cocos2dx骨骼动画Armature源码剖析(一)

cocos2dx从编辑器(cocostudio或flash插件dragonBones)得到xml或json数据，调用类似如下所示代码就可以展示出动画效果

ArmatureDataManager::getInstance()->addArmatureFileInfoAsync(
  "armature/Dragon.png", "armature/Dragon.plist", "armature/Dragon.xml",
   this, schedule_selector(TestAsynchronousLoading::dataLoaded));
Armature *armature = nullptr;
armature = Armature::create("Dragon");
armature->getAnimation()->playWithIndex(1);
addChild(armature);

那么调用内部是怎么实现的呢？

Armature::create和armature->getAnimation()->playWithIndex都实现了些什么呢？这几篇文章将从源码上分析Armature。

本文是Armature分析的第一篇，将从整体上对cocos2dx里的骨骼动画进行分析。涉及到内容如下:

什么是骨骼动画

编辑器导出数据格式概览

源码概述

什么是骨骼动画

游戏中的动画大体可以分成下面三种：

帧动画

补间动画(Tween)

骨骼蒙皮动画

帧动画

这个是最基本的动画，也是下面两个动画的基础，一帧展示一张图，cocos2dx Action中Animate就是帧动画。优点是实现简单，缺点是浪费资源(一帧一张图，可对比下面两种动画)。

补间动画

flash中补间动画用的比较多，不需要一帧一张图，只需起始状态和结束状态，中间的状态可以进行根据差值与经过时间计算出来。优点是节省资源，美术人员比较熟悉。

骨骼蒙皮动画

骨骼动画可以认为是补间动画的一种扩展，让动画的各个部分之间产生关联结构(骨骼)，之后把图绑定到骨骼上。缺点是程序实现较复杂，其优点较补间动画有下面两点(其他优点暂时没有发现)：

1.导出配置数据少并且美术制作简单

假设有一个下面这样结构的骨骼

body

armLeft

handLeft

armRight

handRight

head

legLeft

legRight

假设想在一帧中把动画整体向右移动，采用补间动画需要把body、armLeft、legRight等等全部移动，创建新的帧，而骨骼动画只需移动body的位置，其子节点会跟随父节点移动。对应导出的配置中，补间动画要处理body、armLeft等所有子节点导出的数据，而骨骼动画只有body一个节点数据的改变，导出的数据会小很多。

2.关节裂纹修复

下面的图是偷的《游戏引擎架构》449页，意思是如果美术作图时候不注意，关节链接处可能会有裂缝。采用骨骼动画可以解决这个问题，骨骼动画中的蒙皮可以按权重绑定到多个关节(骨骼中),并且可以按权重进行拉伸，cocostudio骨骼动画编辑器不熟，不知可不可多绑定，flash的dragonBones插件是不行的。 spine 对这种多绑定有不错的支持。

编辑器导出数据格式概览

cocostudio导出的json结构和dragonbones导出的xml结构相似，都是骨骼层，动画层，图片层三层结构，已dragonbones官方的demo为例(有删减)：

<skeleton name="DragonBones_Tutorial_MultiBehavior" frameRate="24" version="2.2">
 <armatures>
  <armature name="Dragon">
   <b name="tail" parent="body" x="45.9" y="-70.8" kX="30" kY="30" cX="1" cY="1" pX="11.5" pY="176.35" z="10">
    <d name="parts-tail" pX="0" pY="-63.8"/>
   </b>
  </armature>
 </armatures>
 <animations>
  <animation name="Dragon">
   <mov name="stand" dr="7" to="6" drTW="100" lp="1" twE="0">
   </mov>
   <mov name="walk" dr="8" to="5" drTW="200" lp="1" twE="0">
   </mov>
   <mov name="jump" dr="5" to="3" drTW="5" lp="1" twE="NaN">
   </mov>
   <mov name="fall" dr="5" to="6" drTW="5" lp="1" twE="NaN">
   </mov>
  </animation>
 </animations>
 <TextureAtlas name="DragonBones_Tutorial_MultiBehavior" width="512" height="512">
 </TextureAtlas>
</skeleton>

<armatures></armatures>是骨骼部分，对应flash中1区域，一个layer就是一个bone。

<animations></animations>是动画部分，对应flash中2区域，用帧标签区分哪个动画，比如stand、walk、jump等。

<TextureAtlas></TextureAtlas>是骨骼部分，对应flash中3区域，是皮肤，也就是图信息。

有了这些信息，就可以在程序中还原flash中的动画效果，具体dr、drTW、x、kX、kY等等是什么意思之后的文章里会说。

源码概述

代码大体可以分成xml或json数据的解析 和 用解析出的数据产生动画两部分。

数据解析的相关代码的UML

大致介绍下每个类的作用：

DataReaderHelper：解析armatures、animations、TextureAtlas的数据生成程序能直接使用的数据结构ArmatureData、AnimationData、TextureData。

ArmatureDataManager：管理DataReaderHelper及其解析出来的数据。

ArmatureData：对应xml中的<armature></armature>。

AnimationData：对应xml中的<animation></animation>。

TextureData：对应xml中的<SubTexture></SubTexture>。

BoneData：对应xml中的<b></b>。

DisplayData：对应xml中的<d></d>。

MovementData：对应xml中的<mov></mov>。

MovementBoneData：对应xml中的<mov><b></b></mov>。

FrameData：对应xml中的<mov><b><f></f></b></mov>。

产生动画相关代码的UML

大致介绍下每个类的作用：

Armature:里面包含了骨骼信息及动画信息，有个这个就可以播放动画。

Tween：骨骼动画的补间，一个骨骼一个Tween。对应上面的flash面板就是stand动画的tail层的第一到第七帧。

ArmatureAnimation：所有Tween的集合，够成一个动画。

Bone:带有Tween的骨骼信息，从这里面可以得到某个时间点的骨骼状态。

DisplayFactory:创建skin等显示对象。

DisplayManager:每个Bone中有一个，管理骨骼上的显示对象。

Skin：图的显示对象。