Keyframe 動畫定義了值如何隨時間變化。例如，您可以指定物件在動畫開始時的位置以及接下來的移動位置，然後計算在這些關鍵幀之間任意時刻的位置信息。這對於檢查運動曲線、驗證動畫時序以及匯出取樣值以進一步分析非常有用。Aspose.3D for Python via .NET 允許您在不渲染 3D 場景的情況下，於指定的時間戳對關鍵幀序列進行取樣。在本教程中，您將建立一個簡單的位置動畫，每半秒評估一次其插值值，並將結果保存為 CSV 檔案。

安裝 Aspose.3D for Python

使用 pip 安裝 Aspose.3D for Python via .NET 版本 26.10：

pip install aspose-3d==26.10.0

此範例僅使用 aspose.threed.animation 模組以及 Python 內建的 csv 模組。您不需要 GLB/GLTF 檔案或相容 Vulkan 的顯示卡，因為此程式碼執行的是動畫計算，而非圖像渲染。

有關平台和安裝資訊，請參閱 Aspose.3D for Python 文件。

在 Python 中建立和評估關鍵幀動畫

此範例模擬物件的 X 位置。位置從 0 開始，兩秒後達到 10 單位，五秒後返回 0。

時間（秒）X 位置動作
00開始
210達到最大位置
50返回起點

這些關鍵影格之間的值是使用線性插值計算的。此範例會建立一個獨立的數值動畫曲線；它不會將序列附加到實際的場景物件上。

完整的 Python 程式碼範例

以下腳本會建立一個 KeyframeSequence，加入三個關鍵影格，評估十一個時間戳記，驗證關鍵影格的值，並將結果匯出至 keyframe_animation.csv。

import csv

from aspose.threed.animation import (
    KeyframeSequence,
    Interpolation
)

OUTPUT_FILE = "keyframe_animation.csv"

# Create an animation curve
sequence = KeyframeSequence("PositionX")

# Define keyframes using linear interpolation
sequence.add(0.0, 0.0, Interpolation.LINEAR)
sequence.add(2.0, 10.0, Interpolation.LINEAR)
sequence.add(5.0, 0.0, Interpolation.LINEAR)

# Display the defined keyframes
print("Keyframes:")

for key in sequence.key_frames:
    print(
        f"Time: {key.time:.2f}s, "
        f"Value: {key.value:.2f}"
    )

# Evaluate the animation every 0.5 seconds
start_time = 0.0
end_time = 5.0
step = 0.5

records = []

print("\nEvaluated animation values:")
print("---------------------------")
print("Time (s) | X Position")

sample_count = int(
    round((end_time - start_time) / step)
) + 1

for i in range(sample_count):
    time = float(start_time + i * step)

# Evaluate the animation at this timestamp
    value = float(sequence.evaluate(time))

records.append([time, value])

print(f"{time:8.2f} | {value:10.3f}")

# Verify values at known timestamps
assert abs(sequence.evaluate(0.0) - 0.0) < 1e-5
assert abs(sequence.evaluate(2.0) - 10.0) < 1e-5
assert abs(sequence.evaluate(5.0) - 0.0) < 1e-5

# Export animation data to CSV
with open(
    OUTPUT_FILE,
    "w",
    newline="",
    encoding="utf-8"
) as file:

writer = csv.writer(file)

writer.writerow([
        "Time (seconds)",
        "X Position"
    ])

writer.writerows(records)

print(f"\nAnimation data saved to {OUTPUT_FILE}")
print("Keyframe validation passed.")

