Final IK学习笔记4：Interaction System

概述

Interaction System旨在轻松设置与动态游戏环境的全身IK交互。 它需要一个带有FullBodyBipedIK的角色，它由3个主要组件组成：InteractionSystem，InteractionObject和InteractionTarget。

使用步骤：

• 将InteractionSystem组件添加到FBBIK角色
• 将InteractionObject组件添加到要与之交互的对象
• 创建一个PositionWeight权重曲线，由3个关键帧{（0,0），（1,1），（2,0）}组成，其中x是水平的，y是垂直值。
• 将InteractionSystemTestGUI组件添加到角色并填写其参数以快速调试交互
• 播放场景并按GUI按钮开始交互

可以从以下代码入门：

using RootMotion.FinalIK;
public InteractionSystem interactionSystem; // Reference to the InteractionSystem component on the character
public InteractionObject button; // The object to interact with
public bool interrupt; // If true, interactions can be called before the current interaction has finished
void OnGUI() {
    // Starting an interaction
    if (GUILayout.Button("Press Button")) {
        interactionSystem.StartInteraction(FullBodyBipedEffector.RightHand, button, interrupt);
    }
}

InteractionSystem

应将此组件添加到具有FBBIK组件的同一游戏对象中。它是控制角色交互的主要组件。

组件参数：

• targetTag - 如果不为空，则此交互系统将仅使用具有指定tag的目标。如果游戏中的角色具有不同的骨骼方向，则此功能非常有用。
• fadeInTime - 交互使用的所有参数中的衰落时间（effector的权重，伸展，拉动......）
• speed - 此角色的所有交互的速度。
• resetToDefaultsSpeed - 如果> 0，则在不进行交互时将交互系统使用的所有FBBIK通道恢复为其默认值或初始值。
• collider：使用InteractionTriggers加入OnTriggerEnter和OnTriggerExit事件的碰撞体。
• camera ：将由需要摄像机位置的Interaction Trigger使用。分配第一个人物视角相机。
• camRaycastLayers将从相机（沿camera.forward）进行raycast的层。应该包括所有查看目标碰撞体的InteractionTrigger。
• camRaycastDistance：从相机进行raycast的最大距离。
• fullBody - FullBodyBipedIK组件。

• lookAt - Look At使用LookAtIK组件自动将body / head / eyes朝向Interaction Object。
  iK - 对LookAtIK组件的引用。
  lerpSpeed - 将LookAtIK目标插值到Interaction Objectm的位置的速度
  weightSpeed - 变化到LookAtIK权重的速度。

  
  
  

  InteractionSystem组件

InteractionObject

此组件用于我们希望与之交互的游戏对象中。它包含有关交互性质的大部分信息。它没有指定将使用哪个（哪些）身体部位，而是指定外观和感觉以及交互的动画。这样，交互的特征由对象定义，并且可以在多个effector之间共享。因此，例如，无论使用哪个effector ，都将以相同的方式按下一个按钮。

InteractionObject动画：
Interaction System引入了动画对象的概念，而不是动画角色。因此，我们可以为门打开或按下按钮设置动画，并使交互系统移动角色以跟随该动画，而不是设置打开门或按下按钮的角色。这种方法为交互动力学提供了极大的自由，甚至允许多个同时动画交互。您可以使用摄影表为交互对象设置动画，然后使用可在InteractionObject组件上找到的OnStartAnimation，OnTriggerAnimation，OnReleaseAnimation和OnEndAnimation动画事件调用该动画。

