第一，了解骨骼結(jié)構(gòu)（Skeletal Structures）和骨層級(jí)（Bone Hierarchies）：
骨骼結(jié)構(gòu)就是連續(xù)很多的骨頭（Bone）相結(jié)合，形成的骨層級(jí)。第一個(gè)骨頭叫做根骨（root bone）,是形成骨骼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)。其它所有的骨骼作為孩子骨（child bone）或者兄弟骨（sibling bone）附加在根骨之上。所謂的“骨”用一個(gè)幀（frame）對(duì)象表示。在Directx中，用一個(gè)D3DXFRAME結(jié)構(gòu)或者X文件中的Frame template來表示幀對(duì)象。下面看一下Frame template和D3DXFRAME結(jié)構(gòu)的定義：
template Frame
{
< 3D82AB46-62DA-11cf-AB39-0020AF71E433 >
FrameTransformMatrix frameTransformMatrix; // 骨骼相對(duì)于父節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)變換矩陣，就是一個(gè)matrix
Mesh mesh; // 骨骼的Mesh
}
typedef struct _D3DXFRAME
{
LPSTR Name; // 骨骼名稱
D3DXMATRIX TransformationMatrix; // 相對(duì)與父節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)變換矩陣
LPD3DXMESHCONTAINER pMeshContainer; // LPD3DXMESHCONTAINER對(duì)象，
//用來加載MESH，還有一些附加屬性,見SDK
struct _D3DXFRAME *pFrameSibling; // 兄弟節(jié)點(diǎn)指針，和下面的子節(jié)點(diǎn)指針
// 一塊作用構(gòu)成骨骼的層次結(jié)構(gòu)。
struct _D3DXFRAME *pFrameFirstChild; // 子節(jié)點(diǎn)指針
} D3DXFRAME, *LPD3DXFRAME;
注意D3DXFRAME * pFrameSibling和D3DXFRAME * pFrameFirstChild，主要是利用這兩個(gè)指針形成骨層級(jí)。pFrameSibling把一個(gè)骨頭連接到兄弟層級(jí)，相對(duì)的，pFrameFirstChild把一個(gè)骨頭連接到子層級(jí)。通常，你需要用建模軟件為你的程序創(chuàng)建那些骨骼結(jié)構(gòu)，輸出骨層級(jí)到X文件以便使用。Microsoft有3D Studio Max和Maya的輸出插件（exporter），可以輸出骨骼和動(dòng)畫數(shù)據(jù)到X文件。很多建模程序也都有這樣的功能。
利用D3DXFRAME pointers指針形成了一個(gè)兄弟幀和孩子幀的鏈表。
在前面template Frame中已經(jīng)提及過每個(gè)Frame數(shù)據(jù)對(duì)象中存放著一個(gè)變換矩陣，這個(gè)矩陣描述了該骨骼相對(duì)于父骨骼的位置。另外在根Frame數(shù)據(jù)對(duì)象中內(nèi)嵌了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Mesh數(shù)據(jù)對(duì)象。Frame定義了骨骼的層級(jí)，而Mesh中的SkinWeights數(shù)據(jù)對(duì)象定義了Frame代表的骨頭。我們用D3DXFRAME結(jié)構(gòu)容納從X文件加載進(jìn)來的Frame數(shù)據(jù)對(duì)象。為了更好的容納Frame數(shù)據(jù)對(duì)象，我們需要擴(kuò)展下D3DXFRAME結(jié)構(gòu)：
struct D3DXFRAME_EX : D3DXFRAME
{
D3DXMATRIX matCombined; // 組合變換矩陣，用于儲(chǔ)存變換的骨骼矩陣
D3DXMATRIX matOriginal; // 從X文件加載的原始變換矩陣
D3DXFRAME_EX()
{
Name = NULL;
pMeshContainer = NULL;
pFrameSibling = pFrameFirstChild = NULL;
D3DXMatrixIdentity(&matCombined);
D3DXMatrixIdentity(&matOriginal);
D3DXMatrixIdentity(&TransformationMatrix);
}
~D3DXFRAME_EX()
{
delete [] Name; Name = NULL;
delete pFrameSibling; pFrameSibling = NULL;
