼的变换。
isSkinnedMesh：用于检查这个类或者其派生类是否为蒙皮网格，默认值为true。
skeleton：用于表示蒙皮网格中骨骼的层次结构的Skeleton（骨架）。
方法：
（1）bind ( skeleton : Skeleton, bindMatrix : Matrix4 )：null
skeleton —— 由一棵Bones树创建的Skeleton。
bindMatrix —— 表示骨架基本变换的Matrix4（4x4矩阵）。
将骨架绑定到一个蒙皮网格上。bindMatrix会被保存到.bindMatrix属性中，其逆矩阵.bindMatrixInverse也会被计算出来。
（2）clone () : SkinnedMesh
返回当前SkinnedMesh对象的一个克隆及其任何后代。
（3）normalizeSkinWeights () : null
标准化蒙皮的权重。
（4）pose ()：null
这个方法设置了在“休息”状态下蒙皮网格的姿势（重置姿势）。
（5）updateMatrixWorld ( force : Boolean ) ：null
更新MatrixWorld矩阵。

二、🍀通过SkinnedMesh来创建骨骼和蒙皮动画

1. ☘️实现思路

1、初始化renderer渲染器
2、初始化Scene三维场景
3、初始化camera相机，定义相机位置 camera.position.set，设置相机方向camera.lookAt。
4、初始化THREE.AmbientLight环境光源，scene场景加入环境光源，初始化THREE.PointLight点光源，设置点光源位置，设置点光源投影，scene添加点光源。
5、加载几何模型：创建THREE.AxesHelper坐标辅助工具，创建THREE.JSONLoader加载器加载hand1.js json模型文件，生成geometry几何体，根据生成的几何体创建THREE.SkinnedMesh蒙皮网格，设置mesh的旋转角度和位置。传入参数mesh创建THREE.SkeletonHelper可视化骨骼结构对象skeletonHelper。场景scene中加入mesh和skeletonHelper。创建间隔动画initTween，定义mesh的骨骼和蒙皮动画。具体代码参考代码样例。
6、加入controls、gui控制（控制skeletonHelper的显示、隐藏和动画的播放），加入stats监控器，监控帧数信息。

2. ☘️代码样例

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>learn49(通过SkinnedMesh来创建骨骼和蒙皮动画)</title>
   <!-- <script src="lib/threejs/127/three.js-master/build/three.js"></script>
    <script src="lib/threejs/127/three.js-master/examples/js/controls/OrbitControls.js"></script>-->
    <script src="lib/threejs/91/three.js"></script>
    <script src="https://johnson2heng.github.io/three.js-demo/lib/js/controls/OrbitControls.js"></script>
    <script src="https://cdn.bootcss.com/tween.js/r14/Tween.min.js"></script>
    <script src="lib/threejs/127/three.js-master/examples/js/libs/stats.min.js"></script>
    <script src="lib/threejs/127/three.js-master/examples/js/libs/dat.gui.min.js"></script>
    <script src="lib/js/Detector.js"></script>
</head>
<style type="text/css">
    html, body {
        margin: 0;
        height: 100%;
    }

    canvas {
        display: block;
    }

</style>
<body onload="draw()">
</body>
<script>
  var renderer
  var initRender = () => {
    renderer = new THREE.WebGLRenderer({antialias: true})
    renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio)
    renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight)
    renderer.setClearColor(0xeeeeee)
    document.body.appendChild(renderer.domElement)
  }
  var scene
  var initScene = () => {
    scene = new THREE.Scene()
  }
  var camera
  var initCamera = () => {
    camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000)
    camera.position.set(0, 40, 50)
  }
  var light
  var initLight = () => {
    scene.add(new THREE.AmbientLight(0x444444))
    light = new THREE.PointLight(0xffffff)
    light.position.set(0, 50, 0)
    light.castShadow = true
    scene.add(light)
  }
  var mesh, tween, skeletonHelper
  var initModel = () => {
    var helper = new THREE.AxesHelper(50)
    scene.add(helper)
    var loader = new THREE.JSONLoader()
    loader.load('data/model/hand1/hand1.js', geometry => {
      mesh = new THREE.SkinnedMesh(geometry, new THREE.MeshLambertMaterial({
        color: 0xf4b397,
        skinning: true
      }))
      mesh.rotation.x = 0.5 * Math.PI
      mesh.rotation.z = 0.7 * Math.PI
      mesh.scale.set(10, 10, 10)

      skeletonHelper = new THREE.SkeletonHelper(mesh)
      skeletonHelper.visible = false
      scene.add(skeletonHelper)

      scene.add(mesh)
      tween.start()
    })
  }
  var initTween = () => {
    tween = new TWEEN.Tween({pos: -1})
      .to({pos: 0}, 3000)
      .easing(TWEEN.Easing.Cubic.InOut)
      .yoyo(true)
      .repeat(Infinity) //一直循环
    tween.onUpdate(function () {
      var pos = this.pos
      // 旋转手指的方向
      mesh.skeleton.bones[5].rotation.set(0, 0, pos)
      mesh.skeleton.bones[6].rotation.set(0, 0, pos)
      mesh.skeleton.bones[10].rotation.set(0, 0, pos)
      mesh.skeleton.bones[11].rotation.set(0, 0, pos)
      mesh.skeleton.bones[15].rotation.set(0, 0, pos)
      mesh.skeleton.bones[16].rotation.set(0, 0, pos)
      mesh.skeleton.bones[20].rotation.set(0, 0, pos)
      mesh.skeleton.bones[21].rotation.set(0, 0, pos)

      // 旋转手腕
      mesh.skeleton.bones[1].rotation.set(pos, 0, 0)
    })
  }
  var stats
  var initStats = () => {
    stats = new Stats()
    document.body.appendChild(stats.dom)
  }
  var controls
  var initControls = () => {
    controls = new THREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement)
    controls.enableDamping = true
  }
  var gui, animation = true
  var initGui = () => {
    gui = {
      animation: true,
      helper: false
    }
   var datGui = new dat.GUI()
    datGui.add(gui, 'animation').onChange(e => {
      animation = e
    })
    datGui.add(gui, 'helper').onChange(e => {
      skeletonHelper.visible = e
    })
  }
  var render = () => {
    animation && TWEEN.update()
    controls.update()
  }
  var onWindowResize = () => {
    camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight
    camera.updateProjectionMatrix()
    renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight)
  }
  var animate = () => {
    render()
    stats.update()
    renderer.render(scene, camera)
    requestAnimationFrame(animate)
  }
  var draw = () => {
    if (!Detector.webgl) Detector.addGetWebGLMessage()

    initRender()
    initScene()
    initCamera()
    initLight()
    initModel()
    initControls()
    initStats()
    initGui()
    initTween()

    animate()

    window.onresize = onWindowResize
  }
</script>
</html>