Skeletal animation pomocí quaternionů

[klapauciusk]

Ahoj lidi, tak zas mám malej problém s implementací animací:-/ Chtěl jsem použít místo matic quaterniony, abych na gpu posílal co nejméně informací, narazil jsem ale na problém. Teď nevím, zda jsem úplně mimo, nebo je to fakt, ale abych mohl implementovat skeletární animace, tak mi nestačí na gpu posílat pouze quaternion s rotací a pozici kosti, ale musím poslat i pozici, podle které se rotuje, je to tak? Nebo lze nějak připočítat rotation axis do quaternionu?

Funkce ve vertex shaderu aktuálně vypadá pak takto:

[klapauciusk]

Hmm, koukám, že jsem se s problémem moc netrefil

[pcmaster]

Kua, ja som mal aj nieco rozpisane, ale potom som to zabudol odoslat

Takze, quaternion je pre teba 100% nahradou 3x3 rotacnej (pod)matice (nema shear, scale, je ortogonalna a ortonormalna). K tomu este musis prihodit poziciu (3-4 cisla). Takze namiesto 16 cisel mas 7-8 cisel a mas 100% tu istu informacnu hodnotu. To je vyhra nie?

Aj operacii pri nasobeni tam bude menej, ale netreba zabudat na to, ze GPU robi maticove nasobenie kurva rychlo, no analyzu poctu instrukcii nemam.

Repete: ci tam posles maticu 4x4, kde mas rotaciu aj translaciu je 100% ekvivalentne (v nasom pripade) s tym, ked tam posles kvaternion + translaciu.

Pozicia okolo ktorej rotujes je obycajne predchadzajuci klb (joint, pekne slovo ) na tvojej kostre. Tvoje rotacie budu lokalne, takze ho potrebujes.

Ja si to predstavujem tak, ze tam posles celu kostru, co je normalny strom, kde v kazdom uzle je 4x4 matica (pripadne ekvivalent) a odkaz na predchadzajuci (index). No a pomocou toho budes animovat. Kazdy vertex potom musi poznat index svojho klbu (pripadne viacero indexov a vah klbov), na ktory je naviazany. A to je cela informacia.
_________________
Off-topic flame-war addict since the very beginning. Registered since Oct. 2003!
Interproductum fimi omne est.

[klapauciusk]

Super, díky za odpověď. Alespoň jsi mi potvrdil mou domněnku.
Quaterniony používám, protože se snažím posílat menší počet hodnot do shaderu. Model využívá poměrně dost kostí a při GLSL 1.2 bych nezvládl dostat tak velké pole do vertex shaderu - narazil jsem na omezení. S Quaternionem + pozicí se mi to daří.

Pole kostí (rotací a pozic), které posílám do shaderu, mám již přednásobené z exporteru, takže jej posílám jen jako lineární seznam. Kosti pak nemusí nést informaci o svých rodičích.

[Marek]

Používání quaternionů je dobrý nápad. Ještě malej postřeh: Pokud je 3x3 matice ortogonální a ortonormální a známe točivost prostoru, stačí uložit 2x2 submatici a zbytek dopočítat.

[klapauciusk]

[Ladis]

[nou]

ta 3x3 matica su tri vektory su na seba kolme maju jednotkovu dlzku. takze ked mas 2x2 tak si vies dopocitat tretiu zlozku tychto dvoch vektorov x*x+y*y+z*z=1 a x1*x2+y1*y2+z1*z*2=0 a treti je uz hracka kedze je to vektorovy sucin tychto vektorov.
_________________
Najjednoduchšie chyby sa najtažšie hľadajú.

[klapauciusk]

Jasný, omlouvám se. Zmátl mne pojem točivost prostoru. Už je mi to jasné

[pcmaster]

Vidis, to je zaujimave zistenie a to tym, ze rotaciu v 3D menej ako 4 cislami jednoducho nepopises! Otazka uz len je, co bude uspornejsie na vypocet.
_________________
Off-topic flame-war addict since the very beginning. Registered since Oct. 2003!
Interproductum fimi omne est.

[klapauciusk]

[Marek]

Jaké nebezpečí? Víš, co to vůbec Gimbal Lock je? Vážně to není problém. Je to vlastnost, která většinou nevadí.

pcmaster> Slyšel jsi někdy o exponenciálních mapách? Dá se pomocí toho reprezentovat rotační osa a úhel ve třech proměnných. Nevím o tom, že by to někdo používal.
_________________
AMD Open Source Graphics Driver Developer

[klapauciusk]

[Marek]

Nechť pořadí aplikace Eulerových úhlů je ZXY. Když se v 3D fps hře podíváš přesně nahoru (směr osy Y), tak si všimneš, že když se rozhlížíš doleva a doprava, tak se motáš kolem té jedné osy. Jenomže úplně stejnou rotaci můžeš dosáhnout i kolem osy Z (směr pohledu), takže když je rotace kolem osy X +- 90 stupnu, pak rotace kolem osy Y = rotace kolem osy Z, to je Gimbal Lock. Více různých Eulerových úhlů tedy může popisovat úplně stejnou rotaci, takže máš více možností jak převést 3x3 matici na Eulerovy úhly.

Já tedy říkám: Gimbal Lock - mňam.

BTW pokud děláš 3D fps, tak bez Eulerových úhlů neuděláš kameru.
_________________
AMD Open Source Graphics Driver Developer

[klapauciusk]

FPS nedělám

Děkuji za vysvětlení. Tohle spojení mi nikdy nedošlo