blender bvh load 관련 알아낸 사실 정리 (2)

blender에 한달 가까이 고통받고, bvh load하는 코드까지 뜯어내면서 알아낸

"blender bvh load 관련" 알아낸 사실들을 세세하게 정리하고자 한다. 시작!

1) armature coordinate에서 rest pose에 대한 정보는 matrix_local에 담겨있다!

blender에서 각 pose.bone에 대한 회전값을 생성할때 rest pose에 대해 계산을 하기 때문에 각 bone의 rest pose에 대한 정보가 필요하다. armature coordinate에 대해서 표현된 rest pose는 다음과 같이 확인할 수 있다.

bpy.data.armature["object 이름"].bones[i].matrix_local

pose.bone.matrix에는 armature coordinate에 대해 표현된 posebone의 transformation matrix가 담겨있는데 matrix_local은 character가 rest state일때의 pose.bone.matrix 값이라고 생각하면 된다.

2) bone local coordinate에서 rotation matrix 정보는 matrix_basis에 담겨있다!

(즉 Rest pose에 대해 표현된 bone의 상태)

bone local coordinate에서 rotation 정보는 pose.bone.matrix_basis에 담겨있다. bone local coordinate는 parent joint coordinate라고 생각하면 된다.

하지만 단순하게 bvh file에 적힌 Motion data 값으로 euler 객체를 생성하고 이를 matrix 로 변환한 값이랑은 차이가 있다. 이는 matrix_basis가 어떻게 생성되는지 알면 조금 더 이해가 될 것이다.

matrix_basis = (boneNode coordinate 상에서 rest pose).inv @ (Motion data 값으로 만들어낸 matrix 값) @ (boneNode coordinate 상에서 rest pose)

bone local coordinate 상에서 rest pose matrix의 경우, matrix_local과 같은 경우도 있고 다른 경우도 있다. io_bvh/import_bvh 코드에서 출력해서 확인해보는 것이 가장 정확하다.

나의 경우 io_bvh 코드에서 bvh_node_dict2armature 함수의 마지막 부분에

bpy.ops.object.transform_apply(location=False, rotation=False, scale=False)

로 세팅했을 때는 rest pose matrix가 bone의 matrix_local값과 동일했고, 위의 함수 옵션에서 rotation을 True로 줬을 때는 축변환이 일어나면서 matrix_local값과 rest pose  matrix값이 달라졌다. 나는 그냥 생각하기 귀찮아서.. rotation옵션을 False로 고정해놓았다..ㅋㅋ

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부가적으로 정보를 조금 더 덧붙이자면,

 matrix_basis는 boneNode coordinate에 대해 표현된 pose의 transformation matrix이고, root를 제외한 bodyNode의 경우에는 아무리 character가 움직이더라도 parent joint의 위치가 bodyNode coordinate의 원점에 위치하므로 matrix_basis[:3, 3] = [0., 0., 0.]으로 세팅되어있다. 반면에 root bodyNode의 경우에는 armature coordinate에 대해 표현되므로 matrix_basis[:3, :3]의 값은 armature coordinate의 원점으로부터 얼마나 이동하였는지에 대한 값으로 세팅된다.

그냥 하던대로 bvh 파일을 parsing하여 joint의 (parent_local_transformation matrix)을 구성하고

root bodyNode의 경우 matrix_local 값을 가져와 (matrix_local.T) @ (parent_local_transformation matrix) @ (matrix_local) 값을 matrix_basis에 세팅해주고

root bodyNode가 아닌 경우에는

M = <Matrix 4x4 (-0.0000,  1.0000, 0.0000, 0.0000)
            	(-1.0000, -0.0000, 0.0000, 0.0000)
            	( 0.0000,  0.0000, 1.0000, 0.0000)
            	( 0.0000,  0.0000, 0.0000, 1.0000)>

M.T @ (parent_local_transformation_matrix) @ M을 matrix_basis에 세팅해주어 쓰면 될듯하다.

 

진짜 너무 고생하면서 찾은 정보들인데, 정리해보니 별로 없어 보여서 쫌 그렇지만..

누군가에게 도움이 되길!

Reference)

https://blender.stackexchange.com/questions/44637/how-can-i-manually-calculate-bpy-types-posebone-matrix-using-blenders-python-ap/121495#121495

How can I manually calculate bpy.types.PoseBone.matrix using Blender's Python API?