delete pFrameFirstChild; pFrameFirstChild = NULL;
}
}
利用我們以前介紹的cXParse類可以遍歷X文件的數(shù)據(jù)對(duì)象，從而加載出Frame數(shù)據(jù)對(duì)象。下面的代碼都是寫在方法ParseObject中，如下：
// 判斷當(dāng)前分析的是不是Frame節(jié)點(diǎn)
if( objGUID == TID_D3DRMFrame )
{
// 引用對(duì)象直接返回，不需要做分析。一個(gè)數(shù)據(jù)段實(shí)際定義一次后可以被其他模板引用,例
//如后面的Animation動(dòng)畫模板就會(huì)引用這里的Frame
// 節(jié)點(diǎn)，標(biāo)識(shí)動(dòng)畫關(guān)聯(lián)的骨骼。
if( pDataObj->IsReference() )
return true;
// D3DXFRAME_EX為D3DXFRAME的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，增加些數(shù)據(jù)成員
D3DXFRAME_EX *pFrame = new D3DXFRAME_EX();
// 得到名稱
pFrame->Name = GetObjectName( pDataObj );
// 注意觀察文件就可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)Frame要么是根Frame，父節(jié)點(diǎn)不存在， 要么作為某
//個(gè)Frame的孩子Frame而存在。
if( NULL == pData )
{
// 作為根節(jié)點(diǎn)的兄弟節(jié)點(diǎn)加入鏈表。
pFrame->pFrameSibling = m_pRootFrame;
m_pRootFrame = pFrame;
pFrame = NULL;
// 將自定義數(shù)據(jù)指針指向自己，供子節(jié)點(diǎn)引用。
pData = ( void** )&m_pRootFrame;
}
else
{
// 作為傳入節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)
D3DXFRAME_EX *pDataFrame = ( D3DXFRAME_EX* )( *pData );
pFrame->pFrameSibling = pDataFrame->pFrameFirstChild;
pDataFrame->pFrameFirstChild = pFrame;
pFrame = NULL;
pData = ( void** )&pDataFrame->pFrameFirstChild;
}
}
記住我們只需要做一件事情，判斷類型，分配匹配的對(duì)象然后拷貝數(shù)據(jù)，下面來分析Frame中的matrix,
// frame的坐標(biāo)變換矩陣, 因?yàn)閙atrix必然屬于某個(gè)Frame所以pData必須有效
else if( objGUID == TID_D3DRMFrameTransformMatrix && pData )
{
// 我們可以肯定pData指向某個(gè)Frame
D3DXFRAME_EX *pDataFrame = ( D3DXFRAME_EX* )( *pData );
// 先取得緩沖區(qū)大小，應(yīng)該是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的4x4矩陣
DWORD size = 0;
LPCVOID buffer = NULL;
hr = pDataObj->Lock( &size, &buffer );
if( FAILED( hr ) )
return false;
// 拷貝數(shù)據(jù)
if( size == sizeof( D3DXMATRIX ) )
{
memcpy( &pDataFrame->TransformationMatrix, buffer, size );
pDataObj->Unlock();
pDataFrame->matOriginal = pDataFrame->TransformationMatrix;
}
}
第二，修改和更新骨骼層級(jí)：
加載完骨骼層級(jí)之后，你可以操作它，更改骨骼的方位。你需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)遞歸函數(shù)，按照名字找到相應(yīng)的Frame數(shù)據(jù)對(duì)象。這個(gè)函數(shù)如下：
D3DXFRAME_EX *FindFrame(D3DXFRAME_EX *Frame, char *Name)
{
if(Frame && Frame->Name && Name) {
// 如果名字找到，返回一個(gè)Frame指針
if(!strcmp(Frame->Name, Name)) // strcmp函數(shù)比較兩個(gè)字符串，如果兩個(gè)字符串相等，返回0
