X3D 實戰基礎講座（十）：動畫核心 — 時間觸發器與插值器

X3D 動畫基於 時間觸發器產生分數值 → 插值器計算關鍵幀插值 → ROUTE 驅動目標屬性 的管線。本講從簡單示例入手，深度解析 TimeSensor、各類插值器、事件路由機制，並展示位移、旋轉、顏色動畫實例。

最簡動畫：球體來回移動

核心概念詳解

1. TimeSensor：時間事件發生器

輸入字段：

• cycleInterval：週期長度 (秒)，>0.01 否則可能失效
• enabled：啟用/禁用
• loop：TRUE 無限循環，FALSE 單次
• startTime/stopTime/pauseTime/resumeTime：時間控制

輸出事件：

• fraction_changed：當前週期完成度 [0,1] — 驅動插值器的核心輸入
• isActive、isPaused、cycleTime、time

2. 插值器：關鍵幀插值引擎

關鍵屬性：key (關鍵幀分數陣列，遞增 [0,1])、keyValue (對應關鍵幀值陣列，長度必須一致)。

3. 事件與 ROUTE

• 事件：運行時改變字段值的機制，分發送事件 (輸入) 和接收事件 (輸出)
• ROUTE：聲明式連接語句，ROUTE SourceNode.eventOut TO TargetNode.eventIn，無需程序代碼實現複雜行為鏈
• ROUTE 必須放在源/目標節點定義之後，可位於文件頂層或任意節點內

示例代碼深度剖析

DEF TIME TimeSensor { cycleInterval 5 loop TRUE }
DEF INPO PositionInterpolator {
    key [0, 0.5, 1]
    keyValue [0 0 0, 5 0 0, 0 0 0]
}
DEF BALL Transform { children [Shape {...}] }

ROUTE TIME.fraction_changed TO INPO.set_fraction
ROUTE INPO.value_changed TO BALL.translation

執行流：

1. TimeSensor 每 5 秒週期產生 fraction_changed 從 0→1→0
2. PositionInterpolator 根據 key 插值計算位置：0→(5,0,0)→0
3. 插值結果路由給 Transform.translation，球體移動
4. loop TRUE 導致無限循環

注意：key 必須覆蓋 [0,1] 且單調遞增，keyValue 長度必須匹配。

多類型動畫示例

旋轉動畫

使用 OrientationInterpolator，keyValue 為旋轉軸角 (x y z angle)。cycleInterval 10 速度較慢。

顏色動畫

使用 ColorInterpolator，keyValue 為 RGB 三元組，實現材質顏色平滑過渡。

總結

TimeSensor + 插值器 + ROUTE 構成 X3D 聲明式動畫系統的核心。理解 fraction_changed 為統一時間參數、插值器為關鍵幀插值引擎、ROUTE 為事件總線，即可靈活組合位移、旋轉、顏色、變形等多樣動畫。下一講將講解交互技術，實現用戶驅動的動態場景。

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