组件参数：

• otherLookAtTarget - 角色朝向目标的哪个位置。如果为null，将朝向此GameObject。这仅在使用InteractionLookAt组件时有效。
• otherTargetsRoot - InteractionTargets的根节点。这将用于自动查找所有InteractionTarget组件，因此所有InteractionTargets都应该是该组件的子节点。
• positionOffsetSpace - 如果已分配，则所有PositionOffset通道将应用在此Transform的旋转空间。如果不是，它们将在角色的旋转空间中。
• weightCurves - 权重曲线定义了交互过程。交互将与该列表中最长的权重曲线一样长。曲线的水平值表示自交互开始以来的时间。垂直值表示其通道的权重。曲线类型代表以下内容：
  PositionWeight - IKEffector.positionWeight，
  RotationWeight - IKEffector.rotationWeight，
  PositionOffsetX - 相对于角色旋转的插值方向的X偏移，
  PositionOffsetY - 相对于角色旋转的插值方向的Y偏移，
  PositionOffsetZ - 相对于角色旋转的插值方向的Z偏移，
  Pull - 在交互中使用的肢体的拉伸（FBIKChain.pull），
  Reach - 交互中使用的肢体的到达值（FBIKChain.reach），
  RotateBoneWeight - 在FBBIK完成后旋转骨骼。在许多情况下，使用它而不是RotationWeight将为您提供更稳定和平滑的效果。
  Push - 在交互中使用的肢体的推动（FBIKChain.push），
  PushParent - 交互中使用的肢体的pushParent值（FBIKChain.pushParent），
  PoserWeight - 手等姿势的权重。
• multipliers - 权重曲线乘数用于减少使用AnimationCurves的工作量。如果您需要rotationWeight曲线与positionWeight曲线相同，则可以使用乘数而不是复制曲线。在这种情况下，乘数将如下所示：Curve = PositionWeight，Multiplier = 1和Result = RotationWeight。如果为null，将使用InteractionObject游戏对象。

• events - 事件可用于在交互开始后的某个时间触发动画，消息，交互暂停或提取。
  time - 触发事件的时间（自交互开始），
  pause - 如果为true，将暂停此事件的交互。可以通过调用InteractionSystem.ResumeInteraction（FullBodyBipedEffector effectorType）或InteractionSystem.ResumeAll（）来恢复交互，
  pickUp - 如果为true，则交互对象将成为交互effector的骨骼的父级。这仅在单个effector与此对象交互时才能正常工作。对于双手提货，请参阅“Interaction PickUp2Handed”演示，
  animations - 此事件中调用的动画列表。 “Animator”或“Animation”是指将发生“Animation State”交叉渐变（使用“交叉淡入淡出时间”）的Animator组件。 “Layer”是动画状态的图层，如果选中“Reset Normalized Time"，动画将始终从头开始。
  messages - 在此事件上发送的消息列表（使用GameObject.SendMessage（），所有消息都需要接收者）。 “Function”是在“Recipient”游戏对象上调用的函数的名称。

  
  
  

  InteractionObject组件

InteractionTarget

如果交互对象没有交互目标，则交互对象本身的位置和旋转将用于作为目标的所有effector。 但是，如果您需要非常精确地构建一只手，则需要创建一个交互目标。 通常，您首先会为角色的手创建一个副本，将交互对象设为父节点并添加InteractionTarget组件。 交互对象将自动查找其层次结构中的所有交互目标，并将其用于相应 effector。

InteractionTarget

使用交互目标：

• 复制您的角色，在交互对象摆放手
• 将手层次结构设为交互对象子节点，删除角色的其余部分
• 将InteractionTarget组件添加到手骨骼，填写它的参数
• 将HandPoser（或GenericPoser）组件添加到角色的手的故骨骼（不是刚刚复制出来的手）。 这将使手指与摆出的目标相匹配。
• 播放场景以尝试交互

组件参数：

• effectorType - 此目标对应的FBBIK effector 的类型
• multipliers - 权重曲线乘数可以覆盖不同effector 的权重曲线值。
• interactionSpeedMlp - 可以更改不同effector 的交互速度。
• pivot - 用于扭转/摆动此交互目标的支点（上图中带有轴和围绕它的圆圈的蓝点）。通常，你希望从任何角度与对象交互，支点使交互系统能够旋转目标以面向角色的方向。
• twistAxis - 扭曲交互目标的轴（上图中的蓝色轴。圆圈可视化扭转旋转）。
• twistWeight - 在交互开始时将 interaction target扭向effector bone的权重。
• swingWeight - 在交互开始时将 interaction target摆向effector bone的权重。这将使从支点到InteractionTarget的方向与从支点到effector bone的方向匹配。

• rotateOnce - 如果为true，将在交互开始时仅绕支点扭转/摆动一次

  
  
  

