04.three官方示例+编辑器+AI快速学习webgl_animation_skinning_additive_blending
// 导入Three.js核心库和辅助工具
import * as THREE from 'three';
import Stats from 'three/addons/libs/stats.module.js'; // 性能统计工具
import { GUI } from 'three/addons/libs/lil-gui.module.min.js'; // GUI控制面板
import { OrbitControls } from 'three/addons/controls/OrbitControls.js'; // 轨道控制器
import { GLTFLoader } from 'three/addons/loaders/GLTFLoader.js'; // GLTF模型加载器
// 全局变量定义
let scene, renderer, camera, stats; // 场景、渲染器、相机和性能统计
let model, skeleton, mixer, clock; // 模型、骨骼辅助工具、动画混合器和时钟
const crossFadeControls = []; // 存储淡入淡出控制按钮的数组
let currentBaseAction = 'idle'; // 当前基础动画动作
const allActions = []; // 存储所有动画动作的数组
// 基础动画动作配置，包含权重信息
const baseActions = {
idle: { weight: 1 },
walk: { weight: 0 },
run: { weight: 0 }
};
// 叠加动画动作配置，包含权重信息
const additiveActions = {
sneak_pose: { weight: 0 },
sad_pose: { weight: 0 },
agree: { weight: 0 },
headShake: { weight: 0 }
};
let panelSettings, numAnimations; // 控制面板设置和动画数量
// 初始化函数
init();
function init() {
// 获取渲染容器
const container = document.getElementById( 'container' );
clock = new THREE.Clock(); // 创建时钟用于计算动画时间增量
// 创建场景并设置背景和雾
scene = new THREE.Scene();
scene.background = new THREE.Color( 0xa0a0a0 );
scene.fog = new THREE.Fog( 0xa0a0a0, 10, 50 );
// 添加半球光，提供自然光照效果
const hemiLight = new THREE.HemisphereLight( 0xffffff, 0x8d8d8d, 3 );
hemiLight.position.set( 0, 20, 0 );
scene.add( hemiLight );
// 添加方向光，用于产生阴影
const dirLight = new THREE.DirectionalLight( 0xffffff, 3 );
dirLight.position.set( 3, 10, 10 );
dirLight.castShadow = true;
// 设置阴影相机参数，控制阴影范围和精度
dirLight.shadow.camera.top = 2;
dirLight.shadow.camera.bottom = - 2;
dirLight.shadow.camera.left = - 2;
dirLight.shadow.camera.right = 2;
dirLight.shadow.camera.near = 0.1;
dirLight.shadow.camera.far = 40;
scene.add( dirLight );
// 创建地面平面
const mesh = new THREE.Mesh( new THREE.PlaneGeometry( 100, 100 ), new THREE.MeshPhongMaterial( { color: 0xcbcbcb, depthWrite: false } ) );
mesh.rotation.x = - Math.PI / 2; // 旋转平面使其水平
mesh.receiveShadow = true; // 地面接收阴影
scene.add( mesh );
// 加载GLTF格式模型
const loader = new GLTFLoader();
loader.load( 'models/gltf/Xbot.glb', function ( gltf ) {
model = gltf.scene; // 获取模型场景对象
scene.add( model ); // 将模型添加到场景中
// 遍历模型的所有对象，设置可投射阴影
model.traverse( function ( object ) {
if ( object.isMesh ) object.castShadow = true;
} );
// 创建骨骼辅助工具，用于可视化骨骼结构
skeleton = new THREE.SkeletonHelper( model );
skeleton.visible = false; // 默认不显示骨骼
scene.add( skeleton );
// 获取模型中的所有动画
const animations = gltf.animations;
mixer = new THREE.AnimationMixer( model ); // 创建动画混合器
numAnimations = animations.length; // 记录动画数量
// 处理所有动画
for ( let i = 0; i !== numAnimations; ++ i ) {
let clip = animations[ i ]; // 获取当前动画片段
const name = clip.name; // 获取动画名称
if ( baseActions[ name ] ) { // 如果是基础动画
// 创建动画动作并激活
const action = mixer.clipAction( clip );
activateAction( action );
baseActions[ name ].action = action; // 存储动画动作
allActions.push( action ); // 将动作添加到所有动作数组
} else if ( additiveActions[ name ] ) { // 如果是叠加动画
// 将动画设置为叠加模式
