Unity動畫係統設計介紹（上）

Hello，大家好，今天給大家分享一篇幹貨，Unity動畫係統設計介紹（上），感興趣的朋友可以一起來看下！

這兩年和幾個朋友一起討論Unity動畫係統，包括折騰了幾次相關的組內分享，總結出很多內容。主要是關於設計和對象方麵，陳列一下。

一、動畫係統

1、簡介

Unity現存兩套動畫係統：Legacy動畫係統和Mecanim動畫係統。Legacy動畫係統功能相對簡單，核心組件Animation；Mecanim動畫係統是Unity當前主要的動畫係統，在Legacy動畫係統上增加很多新的概念，功能相對複雜，核心組件Animator。

2、動畫曲線（AnimationCurve)

Unity中的AnimationCurve是一根二維曲線，在動畫文件中曲線根據作用被分成了不同類型類型，具體分類可用下圖表示：

不同類型BindCurve在Animation窗口內有不同的圖標，圖標由Curve綁定的組件來決定，Curve前顯示的圖標表示其控製的內容歸屬組件，其中最需要關注的是TransformCurve和MuscleCurve，前者圖標是Transform的圖標，後者圖標是Animator的圖標，屬於Mecanim機製的Generic和Humanoid動畫片在運行時是不會保留原始動畫曲線數據的（在編輯器下會）。

所以運行期不能在Legacy機製下采樣播放（但編輯器下可以），RootMotionCurve是程序內部生成的對象，它的特殊之處在於儲存的值是相對整個模型空間的變換，而不是相對父節點的局部變換。

二、動畫資產

1、資產的導入

Unity會對支持的文件執行導入流程，實際在引擎中出現的文件是導入流程生成的Unity對象。Unity導入模型和動畫文件之後提供了很多的設置，導入設置麵板中Rig和Animation選項頁大部分都與動畫相關。

最重要的選項是Rig/Animation Type，除無動畫的None以外有三個選項，分別代表：

Legacy – 模型和動畫數據都會被處理為Legacy係統的動畫數據；

Generic – 模型和動畫數據都會被處理為Mecanim係統的非人形動畫數據，需要配置或者自動為模型資產創建對應的Avatar實例；

Humanoid – 模型和動畫數據都會被處理為Mecanim係統的人形動畫數據，需要配置或者自動生成模型骨骼創建Avatar實例和Human實例。

2、動畫片段(AnimationClip)

動畫片段是AnimationClip類型的對象，.anim資產文件，是Unity中動畫數據的存在形式，AnimationClip數據實際上就是以綁定對象為索引的AnimationCurve數據集合。

所有的動畫Fbx文件導入後都是生成AnimationClip類型的對象，隻是資源管理器裏的文件後綴名並不是.anim，且在引擎內禁止修改。導入的動畫片段拷貝副本後，可以進行曲線修改和刪除，導入DCC文件會根據關鍵幀擬合得到動畫曲線，Unity有三種曲線擬合方式，埃爾米特曲線擬合、線性擬合和離散值。

默認情況下都是埃爾米特曲線擬合，也就是根據關鍵幀擬合出三次曲線，但如果導入動畫資產時開啟了動畫壓縮，則根據誤差設置，Unity會自動在誤差允許內使用線性擬合乃至保留離散的關鍵幀。

Unity不會在導入流程中使用離散值擬合，所以DCC軟件裏做的數值離散動畫在Unity內播放會出現不合理的插值幀。

3、動畫的控製器

Mecanim的動畫播放控製是由有限狀態機和動畫層級來完成，由Animator Controller做有限狀態機層級的容器，Animator需要指定Animator Controller；

Animator Controller隻能在編輯環境配置，運行期不可改，Animator Controller可以設置黑板參數（邏輯容器），可以在腳本中獲取，也可以作為轉移條件；如果黑板參數名字與播放的Custom Curve相同，則伴隨動畫播放動態修改。

Animator Controller核心概念就是Layer，State和Transition，就是層級，狀態，轉移，一個狀態可以是播放一個動畫片段的節點、一個子狀態機或者混合樹，Layer之間可以進行動畫覆蓋與附加，輸出可以使用Avatar Mask進行剔除。

Sync選項可以讓多個層級使用一個狀態機，但是每個狀態上可以播放不同的動畫，Mecanim的IK也是以層級為單位。

State可以進行一些播放狀態的設置，Mecanim的動畫混合是使用BlendTree完成的，BlendTree可以作為一種State存在，Unity的BlendTree沒有什麼特殊設置。

Foot IK選項不意味著開啟足部IK，而是啟用足部IK相關的一些前處理，主要有兩個：啟用Human設置中的Feet Spacing，確保雙足骨骼在Z軸上差距2倍Feet Spacing；根據Root Motion得到的速度進一步修正雙足骨骼的位置。

Transition控製State之間的轉移，主要依賴條件有兩個，退出時間Exit Time以及參數條件Condition，兩者均滿足才會發生轉移，轉移有Solo和Mute標簽，前者表示優先轉移，後者表示禁用。

Animator Controller的動畫融合是在轉移的時候完成的；

可以在編輯器裏配置轉移打斷相關的設置。

4、Avatar

Avatar文件是Mecanim方案裏負責記錄模型骨骼層級結構相關的數據合集，也會儲存重定向方案相關的數據；

DCC文件導入時會生成或者依賴一個確定的Avatar文件完成動畫數據的導入流程；

Animator組件可以通過指定Avatar文件完成骨骼層級結構的初始化，但也可以通過配合動畫控製器查詢當前模型子節點獲取，所以Avatar文件並不是必須的。

來源：知乎

作者：Yene