  InteractionTarget组件

InteractionTrigger

对于大多数交互对象，存在一定的角度和位置范围，在这些范围内，它们可以自然地访问并且可以到达角色。 例如，如果角色在合理的范围内并且或多或少朝向它，则只能用左手按下按钮。 交互触发器专门用于为每个effector 和对象定义这些范围。

InteractionTrigger

上图显示了一个InteractionTrigger，它定义了左手和右手门把手的互动范围。“
绿色球体是游戏对象上的 trigger Collider ，它将使用角色的InteractionSystem注册此InteractionTrigger。
圆圈定义了角色能够与门进行交互的位置范围。
紫色范围定义了角色向前的角度范围，在该范围内，它可以用右手打开门，粉红色范围是左手的范围。

使用步骤：

• 将InteractionSystem组件添加到角色，
• 确保具有InteractionSystem组件的游戏对象也有一个Collider和一个Rigidbody，
• 创建一个与之交互的InteractionObject，为PositionWeight添加一个权重曲线，例如{（0,0），（1,1），（2,0）}，
• 创建一个空的游戏对象，将其命名为“Trigger”，将Interaction Object设为它的父节点，添加InteractionTrigger组件，
• 将一个trigger collider添加到InteractionTrigger组件，确保它能够触发InteractionSystem游戏对象上的OnTriggerEnter调用，
• 将InteractionObject游戏对象分配给InteractionTrigger的“Target”。这将是从触发器到物体的方向的参考。
• 添加“Range”，在该Range内添加“Interaction”，将InteractionObject分配给“Interaction Objet”，
• 指定要用于交互的FBBIK effector ，
• 将“Max Distance”设置为1（可以在Scene视图中看到它以圆圈显示），
• 将“Max Angle”设置为180，这样就可以从任何角度触发交互，
• 按照以下说明创建一个控制触发的脚本（有关完整示例，请参阅UserControlInteractions.cs）

InteractionSystem将自动维护与角色的碰撞体关联的触发器列表。 该列表可以通过InteractionSystem.triggersInRange访问; 该列表仅包含具有适合当前位置和角色旋转的effector 范围的触发器。
可以通过以下方式找到最接近角色的触发器：

int closestTriggerIndex = interactionSystem.GetClosestTriggerIndex();

如果GetClosestTriggerIndex返回-1，则当前没有有效的触发器在范围内。 如果不是-1，您可以通过一下代码触发交互。

interactionSystem.TriggerInteraction(closestTriggerIndex, false);

有关如何使 InteractionTrigger工作的完整示例，请参阅 InteractionTrigger演示场景和UserControlInteractions.cs脚本。

组件参数

• ranges - 角色的有效范围和/或相机的位置，用于在角色与此触发器的碰撞体接触时触发交互。
• characterPosition - 角色位置和旋转的范围。
  use - 如果为false，则不关心角色所在的位置，只要它与触发器碰撞体接触即可。
  offset - 角色相对于XZ平面中触发器的位置偏移量。只要与碰撞体接触，角色的Y位置就是无限制的。
  angleOffset - 相对默认前方角度的偏移。
  maxAngle - 角色从此触发器方向向前的最大角度偏移。
  radius - 角色从该范围中心的位置的最大偏移量。
  orbit - 如果为真，将围绕它的Y轴相对于角色的位置旋转触发器，因此对象可以从所有侧面进行交互。
  fixYAxis - 将触发器的Y轴固定为Vector3.up。这使得触发器相对于对象对称。例如，无论枪支放在哪一侧，枪都可以从相对于枪管的相同方向拾取。

• cameraPosition - 角色相机的位置和旋转范围。
  lookAtTarget - 触发交互时相机的朝向
  direction - 从lookAtTarget到相机的方向（在lookAtTarget的空间中）。
  maxDistance - 从lookAtTarget到相机的最大距离。
  maxAngle - 方向和相机方向之间的最大角度。
  fixYAxis - 将触发器的Y轴固定为Vector3.up。这使得触发器相对于对象对称。
  interactions - 将在InteractionSystem.TriggerInteraction上调用的交互的定义。

  
  
  

  InteractionTrigger组件.png
  
  
  

  Iorbit为false的角色的有效位置
  
  
  

  orbit为true的角色的有效位置