THREE.AnimationUtils.makeClipAdditive( clip );
// 如果是姿态类动画，提取特定帧作为姿态
if ( clip.name.endsWith( '_pose' ) ) {
clip = THREE.AnimationUtils.subclip( clip, clip.name, 2, 3, 30 );
}
// 创建动画动作并激活
const action = mixer.clipAction( clip );
activateAction( action );
additiveActions[ name ].action = action; // 存储动画动作
allActions.push( action ); // 将动作添加到所有动作数组
}
}
// 创建控制面板
createPanel();
// 设置渲染循环
renderer.setAnimationLoop( animate );
} );
// 初始化WebGL渲染器
renderer = new THREE.WebGLRenderer( { antialias: true } );
renderer.setPixelRatio( window.devicePixelRatio ); // 设置像素比，适配高DPI屏幕
renderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight ); // 设置渲染尺寸
renderer.shadowMap.enabled = true; // 启用阴影渲染
container.appendChild( renderer.domElement ); // 将渲染器DOM元素添加到容器中
// 设置相机
camera = new THREE.PerspectiveCamera( 45, window.innerWidth / window.innerHeight, 1, 100 );
camera.position.set( - 1, 2, 3 );
// 添加轨道控制器，允许用户旋转和缩放场景
const controls = new OrbitControls( camera, renderer.domElement );
controls.enablePan = false; // 禁用平移
controls.enableZoom = false; // 禁用缩放
controls.target.set( 0, 1, 0 ); // 设置控制器目标点
controls.update(); // 更新控制器状态
// 添加性能统计面板
stats = new Stats();
container.appendChild( stats.dom );
// 添加窗口大小变化事件监听，调整相机和渲染器
window.addEventListener( 'resize', onWindowResize );
}
// 创建控制面板函数
function createPanel() {
// 创建GUI面板
const panel = new GUI( { width: 310 } );
// 创建不同功能的折叠面板
const folder1 = panel.addFolder( 'Base Actions' ); // 基础动画控制面板
const folder2 = panel.addFolder( 'Additive Action Weights' ); // 叠加动画权重控制面板
const folder3 = panel.addFolder( 'General Speed' ); // 全局速度控制面板
// 初始化控制面板设置
panelSettings = {
'modify time scale': 1.0 // 动画全局速度设置
};
// 获取所有基础动画名称，并添加"None"选项
const baseNames = [ 'None', ...Object.keys( baseActions ) ];
// 为每个基础动画添加控制按钮
for ( let i = 0, l = baseNames.length; i !== l; ++ i ) {
const name = baseNames[ i ];
const settings = baseActions[ name ];
// 为每个基础动画按钮设置点击事件
panelSettings[ name ] = function () {
// 获取当前和目标动画动作
const currentSettings = baseActions[ currentBaseAction ];
const currentAction = currentSettings ? currentSettings.action : null;
const action = settings ? settings.action : null;
// 如果当前动画和目标动画不同，则执行过渡
if ( currentAction !== action ) {
prepareCrossFade( currentAction, action, 0.35 );
}
};
// 将控制按钮添加到面板并存储到控制数组
crossFadeControls.push( folder1.add( panelSettings, name ) );
}
// 为每个叠加动画添加权重控制滑块
for ( const name of Object.keys( additiveActions ) ) {
const settings = additiveActions[ name ];
// 添加滑块并监听变化
panelSettings[ name ] = settings.weight;
folder2.add( panelSettings, name, 0.0, 1.0, 0.01 ).listen().onChange( function ( weight ) {
setWeight( settings.action, weight ); // 设置动画权重
settings.weight = weight; // 更新设置中的权重值
} );
}
// 添加全局速度控制滑块
folder3.add( panelSettings, 'modify time scale', 0.0, 1.5, 0.01 ).onChange( modifyTimeScale );
// 默认打开所有折叠面板
folder1.open();
folder2.open();
folder3.open();
// 为控制按钮添加激活/禁用状态样式
crossFadeControls.forEach( function ( control ) {
// 设置按钮为非活动状态
control.setInactive = function () {
control.domElement.classList.add( 'control-inactive' );
