Open Cascade 7.7.1 动画 AIS_Animation _动画

1. 简介
3D动画效果在一些软件中很常见，动画有助于使用者观察模型或视角的变化轨迹，避免画面突变，提升交互体验。
在OCC中3D视图中显示物体位置动画变换和相机视角动画变换是由实现的。对象变换动画为、相机变换动画为：
2. 使用方法
由于没有单独的渲染子线程，动画时采用阻塞主线程的方式刷新的：
Handle(AIS_Animation) anim = ...;anim_object->SetOwnDuration(obj_duration); // 设置时间ais_animation->StartTimer(0, 1.0, true); // 开始定时器while (!anim->IsStopped()){anim->UpdateTimer();_context->UpdateCurrentViewer();}
一个动画可以理解为一个时间轴，在一个时间轴上通过方法Add添加多个动画，实现同时播放多个动画的效果。因为的继承关系，对象动画和相机动画是可以同时播放的，如2.3节所示。
//! Add single animation to the timeline.//! @param theAnimation input animationStandard_EXPORT void Add (const Handle(AIS_Animation)& theAnimation);
多个动画时间轴的效果与视频编辑中的时间轴类似。
2.1. 对象变换动画
初始化接口为：

文章插图
【Open Cascade 7.7.1 动画 AIS_Animation】

//! Constructor with initialization.//! Note that start/end transformations specify exactly local transformation of the object,//! not the transformation to be applied to existing local transformation.//! @param[in] theAnimationName animation identifier//! @param[in] theContextinteractive context where object have been displayed//! @param[in] theObjectobject to apply local transformation//! @param[in] theTrsfStartlocal transformation at the start of animation (e.g. theObject->LocalTransformation())//! @param[in] theTrsfEndlocal transformation at the endof animationStandard_EXPORT AIS_AnimationObject (const TCollection_AsciiString& theAnimationName,const Handle(AIS_InteractiveContext)& theContext,const Handle(AIS_InteractiveObject)&theObject,const gp_Trsf& theTrsfStart,const gp_Trsf& theTrsfEnd);

这里需要注意，输入参数的和是指对象的 “局部变换”——是对象位置的绝对值、而非相对值，例如可以直接取对象当前的位置变换 ->() 。而当起始变换不是对象当前位置的变换 ->() 时，对象会出现跳动的现象，即由指定的起始位置变换到终止位置，而与当前位置无关。例如，对象起始位置为单位变换，终止位置为绕轴ax1旋转90°，实现代码：

gp_Trsf start_trsf, end_trsf;gp_Ax1 ax1(gp_Pnt(10, 0, 0), gp_Vec(0, 1, 0));end_trsf.SetRotation(ax1, M_PI_2);Handle(AIS_AnimationObject) ani_object = new AIS_AnimationObject("Object", _context, first_obj, start_pnt, end_pnt);

重复执行上一段代码，会出现跳动的现象：
这里引入了一个概念：对象位置。可以简单理解为物体在渲染时，对物体本身的三角形数据施加一个变换，从而将物体显示在所需的位置。例如，希望将一个球心在原点的单位球，渲染显示在(10, 10, 10)这个位置，只需设置物体显示对象的位置变换即可：

Handle(AIS_InteractiveObject) ais_ball;gp_Trsf ball_trsf;ball_trsf.SetTranslation(gp_Vec(10, 10, 10));ais_ball->SetLocalTransformation(ball_trsf);

详细可参考OCC官方文档：t
2.2. 相机变换动画

//! Define camera start position.void SetCameraStart (const Handle(Graphic3d_Camera)& theCameraStart) { myCamStart = theCameraStart; }//! Define camera end position.void SetCameraEnd (const Handle(Graphic3d_Camera)& theCameraEnd) { myCamEnd = theCameraEnd; }

视角切换动画是在两个相机视角之间完成的，分别设置起始相机位置、终止相机位置。实现代码：

gp_Trsf end_trsf;gp_Ax1 ax1(gp_Pnt(10, 0, 0), gp_Vec(0, 1, 0));end_trsf.SetRotation(ax1, M_PI_2);Handle(Graphic3d_Camera) camera_start = _view->GetView()->Camera();Handle(Graphic3d_Camera) camera_end = new Graphic3d_Camera();camera_end->Copy(camera_start);camera_end->Transform(end_trsf);Handle(AIS_AnimationCamera) ani_camera = new AIS_AnimationCamera("Camera", _view->GetView());ani_camera->SetCameraStart(camera_start);ani_camera->SetCameraEnd(camera_end);

文章插图
将相机绕轴ax1正向旋转90° 。注意：在同一个3D视图中相机变换和模型变换在视觉上是相反的。
2.3. 多对象+相机同时变换动画
3. OCC 7.7.1 升级说明
在 OCC 7.7.1 版本中优化了对旋转变换的支持，新增专门针对旋转变换的对象动画ation，以解决此前版本中对象旋转动画中间过程不正确的问题（绕轴旋转动画中间过程不正确），参考 OCC 开发者对该问题的回复。
以对象变换动画为例，更新动画帧时以变换插值的方式获取中间变换，即分别对平移、旋转、缩放进行插值，并组合成新的变换，无法得到正确的变换路径。

void NCollection_Lerp::Interpolate (double theT, gp_Trsf& theResult) const{...gp_XYZ aLoc;gp_Quaternion aRot;Standard_Real aScale = 1.0;myLocLerp.Interpolate (theT, aLoc);myRotLerp.Interpolate (theT, aRot);myScaleLerp.Interpolate (theT, aScale);theResult = gp_Trsf();theResult.SetRotation (aRot);theResult.SetTranslationPart (aLoc);theResult.SetScaleFactor (aScale);}

因此在之前版本或新版本使用，对象变换动画的效果为：
但是，对于绕轴旋转的相机动画，在最新版 OCC 7.7.1 中仍无法得到正确的中间过程。显然，这同样是因为动画中对的平移分量、旋转分量分别采用线性插值引起的。
4. 疑问如何才能使动画对任意变换均沿着正确的变换路径播放呢？动画实际播放时间小于主线程阻塞时间？动画快速播放完成后，仍阻塞至设定时间结束。
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本文源码