375 lines
9.7 KiB
Markdown
375 lines
9.7 KiB
Markdown
# 2.5.1 动画生成和播放功能设计说明
|
||
|
||
## 2.5.1.1. 模块描述
|
||
|
||
动画生成和播放模块是碰撞检测功能的核心模块，负责指定物流组件（待载转运车），选择路径，生成动画仿真物流组件的运动过程。支持设置动画时长，支持动画的播放、停止和步进播放。该模块通过TimeLiner集成和动态变换实现沿路径的动画效果，为碰撞检测提供动态测试环境。
|
||
|
||
该模块与PathAnimationManager、TimeLinerIntegrationManager和PathCurveEngine紧密集成，实现流畅的路径动画仿真。
|
||
|
||
## 2.5.1.2. 功能
|
||
|
||
### 核心功能
|
||
1. **动画生成**：根据路径生成物流组件的运动动画
|
||
2. **动画播放**：播放生成的动画
|
||
3. **动画控制**：支持播放、暂停、停止、步进控制
|
||
4. **时长设置**：支持设置动画总时长
|
||
5. **速度控制**：支持调整播放速度
|
||
6. **双向播放**：支持正向和反向播放
|
||
|
||
### 子功能
|
||
| 功能编号 | 功能名称 | 功能描述 |
|
||
|---------|---------|---------|
|
||
| 2.5.1.F1 | 动画对象选择 | 选择要动画的物流组件 |
|
||
| 2.5.1.F2 | 路径选择 | 选择动画路径 |
|
||
| 2.5.1.F3 | 动画生成 | 生成沿路径的动画 |
|
||
| 2.5.1.F4 | 播放控制 | 播放、暂停、停止动画 |
|
||
| 2.5.1.F5 | 步进控制 | 单步前进/后退 |
|
||
| 2.5.1.F6 | 时长设置 | 设置动画总时长 |
|
||
| 2.5.1.F7 | 速度调节 | 调节播放速度倍率 |
|
||
| 2.5.1.F8 | 进度跳转 | 跳转到指定进度 |
|
||
| 2.5.1.F9 | 循环播放 | 设置循环播放模式 |
|
||
| 2.5.1.F10 | TimeLiner集成 | 与TimeLiner任务同步 |
|
||
|
||
## 2.5.1.3. 性能
|
||
|
||
### 性能指标
|
||
| 指标名称 | 目标值 | 说明 |
|
||
|---------|-------|------|
|
||
| 动画生成时间 | < 2秒 | 生成动画的响应时间 |
|
||
| 播放帧率 | > 30FPS | 动画播放的帧率 |
|
||
| 内存占用 | < 200MB | 动画过程的内存占用 |
|
||
| 支持路径长度 | 无限制 | 支持的最长路径 |
|
||
|
||
### 性能优化策略
|
||
1. 预计算动画帧数据
|
||
2. 使用空间索引优化碰撞检测
|
||
3. 帧数据缓存和复用
|
||
|
||
## 2.5.1.4. 输入输出项
|
||
|
||
### 1. 字段输入输出
|
||
|
||
#### 输入字段
|
||
| 字段名 | 类型 | 必填 | 说明 |
|
||
|-------|------|-----|------|
|
||
| AnimatedObject | ModelItem | 是 | 动画对象 |
|
||
| Route | PathRoute | 是 | 动画路径 |
|
||
| Duration | double | 否 | 动画时长（秒），默认10秒 |
|
||
| FrameRate | int | 否 | 帧率，默认30FPS |
|
||
|
||
#### 输出字段
|
||
| 字段名 | 类型 | 说明 |
|
||
|-------|------|------|
|
||
| AnimationFrames | List<AnimationFrame> | 动画帧数据 |
|
||
| TotalFrames | int | 总帧数 |
|
||
| CurrentFrame | int | 当前帧索引 |
|
||
| AnimationState | AnimationState | 动画状态 |
|
||
|
||
### 2. 界面交互输入输出
|
||
|
||
#### 界面输入
|
||
- 对象选择操作
|
||
- 路径选择
|
||
- 播放控制按钮
|
||
- 进度条拖动
|
||
- 速度调节滑块
|
||
|
||
#### 界面输出
|
||
- 动画状态显示
|
||
- 进度条更新
|
||
- 当前帧信息显示
|
||
- 播放时间显示
|
||
|
||
## 2.5.1.5. 算法
|
||
|
||
### 动画生成算法
|
||
```
|
||
算法：生成路径动画
|
||
输入：动画对象，路径，时长，帧率
|
||
输出：动画帧数据
|
||
|
||
1. 计算总帧数：duration * frameRate
|
||
2. 对于每帧：
|
||
3. 计算进度：frameIndex / totalFrames
|
||
4. 根据进度计算路径上的位置
|
||
5. 计算朝向（根据路径方向）
|
||
6. 创建动画帧数据
|
||
7. 返回所有帧数据
|
||
```
|
||
|
||
### 路径位置计算算法
|
||
```
|
||
算法：计算路径上的位置
|
||
输入：路径点列表，进度（0-1）
|
||
输出：位置和朝向
|
||
|
||
1. 计算目标距离：总长度 * 进度
|
||
2. 遍历路径段：
|
||
3. 如果目标距离在当前段内：
|
||
4. 计算段内插值比例
|
||
5. 插值计算位置
|
||
6. 计算朝向向量
|
||
7. 返回结果
|
||
8. 减去当前段长度，继续
|
||
```
|
||
|
||
### 动画帧插值算法
|
||
```
|
||
算法：平滑插值动画帧
|
||
输入：当前帧索引，总帧数，路径数据
|
||
输出：插值后的位置和旋转
|
||
|
||
1. 计算精确的进度值
|
||
2. 找到前后关键帧
|
||
