1. Charakteranimation2. PlugIns schreiben und laden

Universität zu Köln

Institut für Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung

WS 2010/2011

Prof. Dr. Manfred Thaller

AM 3 Übung: Softwaretechnologie II Teil 1: Simulation und 3D-Programmierung

Referent: Martin Kolodziej

Charakteranimation - Grundprinzip

• das eigentlich Modell wird als Skin (Haut) betrachtet

• unter der Haut befinden sich Bones (Knochen), die hierarchisch angeordnet sind und ein Skelett bilden (Knochen der Hände sind denen im Arm untergeordnet)

• eigentliche Animation besteht aus Key-Frames

• Bewegung eines Bones wird in Form einer Matrix beschrieben

• Berechnung für jeden Vertex, wie stark dieser vom Bone beeinflusst wird (Bone-Weight, Faktor liegt zwischen [0; 1], 1 = 100%)

• je näher ein Vertex an einem Bone liegt, desto stärker wird er von diesem beeinflusst

• um Rechenkapazitäten zu sparen, werden nur die Bones berechnet, die den Vertex am meisten beeinflussen und speichert deren Index mit

Charakteranimation - Transformation des Vertex:

• Jeder Vertex wird mit der Matrix des Bones transformiert, die ihn beeinflussen

• die Matrizen der Bones mit einem höheren Bone-Weight-Faktor haben einen stärkeren Einfluss auf den Vertex, daher wird jede Matrix mit dem Faktor multipliziert

• somit wird nur eine Transformation benötigt: die Summe der einzelnen Matrizen, multipliziert mit ihrem Faktor, ergibt eine Matrix, die alle in sich vereint

// Struktur für einen Vertex struct SVertex { tbVector3 vPosition; // Position tbVector3 vNormal; // Normalenvektor

// Weitere Angaben ...

// In diesem Beispiel soll jeder Vertex von maximal vier Bones beeinflusst werden. // Wir speichern also vier Bone-Weights und die Indizes der vier Bones, auf die sie // sich beziehen. float afBoneWeight[4]; int aiBoneIndex[4]; }; // Funktion zum Transformieren eines Vertex zu einem bestimmten Zeitpunkt (Animation!) SVertex TransformVertex(const SVertex& Vertex, const float fTime) { tbMatrix amBoneMatrix[4]; // Die folgende Funktion soll die Matrix eines Bones zu einem gewissen Zeitpunkt in // der Animation liefern. Dabei müssen auch hierarchische Beziehungen im Skelett // beachtet werden. for(int i = 0; i < 4; i++) { // Fertige Matrix dieses Bones abfragen amBoneMatrix[i] = GetBoneMatrix(Vertex.aiBoneIndex[i], fTime); } // Nun haben wir die Matrizen der vier Bones, die den Vertex beeinflussen. // Jede Matrix wird mit dem dazugehörigen Bone-Weight-Faktor multipliziert. // Danach addieren wir alle Matrizen. tbMatrix mTranformation = amBoneMatrix[0] * Vertex.afBoneWeight[0] + amBoneMatrix[1] * Vertex.afBoneWeight[1] + amBoneMatrix[2] * Vertex.afBoneWeight[2] + amBoneMatrix[3] * Vertex.afBoneWeight[3];

// Vertex transformieren SVertex Result = Vertex; Result.vPosition = tbVector3TransformCoords(Vertex.vPosition, mTransformation); Result.vNormal = tbVector3TransformNormal(Vertex.vNormal, mTransformation);

return Result; }

Charakteranimation - Skinning mit D3DX:

• Geometry-Blending• Indexed Vertex Blending

PlugIns schreiben und laden

PlugIns schreiben und laden

DLL-Dateien -> dynamische Bibliotheken

Problem:•Ein Programm, das durch PlugIns erweitert werden soll, weiß natürlich zur Kompilierzeit nichts von diesen PlugIns. Darum benötigen wir eine Methode, wie wir DLL-Dateien zur Laufzeit explizit laden können.

DLL-Dateien explizit laden

// DLL-Datei von Direct3D 9 laden

HMODULE hDLL = LoadLibrary("D3D9.dll");

if(!hDLL)

{

// Fehler!

// Wahrscheinlich ist DirectX 9 nicht installiert ...

// ...

}

// ...

// DLL-Datei wieder freigeben

FreeLibrary(hDLL);

Adresse einer Funktion abfragen

// DLL-Datei "WinMM.dll" laden HMODULE hDLL = LoadLibrary("WinMM.dll");

if(!hDLL) { // Fehler! ...}

// Die Funktion "sndPlaySoundA" aus der DLL-Datei laden BOOL (__stdcall* pFunc)(LPCSTR, UINT); pFunc = (BOOL (__stdcall*)(LPCSTR, UINT))(GetProcAddress(hDLL, "sndPlaySoundA"));

if(!pFunc) { // Fehler! ... }

// Jetzt rufen wir die geladene Funktion auf. pFunc("C:\\Windows\\Media\\Ding.wav", SND_SYNC);

// DLL-Datei wieder freigeben FreeLibrary(hDLL);

DLL-Dateien erzeugen

// DLL-Hauptfunktion BOOL APIENTRY DllMain(HMODULE hModule, DWORD dwReasonForCall, LPVOID pvReserved){

switch(dwReasonForCall) { case DLL_PROCESS_ATTACH: // Die DLL-Datei wird geladen und einem Prozess zugewiesen. break; case DLL_PROCESS_DETACH: // Die DLL-Datei wird entladen. break; } return TRUE; }

Funktionen und Klassen

extern "C" {

// Erste Version ohne Parameter __declspec(dllexport) void Test() { MessageBox(NULL, "Hallo! Ich bin Test ohne Parameter!", "Hallo", MB_OK); }

// Zweite Version mit einem int-Parameter __declspec(dllexport) void Test(int i) { MessageBox(NULL, "Hallo! Ich bin aber auch Test, mit Parameter!", "Hallo", MB_OK); } }

Zugriff auf Variablen

int g_iTest = 19850903;

extern "C"

{

// Funktion zum Liefern eines Zeigers auf die Variable g_iTest

__declspec(dllexport) int* GetTest()

{

return &g_iTest;

}

}

Kommunikation zwischen Anwendung und PlugIn

• Beim Start des Programms wird der PlugIns-Ordner durchsucht mit FindFirstFile() und FindNextFile()

• Jede DLL wird mit LoadLibrary() geladenHMODULE-Werte werden in einer globalen Tabelle gespeichert, sofern keine Fehler auftreten

• Jedes Plugin muss mehrere Funktionen mit festem Namen definieren:

• Init für die Initialisierung• Exit für das Herunterfahren• GetInfo, um Informationen wie Name, Autor und Version abzufragen• Setup, um dem PlugIn wichtige Variablen des Programms mitzuteilen, wie zum Beispiel

den Handle des Fensters und Zeiger auf wichtige Funktionen des Programms

• Wenn das PlugIn beispielsweise einen neuen Menüeintrag erzeugt hat, muss das Programm einen Klick darauf an das PlugIn weiterleiten.

• Am Ende werden alle DLLs entladen, nachdem Exit aufgerufen wurde.

Vielen Dank!