return Frame;
}
// 在sibling frames找匹配的名字
if(Frame && Frame->pFrameSibling) {
D3DXFRAME_EX *FramePtr = FindFrame((D3DXFRAME_EX*)Frame->pFrameSibling, Name);
if(FramePtr)
return FramePtr;
}
// 在child frames找匹配的名字
if(Frame && Frame->pFrameFirstChild) {
D3DXFRAME_EX *FramePtr = FindFrame((D3DXFRAME_EX*)Frame->pFrameFirstChild,Name);
if(FramePtr)
return FramePtr;
}
// 如果沒有找到，返回 NULL
return NULL;
}
如果你想找到一個(gè)叫“Leg”的Frame，可以把“Leg”傳入FindFrame函數(shù)，并且提供指向RootFrame的指針：
// pRootframe 為D3DXFRAME_EX root frame 指針
D3DXFRAME_EX *Frame = FindFrame(pRootFrame, "Leg");
if(Frame) {
// 可以在這里做一些處理，比如旋轉(zhuǎn)操作
// 你在這里可以稍微的旋轉(zhuǎn)這個(gè)骨頭
D3DXMatrixRotationY(&Frame->TransformationMatrix, 1.57f);
}
一旦你修改變換骨頭，你需要更新整個(gè)骨骼層級(jí)，也就是把變換的組合矩陣存入D3DXFRAME_EX結(jié)構(gòu)的matCombined成員中，用于后面的渲染。下面的函數(shù)應(yīng)該增加到D3DXFRAME_EX結(jié)構(gòu)中，如下：
void UpdateHierarchy(D3DXMATRIX *matTransformation = NULL)
{
D3DXFRAME_EX *pFramePtr;
D3DXMATRIX matIdentity;
// 如果為空，用一個(gè)全同矩陣
if(!matTransformation) {
D3DXMatrixIdentity(&matIdentity);
matTransformation = &matIdentity;
}
// 把變換矩陣組合到matCombined中
matCombined = TransformationMatrix * (*matTransformation);
// 更新兄弟層級(jí)
if((pFramePtr = (D3DXFRAME_EX*)pFrameSibling))
pFramePtr->UpdateHierarchy(matTransformation);
// 更新孩子層級(jí)
if((pFramePtr = (D3DXFRAME_EX*)pFrameFirstChild))
pFramePtr->UpdateHierarchy(&matCombined);
}
現(xiàn)在matCombined儲(chǔ)存著每個(gè)骨骼相對(duì)于原點(diǎn)的變換矩陣，然后只要把各個(gè)頂點(diǎn)附在相應(yīng)的骨骼上，就能渲染了。
第三，使用蒙皮網(wǎng)格：
蒙皮網(wǎng)格和普通網(wǎng)格的唯一不同點(diǎn)就是看XskinMeshHeader和SkinWeights模版是否存在。如果把這兩個(gè)模版從任何一個(gè)蒙皮網(wǎng)格里面移走的話，就可以得到一個(gè)普通網(wǎng)格。在X文件中，我們將會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)GUID為TID_D3DRMMesh的模版，這表示模版里面存有一個(gè)網(wǎng)格。利用D3D的幫助函數(shù)D3DXLoadSkinMeshFromXof將會(huì)加載蒙皮網(wǎng)格和其它補(bǔ)充性數(shù)據(jù)。只需要向它傳遞一個(gè)IDirectXFileData指針，然后它將為你做剩下的事情。現(xiàn)在介紹下D3DXLoadSkinMeshFromXof函數(shù)：
HRESULT D3DXLoadSkinMeshFromXof(
LPD3DXFILEDATA pxofMesh, //X文件數(shù)據(jù)接口
DWORD Options, //加載參數(shù)
LPDIRECT3DDEVICE9 pD3DDevice, //使用的三維設(shè)備
LPD3DXBUFFER * ppAdjacency, //鄰接信息緩沖接口
LPD3DXBUFFER * ppMaterials, //材質(zhì)緩沖接口
LPD3DXBUFFER * ppEffectInstances, //效果實(shí)例接口
DWORD * pMatOut, //材質(zhì)數(shù)
LPD3DXSKININFO * ppSkinInfo, //蒙皮信息接口
LPD3DXMESH * ppMesh //加載的網(wǎng)格模型接口
);