3. 计算插值权重
|
||
4. 对位置进行Lerp插值
|
||
5. 对旋转进行Slerp插值
|
||
6. 返回插值结果
|
||
```
|
||
|
||
## 2.5.1.6. 流程逻辑
|
||
|
||
```
|
||
开始
|
||
│
|
||
▼
|
||
┌─────────────────┐
|
||
│ 选择动画对象 │
|
||
└────────┬────────┘
|
||
│
|
||
▼
|
||
┌─────────────────┐
|
||
│ 选择动画路径 │
|
||
└────────┬────────┘
|
||
│
|
||
▼
|
||
┌─────────────────┐
|
||
│ 设置动画参数 │
|
||
└────────┬────────┘
|
||
│
|
||
▼
|
||
┌─────────────────┐
|
||
│ 生成动画数据 │
|
||
└────────┬────────┘
|
||
│
|
||
▼
|
||
┌─────────────────┐
|
||
│ 开始播放动画 │
|
||
└────────┬────────┘
|
||
│
|
||
▼
|
||
┌─────────────────┐
|
||
│ 更新对象位置 │
|
||
└────────┬────────┘
|
||
│
|
||
┌────┴────┐
|
||
▼ ▼
|
||
┌────────┐ ┌────────┐
|
||
│继续播放│ │用户控制│
|
||
└───┬────┘ └───┬────┘
|
||
│ 暂停 │
|
||
│ ┌────────┘
|
||
│ ▼
|
||
│ ┌──────────┐
|
||
│ │ 暂停状态 │
|
||
│ └───┬──────┘
|
||
│ │ 继续
|
||
└─────┤
|
||
│
|
||
▼
|
||
┌─────────────────┐
|
||
│ 动画结束/停止 │
|
||
└────────┬────────┘
|
||
│
|
||
▼
|
||
结束
|
||
```
|
||
|
||
## 2.5.1.7. 接口
|
||
|
||
### 公共接口
|
||
```csharp
|
||
/// <summary>
|
||
/// 路径动画管理器
|
||
/// </summary>
|
||
public class PathAnimationManager
|
||
{
|
||
/// <summary>
|
||
/// 创建动画
|
||
/// </summary>
|
||
/// <param name="animatedObject">动画对象</param>
|
||
/// <param name="route">动画路径</param>
|
||
/// <param name="config">动画配置</param>
|
||
public void CreateAnimation(ModelItem animatedObject, PathRoute route, AnimationConfig config);
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 播放动画
|
||
/// </summary>
|
||
public void Play();
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 暂停动画
|
||
/// </summary>
|
||
public void Pause();
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 停止动画
|
||
/// </summary>
|
||
public void Stop();
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 步进播放
|
||
/// </summary>
|
||
/// <param name="direction">方向：1=前进，-1=后退</param>
|
||
public void Step(int direction);
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 跳转到指定进度
|
||
/// </summary>
|
||
/// <param name="progress">进度（0-1）</param>
|
||
public void Seek(double progress);
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 设置播放速度
|
||
/// </summary>
|
||
/// <param name="speed">速度倍率</param>
|
||
public void SetPlaybackSpeed(double speed);
|
||
}
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 动画配置
|
||
/// </summary>
|
||
public class AnimationConfig
|
||
{
|
||
public double Duration { get; set; }
|
||
public int FrameRate { get; set; }
|
||
public double DetectionTolerance { get; set; }
|
||
public bool EnableCollisionDetection { get; set; }
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 事件接口
|
||
```csharp
|
||
/// <summary>
|
||
/// 动画状态变更事件
|
||
/// </summary>
|
||
public event EventHandler<AnimationState> StateChanged;
