Unity人物角色动画系统学习总结

使用动画系统控制人物行走、转向、翻墙、滑行、拾取木头

混合树用来混合多个动画

MatchTarget用来匹配翻墙贴合墙上的某一点,人物以此为支点翻墙跳跃

IK动画类似于MatchTarget,控制两只手上的两个点来指定手的旋转和位置,使得拾取木头时更逼真

创建AnimatorController:

首先创建一个混合树,然后双击

可以看到该混合树有五种状态机,分别是Idle、WalkForward、RunForward、RunLeft、RunRight,右边窗口可以设置混合类型,当前混合类型Blend Type为 2D FreedomDirectional,具体三种类型介绍见官方介绍  https://docs.unity3d.com/Manual/class-BlendTree.html    Compute Positions可以用来设置混合的方式, 添加的参数SpeedRotation、SpeedZ分别指定给右边的PosX和PosY,所以可以调节这两个参数来控制人物状态机的转换。

而对于人物的模型中,可以对动画进行重新编辑剪切

 

可以在右边窗口添加新的Animation,如RunRight、RunLeft, 可以对每一帧做调整。

如上图RunLeft,Loop Time表示是否循环播放动画,Loop Pose循环播放动作,一般Loop Time勾选后,Loop Pose也勾选

然后绿色代表该动画的第一帧和最后一帧匹配相同,黄色代表部分不同,红色代表完全不同,再看下面选项

Root Transform Rotation,若勾选Bake Into Pose,表示该动画不影响角色的旋转

Root Transform Position(Y),若勾选Bake Into Pose,表示该动画不影响角色的Y坐标

Root Transform Position(XZ),若勾选Bake Into Pose,表示该动画不影响角色的X、Z坐标

 

关于Model的Rid设置:

Legacy不支持Animator

Generic支持Animator,主要适用于非人物角色,它不能通用Avatar

Humanoid支持Animator, 适用于人物角色,它可以通用Avatar, 就是可以让多个人物角色使用同一套Avatar

 

关于MatchTarget待会直接上代码,关于IK动画,这里是当人物拾取木头后需要匹配两只手的位置与木头表面贴合,方法就是在木头模型的子模型中创建两个空的节点,分别叫LeftHand,RightHand,待会通过代码的方式获取这两个,然后设置手的位置与这两个节点的位置、旋转贴合,如下图:

当然要先人物角色举着木头奔跑,那么人物在奔跑的时候也是要举着木头的,而我们之前创建的混合树,人物奔跑动画却不是手举着的,因此这里需要在Animator界面再新建一个layer层,叫HolderLog

然后创建一个新的空动画,叫Normal,Normal里面什么都没有,然后拖入HoldLog动画,HoldLog动画执行的条件,是isHoldLog为true,返回的条件为空

然后设置HoldLog层执行的类型

如上这里的混合类型有Override和Additive,Override就是重写,Weight表示权重,1即是百分百重写,所以当程序运行时,就会执行HolderLog层,不去管Base层的状态机,但是由于HolderLog层的进入的开始动画是Normal,Normal里啥都没有,所以还是执行Base层的状态机。

其次,还要设置HolderLog的Mask,即遮罩,在Project视图的Animators中创建一个Avatar Mask,然后选择需要遮罩的肢体部位,红色部分表示忽略不计,被遮罩,不被新的HolderLog层所影响,绿色部分代表影响原来的动画,人物举着木头,所以需要把手的部分设置为绿色的,设置如下:

然后将这个名为HolderLog的Avatar Mask指定给Animator的Holder层的Mask,这样HolderMask层的动画仅仅影响Base层的手

 

最后设置IK动画,需要把HolderLog层的 IK  Pass勾选,然后要使用到OnAnimatorIK(int  layerIndex)方法,该方法是Unity自己来调用的,当哪一层的 IK Pass 被勾选,layerIndex就会被设置为对应层的索引值,如该项目,HolderLog层的被勾选,索引layerIndex=1.  具体操作代码,见下:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Player : MonoBehaviour {

    private Animator anim;
    private int speedID = Animator.StringToHash("Speed");
    private int isSpeedID = Animator.StringToHash("IsSpeedUp");
    private int horizontalID = Animator.StringToHash("Horizontal");

    //使用混合树
    private int speedZ = Animator.StringToHash("SpeedZ");
    private int speedRotate = Animator.StringToHash("SpeedRotate");

    private int vaultID = Animator.StringToHash("Vault");
    private int slideID = Animator.StringToHash("IsSlide");

    private Vector3 matchTarget = Vector3.zero;

    private CharacterController characterCtrl;
    private int colliderID = Animator.StringToHash("Collider");

    public GameObject log;
    public Transform leftHand;
    public Transform rightHand;
    private int holdLogID = Animator.StringToHash("IsHoldLog");

	// Use this for initialization
	void Start () {
        anim = GetComponent<Animator>();
        characterCtrl = GetComponent<CharacterController>();
        //log = transform.Find("Unity_Log").gameObject;
	}
	
	// Update is called once per frame
	void Update () {
        //anim.SetFloat("Speed", Input.GetAxis("Vertical"));
        //anim.SetFloat(speedID, Input.GetAxis("Vertical") * 4.155f);
        //if (Input.GetKeyDown(KeyCode.LeftShift)) {
        //    anim.SetBool(isSpeedID, true);
        //}
        //if (Input.GetKeyUp(KeyCode.LeftShift)) {
        //    anim.SetBool(isSpeedID, false);
        //}
        //anim.SetFloat(horizontalID, Input.GetAxis("Horizontal"));