了解關鍵幀評估的工作方式

定義關鍵影格序列

KeyframeSequence 類別代表一條在特定時間定義值的數值曲線。此行會建立一個名為 PositionX 的序列：

sequence = KeyframeSequence("PositionX")

名稱有助於識別序列。它不會自動將序列綁定到網格或節點屬性。欲了解詳細資訊，請參閱 KeyframeSequence API 參考。

使用線性插值添加關鍵幀

每次呼叫 add() 都會提供時間戳記、一個值，以及插值類型：

sequence.add(0.0, 0.0, Interpolation.LINEAR)
sequence.add(2.0, 10.0, Interpolation.LINEAR)
sequence.add(5.0, 0.0, Interpolation.LINEAR)

Interpolation.LINEAR 告訴序列在關鍵幀之間按比例計算中間值。結果，該值在前兩秒內從 0 穩步增至 10，然後在接下來的三秒內從 10 穩步降至 0。

在時間戳記計算值

關鍵操作是：

value = sequence.evaluate(1.5)

對此範例而言，1.5 秒時的預期結果為 7.5。線性插值遵循以下公式：

[ v(t) = v_0 + \frac{t - t_0}{t_1 - t_0}(v_1 - v_0) ]

此處，t 是請求的時間戳，t0 和 t1 是其周圍的關鍵幀時間，而 v0 和 v1 分別是它們的值。

在前兩個關鍵影格之間，在 1.5 秒時評估得到：

[ v(1.5) = 0 + \frac{1.5 - 0}{2 - 0}(10 - 0) = 7.5 ]

您不需要自行實作此公式。KeyframeSequence.evaluate() 會根據序列的插值設定執行計算。

檢查已評估的值

對於示例關鍵幀，輸出為：

Keyframes:
Time: 0.00s, Value: 0.00
Time: 2.00s, Value: 10.00
Time: 5.00s, Value: 0.00

Evaluated animation values:
---------------------------
Time (s) | X Position
    0.00 |      0.000
    0.50 |      2.500
    1.00 |      5.000
    1.50 |      7.500
    2.00 |     10.000
    2.50 |      8.333
    3.00 |      6.667
    3.50 |      5.000
    4.00 |      3.333
    4.50 |      1.667
    5.00 |      0.000

Animation data saved to keyframe_animation.csv
Keyframe validation passed.

assert 陳述式檢查三個已定義的關鍵影格時間戳的值。它們使用小的容差而非直接的浮點相等。

關鍵影格之間的變化值證明序列正被取樣於其時間範圍內。

匯出關鍵影格值至 CSV

在評估序列後，腳本使用 Python 的 csv 模組將時間和計算得到的 X 位置寫入 keyframe_animation.csv。檔案開頭如下：

Time (seconds),X Position
0.0,0.0
0.5,2.5
1.0,5.0
1.5,7.5
2.0,10.0

您可以在試算表應用程式中打開此 CSV，繪製生成的運動曲線，或將其讀回 Python 進行分析。若要獲得更細緻的結果，請將 step 從 0.5 降低到更小的間隔，並調整所需的時間範圍。

實務考量

僅在預定時間範圍內取樣。 本教程評估的時間範圍為 0 到 5 秒。超出已定義關鍵幀的值受前向和後向外推行為的控制，這與關鍵幀之間的插值是分開的。

謹慎選擇插值方式。 線性插值在每個段落內產生恆定的變化。其他插值樣式可以創造不同的運動特性，且可能需要額外的關鍵幀設定。在更改插值模式之前，請參閱 動畫 API 參考。

區分動畫評估與場景動畫。 代碼僅評估數值曲線。它不會更新場景節點的 X 位置或建立渲染動畫。若要移動 3D 物件，必須將序列連接到場景中適當的動畫屬性。

GPU 渲染不是必需的。 未呼叫 Scene.render() 或任何渲染後端。這使得此範例適用於在沒有 Vulkan 相容 GPU 的機器上處理動畫值。

取得免費臨時授權

您可以申請免費 30 天的臨時許可證來評估 Aspose.3D for Python via .NET，且不受試用限制。請參閱Aspose.3D 許可指南以將許可證套用到您的應用程式中。

免費學習資源

探索這些資源，以便在 Python 中繼續使用 3D 動畫和文件處理工作流程：

結論

您可以在 Aspose.3D for Python via .NET 中使用 KeyframeSequence.evaluate() 來計算特定時間點的動畫值，而無需渲染模型。在此範例中，三個關鍵影格定義了 X 位置曲線，評估器計算中間位置並將其匯出為 CSV。若要調整範例，請更改關鍵影格的值或取樣間隔。對於模型層級的動畫，下一步是將動畫曲線綁定到場景屬性並套用到物件上。

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