Blender中bpy骨骼创建脚本异常与多组姿态数据应用问题

问题背景 #

我有一组包含骨骼名称、父骨骼名称、子骨骼名称的骨骼数据数组，每组骨骼还附带以下坐标数据：

Quaternion(RotationsToParent[i]) # RotationsToParent / 四元数  
Vector(TranslationToParent[i]) # TranslationToParent / 三维向量  

Quaternion(RotationsToOrigin[i]) # RotationsToOrigin / 四元数  
Vector(TranslationToOrigin[i]) # TranslationToOrigin / 三维向量  

Quaternion(RotationsToLocal[i]) # RotationsToLocal / 四元数  
Vector(TranslationToLocal[i]) # TranslationToLocal / 三维向量  

这些数据来自未知格式文件，只能通过变量名推断用途。但Blender的bpy文档里只提到通过Head/Tail创建骨骼，没有说明如何设置这些四元数和向量数据。

当前脚本与异常结果 #

我编写了一段骨骼放置脚本，但运行结果异常，代码如下：

import bpy 
from bpy.props import *
from mathutils import Vector, Quaternion

armature = bpy.data.armatures.new("Armature")
rig = bpy.data.objects.new("Armature", armature)

bpy.context.collection.objects.link(rig)
bpy.context.view_layer.objects.active = rig
bpy.ops.object.mode_set(mode = 'EDIT')

BoneNames = [...]
ChildBoneNames = [...] 
ParentBoneNames = [...]  


# 每组骨骼对应的数值
RotationsToParent = [...] # 四元数 
TranslationToParent = [...] # 三维向量 
RotationsToOrigin = [...] # 四元数  
TranslationToOrigin = [...] # 三维向量  
RotationsToLocal = [...] # 四元数 
TranslationToLocal = [...] # 三维向量 

for i, BONE in enumerate(BoneNames):
    BoneArrIndex = i
    BoneName = BONE

    CurrentRTP = Quaternion(RotationsToParent[BoneArrIndex]) # RotationsToParent / 四元数  
    CurrentTTP = Vector(TranslationToParent[BoneArrIndex]) # TranslationToParent / 三维向量  

    CurrentRTO = Quaternion(RotationsToOrigin[BoneArrIndex]) # RotationsToOrigin / 四元数  
    CurrentTTO = Vector(TranslationToOrigin[BoneArrIndex]) # TranslationToOrigin / 三维向量   

    CurrentRTL = Quaternion(RotationsToLocal[BoneArrIndex]) # RotationsToLocal / 四元数  
    CurrentTTL = Vector(TranslationToLocal[BoneArrIndex]) # TranslationToLocal / 三维向量   

    # 创建新骨骼
    current_bone = armature.edit_bones.new(BoneName)
    print("@",BoneName)
    
    # 骨骼链中的第一根骨骼
    if i == 0:
        print(i)
        # 在绑定原点创建骨骼并设置长度
        current_bone.head = [0, 0, 0]
        length = list(TranslationToParent[ BoneArrIndex + 1 ])[0]
        current_bone.tail = [0, 0, length]

        quat_armature_space = CurrentRTO
        current_bone.transform(quat_armature_space.to_matrix(), scale=True, roll=True)
                        
        # 设置位置
        current_bone.translate(CurrentTTO)

        # 保存当前骨骼、尾部位置（下一根骨骼将移动到此处）和四元数旋转值
        parent_bone = current_bone
        parent_bone_tail = current_bone.tail
        parent_bone_quat_armature_space = quat_armature_space
        
    # 骨骼链中的最后一根骨骼
    elif i == (len(BoneNames) - 1):
        # 在绑定原点创建骨骼并设置长度
        current_bone.head =  [0, 0, 0]
        current_bone.tail = [0, 0, 1]
        
        # 旋转骨骼（绕原点？）
        # 和矩阵类似，四元数相乘可以累积旋转值
        transform_quat = parent_bone_quat_armature_space @ CurrentRTO
        current_bone.transform(transform_quat.to_matrix(),  scale=True, roll=True)

        # 设置位置（绕原点？）
        current_bone.translate(parent_bone_tail)

        # 连接到父骨骼
        current_bone.parent = parent_bone
        current_bone.use_connect = True
        
    # 中间骨骼
    else:
        # 在绑定原点创建骨骼并设置长度
        current_bone.head = [0, 0, 0]
        length = list(TranslationToParent[ BoneArrIndex + 1 ])[0]
        current_bone.tail = [0, 0, length]

        # 旋转骨骼（绕原点？）
        # 和矩阵类似，四元数相乘可以累积旋转值
        transform_quat = parent_bone_quat_armature_space @ CurrentRTO

        current_bone.transform(transform_quat.to_matrix(),  scale=True, roll=True)
        
        # 设置位置（绕原点？）
        current_bone.translate(parent_bone_tail)
        
        # 连接到父骨骼
        current_bone.parent = parent_bone
        current_bone.use_connect = True
            
        # 保存当前骨骼、尾部位置和四元数旋转值
        parent_bone = current_bone
        parent_bone_tail = current_bone.tail
        parent_bone_quat_armature_space = transform_quat

我尝试将head/tail替换为其他Translation数据，但结果仍异常（骨骼形态混乱）。

调试进展（Edit1） #

经过数小时调试更新脚本后，结果有所改善：仅应用RotationToOrigin与TranslateToOrigin时，骨骼方向一致但长度不对。但我仍不清楚该如何正确应用剩余的RotationToLocal、TranslationToLocal与RotationToParent数据，求指点正确的使用方式。（此时骨骼方向正确，但长度不一致）

内容的提问来源于stack exchange，提问作者berkay ercevik