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 动画进度更新事件
|
||
/// </summary>
|
||
public event EventHandler<double> ProgressUpdated;
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 动画帧更新事件
|
||
/// </summary>
|
||
public event EventHandler<AnimationFrame> FrameUpdated;
|
||
```
|
||
|
||
## 2.5.1.8. 注释设计
|
||
|
||
### 代码注释规范
|
||
```csharp
|
||
/// <summary>
|
||
/// 动画状态
|
||
/// </summary>
|
||
public enum AnimationState
|
||
{
|
||
/// <summary>
|
||
/// 空闲，未生成动画
|
||
/// </summary>
|
||
Idle,
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 已就绪，动画已生成但未播放
|
||
/// </summary>
|
||
Ready,
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 播放中
|
||
/// </summary>
|
||
Playing,
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 暂停
|
||
/// </summary>
|
||
Paused,
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 已停止
|
||
/// </summary>
|
||
Stopped,
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 已完成
|
||
/// </summary>
|
||
Finished
|
||
}
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 动画帧数据
|
||
/// </summary>
|
||
public class AnimationFrame
|
||
{
|
||
/// <summary>
|
||
/// 帧索引
|
||
/// </summary>
|
||
public int Index { get; set; }
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 进度（0-1）
|
||
/// </summary>
|
||
public double Progress { get; set; }
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 该帧的位置
|
||
/// </summary>
|
||
public Point3D Position { get; set; }
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 绕Z轴的偏航角（弧度）
|
||
/// </summary>
|
||
public double YawRadians { get; set; }
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
## 2.5.1.9. 数据结构
|
||
|
||
### AnimationState 枚举
|
||
| 值 | 说明 |
|
||
|---|------|
|
||
| Idle | 空闲状态 |
|
||
| Ready | 已就绪 |
|
||
| Playing | 播放中 |
|
||
| Paused | 暂停 |
|
||
| Stopped | 已停止 |
|
||
| Finished | 已完成 |
|
||
|
||
### AnimationConfig 结构
|
||
| 字段名 | 类型 | 说明 |
|
||
|-------|------|------|
|
||
| Duration | double | 动画时长（秒） |
|
||
| FrameRate | int | 帧率（FPS） |
|
||
| DetectionTolerance | double | 检测容差（米） |
|
||
| EnableCollisionDetection | bool | 启用碰撞检测 |
|
||
| LoopPlayback | bool | 循环播放 |
|
||
|
||
### AnimationFrame 结构
|
||
| 字段名 | 类型 | 说明 |
|
||
|-------|------|------|
|
||
| Index | int | 帧索引 |
|
||
| Progress | double | 进度（0-1） |
|
||
| Position | Point3D | 位置 |
|
||
| YawRadians | double | 偏航角（弧度） |
|
||
| Collisions | List<CollisionResult> | 碰撞结果 |
|
||
| HasCollision | bool | 是否有碰撞 |
|
||
|
||
### PlaybackState 结构
|
||
| 字段名 | 类型 | 说明 |
|
||
|-------|------|------|
|
||
| State | AnimationState | 当前状态 |
|
||
| CurrentFrame | int | 当前帧索引 |
|
||
| CurrentProgress | double | 当前进度 |
|
||
| PlaybackSpeed | double | 播放速度倍率 |
|
||
| RemainingTime | TimeSpan | 剩余时间 |
|