L'animació de targetes de morfologia (morph target animation) és una tècnica utilitzada en la creació d'animacions 3D per deformar models mitjançant la interpolació entre diferents formes (targets). Aquesta tècnica és especialment útil per a animacions facials, on es poden crear expressions complexes combinant diverses formes bàsiques.
Conceptes Clau
- Què és una Targeta de Morfologia?
Una targeta de morfologia és una versió modificada d'un model 3D original. Cada targeta representa una deformació específica del model, com ara una expressió facial o una posició corporal.
- Interpolació de Targetes
La interpolació de targetes és el procés de combinar diverses targetes de morfologia per crear una nova forma. Això es fa ajustant els pesos de cada targeta per determinar la seva influència en la forma final.
- Aplicacions de l'Animació de Targetes de Morfologia
- Animacions Facials: Crear expressions facials realistes combinant diferents targetes de morfologia.
- Deformacions Corporals: Aplicar deformacions a parts del cos per a animacions específiques.
Implementació en DirectX
- Preparació del Model
Abans de començar amb l'animació de targetes de morfologia, necessitem un model 3D amb diverses targetes de morfologia. Aquestes targetes es poden crear en eines de modelatge 3D com Blender o Maya.
- Carregar el Model i les Targetes
Carreguem el model 3D i les seves targetes de morfologia en la nostra aplicació DirectX.
// Exemple de codi per carregar un model 3D i les seves targetes de morfologia Model3D model = LoadModel("path/to/model.obj"); std::vector<Model3D> morphTargets; morphTargets.push_back(LoadModel("path/to/morph_target_1.obj")); morphTargets.push_back(LoadModel("path/to/morph_target_2.obj")); // Afegir més targetes segons sigui necessari
- Interpolació de Targetes en el Vertex Shader
Utilitzem un vertex shader per interpolar entre les targetes de morfologia. Això ens permet deformar el model en temps real.
// Vertex Shader per a la interpolació de targetes de morfologia cbuffer MorphTargetWeights : register(b0) { float weights[NUM_MORPH_TARGETS]; }; struct VS_INPUT { float3 pos : POSITION; float3 normal : NORMAL; float2 tex : TEXCOORD0; float3 morphPos[NUM_MORPH_TARGETS] : POSITION1; }; struct VS_OUTPUT { float4 pos : SV_POSITION; float3 normal : NORMAL; float2 tex : TEXCOORD0; }; VS_OUTPUT main(VS_INPUT input) { VS_OUTPUT output; // Interpolació de la posició float3 finalPos = input.pos; for (int i = 0; i < NUM_MORPH_TARGETS; ++i) { finalPos += weights[i] * (input.morphPos[i] - input.pos); } output.pos = mul(float4(finalPos, 1.0), worldViewProj); output.normal = input.normal; output.tex = input.tex; return output; }
- Ajustar els Pesos de les Targetes
Ajustem els pesos de les targetes de morfologia per crear l'animació desitjada.
// Exemple de codi per ajustar els pesos de les targetes de morfologia float weights[NUM_MORPH_TARGETS] = {0.5f, 0.3f}; // Ajustar segons sigui necessari context->UpdateSubresource(morphTargetWeightsBuffer, 0, nullptr, weights, 0, 0);
Exercici Pràctic
Objectiu
Crear una animació facial simple utilitzant targetes de morfologia.
Passos
- Crear un Model 3D amb Targetes de Morfologia: Utilitza una eina de modelatge 3D per crear un model facial amb diverses expressions (somriure, sorpresa, etc.).
- Carregar el Model i les Targetes en DirectX: Utilitza el codi proporcionat per carregar el model i les targetes.
- Implementar la Interpolació en el Vertex Shader: Utilitza el vertex shader proporcionat per interpolar entre les targetes.
- Ajustar els Pesos per Crear l'Animació: Ajusta els pesos de les targetes per crear una animació facial.
Solució
// Codi complet per carregar el model, interpolar targetes i ajustar pesos Model3D model = LoadModel("path/to/facial_model.obj"); std::vector<Model3D> morphTargets; morphTargets.push_back(LoadModel("path/to/smile.obj")); morphTargets.push_back(LoadModel("path/to/surprise.obj")); float weights[NUM_MORPH_TARGETS] = {0.0f, 0.0f}; while (running) { // Actualitzar pesos per animació weights[0] = sin(time) * 0.5f + 0.5f; // Somriure weights[1] = cos(time) * 0.5f + 0.5f; // Sorpresa context->UpdateSubresource(morphTargetWeightsBuffer, 0, nullptr, weights, 0, 0); // Renderitzar el model RenderModel(model, morphTargets); }
Conclusió
L'animació de targetes de morfologia és una tècnica poderosa per crear deformacions complexes en models 3D. Mitjançant la interpolació de diverses targetes, podem aconseguir animacions realistes i detallades, especialment útils per a expressions facials. Amb la comprensió dels conceptes clau i la implementació pràctica, estàs preparat per aplicar aquesta tècnica en els teus projectes DirectX.
Curs de Programació DirectX
Mòdul 1: Introducció a DirectX
- Què és DirectX?
- Configuració de l'Entorn de Desenvolupament
- Comprendre l'API de DirectX
- Crear la Teva Primera Aplicació DirectX
Mòdul 2: Conceptes Bàsics de Direct3D
- Introducció a Direct3D
- Inicialitzar Direct3D
- Renderitzar un Triangle
- Gestionar el Bucle de Renderització
Mòdul 3: Treballar amb Shaders
Mòdul 4: Tècniques Avançades de Renderització
Mòdul 5: Models 3D i Animació
Mòdul 6: Optimització del Rendiment
- Perfilat i Depuració
- Optimitzar el Rendiment de la Renderització
- Gestió de Memòria
- Multifil en DirectX