        //混合树
        anim.SetFloat(speedZ, Input.GetAxis("Vertical") * 4.1f);  //行走和奔跑
        anim.SetFloat(speedRotate, Input.GetAxis("Horizontal") * 126);  //旋转

        VaultCtrl();
        SlideCtrl();
        
        characterCtrl.enabled = anim.GetFloat(colliderID) > 0.2f ? false : true; 
	}

    //跳墙
    private void VaultCtrl() {
        bool isVault = false;
        if (anim.GetFloat(speedZ) > 2.5f && anim.GetCurrentAnimatorStateInfo(0).IsName("Locomotion"))
        {
            RaycastHit hit;
            //射线检测的最大距离为4,若满足,并且当前动画状态机为Locomotion,那么就设置isVault为真
            if (Physics.Raycast(transform.position + Vector3.up * 0.3f, transform.forward, out hit, 4f))
            {
                if (hit.collider.tag == "Obstacle")
                {
                    if (hit.distance > 3)
                    {
                        //计算翻墙匹配点
                        Vector3 point = hit.point;
                        point.y = hit.collider.transform.position.y + hit.collider.bounds.size.y + 0.12f;
                        matchTarget = point;
                        isVault = true;
                    }
                }
            }
        }
        anim.SetBool(vaultID, isVault);
        //如果当前状态机为 Vault, 并且不是处于两种状态机的转化状态,就进行目标匹配
        //特别注意,如果是处于两种状态机转化状态的,是不能目标匹配的
        if (anim.GetCurrentAnimatorStateInfo(0).IsName("Vault") && anim.IsInTransition(0) == false)
        {
            //最后两个参数是目标匹配的起始和结束计算时间,以插值的方式
            anim.MatchTarget(matchTarget, Quaternion.identity, AvatarTarget.LeftHand, new MatchTargetWeightMask(Vector3.one, 0), 0.32f, 0.4f);
        }
    }
    //滑动
    private void SlideCtrl() {
        bool isSlide = false;
        if (anim.GetFloat(speedZ) > 3f && anim.GetCurrentAnimatorStateInfo(0).IsName("Locomotion")) { 
            RaycastHit hit;
            //射线检测的最大距离为4,若满足,并且当前动画状态机为Locomotion,那么就设置isVault为真
            if (Physics.Raycast(transform.position + Vector3.up * 1.5f, transform.forward, out hit, 3f))
            {
                if (hit.collider.tag == "Obstacle") {
                    if (hit.distance > 2)
                    {
                        Vector3 point = hit.point;
                        point.y = 0;
                        matchTarget = point + transform.forward * 2;
                        isSlide = true; 
                    }
                }
            }
        }
        anim.SetBool(slideID, isSlide);
        if (anim.GetCurrentAnimatorStateInfo(0).IsName("Slide") && anim.IsInTransition(0) == false)
        {
            //最后两个参数是目标匹配的起始和结束计算时间,以插值的方式
            anim.MatchTarget(matchTarget, Quaternion.identity, AvatarTarget.LeftHand, new MatchTargetWeightMask(new Vector3(1, 0, 1), 0), 0.17f, 0.67f);
        }

    }
    void OnTriggerEnter(Collider other) {
        if (other.tag == "Log") {
            Destroy(other.gameObject);
            CarryWood();    
        }
    }
    private void CarryWood() {
        log.SetActive(true);
        anim.SetBool(holdLogID, true);
    }
    void OnAnimatorIK(int layerIndex) {

        if (layerIndex == 1) {
            int weight = anim.GetBool(holdLogID) ? 1 : 0;
            //设置IK位置
            anim.SetIKPosition(AvatarIKGoal.LeftHand, leftHand.position);
            anim.SetIKPositionWeight(AvatarIKGoal.LeftHand, weight);
            anim.SetIKRotation(AvatarIKGoal.LeftHand, leftHand.rotation);
            anim.SetIKRotationWeight(AvatarIKGoal.LeftHand, weight);

            anim.SetIKPosition(AvatarIKGoal.RightHand,rightHand.position);
            anim.SetIKPositionWeight(AvatarIKGoal.RightHand, weight);
            anim.SetIKRotation(AvatarIKGoal.RightHand, rightHand.rotation);
            anim.SetIKRotationWeight(AvatarIKGoal.RightHand, weight);
        }
    }
}

相机设置如下:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class FollowTarget : MonoBehaviour {

    private Transform player;
    private Vector3 offset;
    private float smoothing = 3;

    // Use this for initialization
    void Start()
    {
        player = GameObject.FindGameObjectWithTag("Player").transform;
        offset = transform.position - player.position;
    }

    // Update is called once per frame
    void LateUpdate()
    {
        Vector3 targetPosition = player.position + player.TransformDirection(offset);
        transform.position = Vector3.Lerp(transform.position, targetPosition, Time.deltaTime * smoothing);
        transform.LookAt(player.position);
    }
}

木头旋转代码如下:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class RotateSelf : MonoBehaviour {

    public float rotateSpeed = 90;
	// Use this for initialization
	void Start () {
		
	}
	
	// Update is called once per frame
	void Update () {
        transform.Rotate(Vector3.up * rotateSpeed * Time.deltaTime, Space.World);
	}
}

注:以上部分为学习SIKI学院相关课程后,个人思考总结。

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