};
// 设置按钮为活动状态
control.setActive = function () {
control.domElement.classList.remove( 'control-inactive' );
};
// 根据初始权重设置按钮状态
const settings = baseActions[ control.property ];
if ( ! settings || ! settings.weight ) {
control.setInactive();
}
} );
}
// 激活动画动作的函数
function activateAction( action ) {
// 获取动画片段和对应的设置
const clip = action.getClip();
const settings = baseActions[ clip.name ] || additiveActions[ clip.name ];
// 设置动画权重并播放
setWeight( action, settings.weight );
action.play();
}
// 修改动画全局速度的函数
function modifyTimeScale( speed ) {
mixer.timeScale = speed; // 设置动画混合器的时间缩放
}
// 准备动画过渡的函数
function prepareCrossFade( startAction, endAction, duration ) {
// 如果当前动画是"idle"，或者没有起始或目标动画，立即执行过渡
if ( currentBaseAction === 'idle' || ! startAction || ! endAction ) {
executeCrossFade( startAction, endAction, duration );
} else {
// 否则等待当前动画完成当前循环后再执行过渡
synchronizeCrossFade( startAction, endAction, duration );
}
// 更新控制按钮状态
if ( endAction ) {
// 如果有目标动画，更新当前基础动画名称
const clip = endAction.getClip();
currentBaseAction = clip.name;
} else {
// 否则设置为"None"
currentBaseAction = 'None';
}
// 更新所有控制按钮的激活/禁用状态
crossFadeControls.forEach( function ( control ) {
const name = control.property;
if ( name === currentBaseAction ) {
control.setActive(); // 设置为活动状态
} else {
control.setInactive(); // 设置为非活动状态
}
} );
}
// 同步动画过渡的函数，确保在动画循环结束时进行过渡
function synchronizeCrossFade( startAction, endAction, duration ) {
// 添加循环结束事件监听
mixer.addEventListener( 'loop', onLoopFinished );
function onLoopFinished( event ) {
if ( event.action === startAction ) { // 当起始动画完成一个循环
mixer.removeEventListener( 'loop', onLoopFinished ); // 移除事件监听
executeCrossFade( startAction, endAction, duration ); // 执行过渡
}
}
}
// 执行动画过渡的函数
function executeCrossFade( startAction, endAction, duration ) {
if ( endAction ) { // 如果有目标动画
// 设置目标动画权重为1，并重置时间
setWeight( endAction, 1 );
endAction.time = 0;
if ( startAction ) {
// 从起始动画过渡到目标动画（带warping效果）
startAction.crossFadeTo( endAction, duration, true );
} else {
// 淡入目标动画（没有起始动画）
endAction.fadeIn( duration );
}
} else { // 如果没有目标动画
// 淡出起始动画
startAction.fadeOut( duration );
}
}
// 设置动画权重的函数
function setWeight( action, weight ) {
action.enabled = true; // 启用动画
action.setEffectiveTimeScale( 1 ); // 设置时间缩放为1
action.setEffectiveWeight( weight ); // 设置动画权重
}
// 窗口大小变化事件处理函数
function onWindowResize() {
camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight; // 更新相机宽高比
camera.updateProjectionMatrix(); // 更新相机投影矩阵
renderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight ); // 更新渲染器尺寸
}
// 动画循环函数，每一帧都会被调用
function animate() {
// 更新所有动画的权重信息
for ( let i = 0; i !== numAnimations; ++ i ) {
const action = allActions[ i ];
const clip = action.getClip();
// 更新基础动画或叠加动画的权重
const settings = baseActions[ clip.name ] || additiveActions[ clip.name ];
settings.weight = action.getEffectiveWeight();
}
// 获取自上一帧以来的时间增量，用于更新动画混合器
const mixerUpdateDelta = clock.getDelta();
// 更新动画混合器，渲染场景，并更新性能统计
mixer.update( mixerUpdateDelta );
renderer.render( scene, camera );
stats.update();
}