Unity 动画系列四 代码控制动画实例 和 RootMotion

参考
Unity动画系统详解4：如何用代码控制动画？
学习笔记 --- Unity动画系统
【Playable API】不用Animator如何播放动画？

一、下载并导入角色动画

参考【建议收藏】找不到免费的角色动画？来试试mixamo

1.按照大智的教程下载

www.mixamo.com/

image.png

一般只需要调一下第一个选项Format，设置为Fbx for Unity(.fbx)即可。
Pose选项一般不用设置，除非你不想下载蒙皮模型，只想要动画文件，可以选择里面的No Character。

如果动画选择的是单个动画，这个Pose会显示为Skin，可以选择是否包含蒙皮。

2.导入

点击Fix now

3.批量修改Mixamo的动画名称变为fbx文件名称

image.png

在Assets下创建一个Editor文件夹，Editor文件夹下创建RenameMixamoAnimationClip.cs，然后在洪流学堂公众号回复mixamo下载最新代码）复制进来，如果有报错，检查一下小于号是不是报错了，改一下

using UnityEditor;

public class RenameMixamoAnimationClip
{
    [MenuItem("Assets/Auto Rename Mixamo AnimationClip")]
    private static void RenameMixamoANimationClips()
    {
        var objs = Selection.gameObjects;
        if (objs == null) return;

        for (var i = 0; i < objs.Length; i++)
        {
            var assetPath = AssetDatabase.GetAssetPath(objs[i]);

            var modelImporter = (ModelImporter)AssetImporter.GetAtPath(assetPath);
            if (modelImporter == null) continue;

            var clips = modelImporter.clipAnimations; // get first clip
            if (clips == null || clips.Length == 0)
                clips = modelImporter.defaultClipAnimations;

            for (var j = 0; j < clips.Length; j++)
            {
                clips[j].name = objs[i].name;
            }

            modelImporter.clipAnimations = clips;
            modelImporter.SaveAndReimport();
        }
    }
}

image.png

选中要改名的fbx，在Assets菜单下执行Auto Rename Mixamo AnimationClip即可。

二、状态机设置

1.加入状态机

image.png

可以将这些动作文件选中多个，直接拖到Animator窗口，这样就能在Animation窗口里预览动作了。

image.png

image.png

现在把这两个动作用transition连接上，就能看到角色走着走着，直接死掉倒地。

2.按参数切换动画

image.png

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现在把场景运行起来，然后手动改一下speed的值，就能看到动作切换了。

image.png

“但是现在感觉不太流畅，问题在哪呢?”
“第一个，你这个Transition除了speed大于0这个条件，还有一个条件是Has Exit Time，就是播放完idle的动画并且speed>0才会切换到下一个动画，这个Has Exit Time得去掉。第二个，你这个两个动画都应该是循环播放吧”

3.控制人物移动

使用动画系统时，有两种控制人物移动的方式：”

• 使用动画中的位移
  好处是：人物的脚步会跟地面贴合，不会出现滑步的问题（人物的移动距离比步子大或者小），控制简单
  缺点是：比较依赖动画的制作，程序控制性不高
• 使用代码控制人物的位移
  好处：可控性高
  缺点：容易出现滑步，控制复杂

4.使用动画中的位移

这种方式需要先设置两个地方：

• 物体上Animator组件的Apply Root Motion需要勾选，相当于就是把动画中的位置修改应用到物体上；
• 人物的动画类型需要设置为Humanoid。

这两个地方设置好以后，再用代码去修改animator组件中的参数就行了。设置参数的办法是使用SetInteger、SetFloat、SetBool、SetTrigger四个方法。

SetInteger有两个重载：

public void SetInteger(string name, int value);
public void SetInteger(int id, int value);

对于第一个重载，第一个参数类型是string，对应的是parameter中的参数名称。第二个参数是要设置的值。
对于第二个重载，第一个参数是animator中parameter中参数的ID

其他SetFloat、SetBool、SetTrigger都类似，但是唯一不同的是SetFoat还有额外的两个重载方法：

public void SetFloat(string name, float value, float dampTime, float deltaTime);
public void SetFloat(int id, float value, float dampTime, float deltaTime);

其中前两个参数和上面是类似的，不同的是后面两个参数。
参考Animator.SetFloat(string name,float value,float dampTime,float deltaTime)详解

• dampTime: 用dampTime长的时间，将我们设置的叫做name的float类型的值由原本的值 改变到给定的value 值。
• deltaTime：两次执行该方法的时间间隔。（因为这个方法会每 deltaTime 执行一次，直到 name = value）

经过上面的解释，相信这个重载函数就比较好理解了，说简单点，就是类似于普通SetFloat的Lerp版本。

参考Unity代码笔记生成大量npc+人物随机移动

void Update () {
    if (animator == null)
    {
        return;
    }
    //对跳跃翻滚的全部随机设置
    int r = Random.Range(0,50);
    animator.SetBool("jump", r==20);
    animator.SetBool("dive", r==30);
    //设置计算两个坐标点之间的距离
    if (Vector3.Distance(TargetPosition, animator.rootPosition) > 5)
    {
        //注意这个SetFloat函数， 其中SpeedDampTime的是到达目标值所用时间
        //一个缓入的过程
        animator.SetFloat("speed", 1, SpeedDampTime, Time.deltaTime);
        ...

5.难点详解

“听好了，第一题：bool参数和Trigger参数的区别是什么？”

“bool参数和trigger参数很像，都是代表布尔值，但是trigger参数只能被设为true，一旦被transition使用，就会自动被设为false。”

“回答的不错，嗯。。。”小新沉思了10秒钟

“小样儿，就你。bool类型一般用于持续的状态，比如角色是否趴下。而trigger一般用于使用一次就会恢复的状态，比如开枪，开枪动画播放完以后，会自动恢复到之前的动作。”

“我明白了。第二题：parameter的id是什么？”

“我们在设置parameter的时候设置的是一个字符串的名称，但是在Unity内部是有一个数字id跟它对应的，使用Animator.StringToHash这个API可以将字符串的参数名转为数字id。使用数字id的代码运行效率会稍微高一些。”

//这里的名称要与Animator窗口中，动画参数的名称对应
//通常对于调用频繁的动画参数我们使用哈希值进行快速访问
int runHash=Animator.StringToHash("Run");

//下面设置/获取动画参数均有使用String参数名称进行映射的重载和使用哈希值进行映射的重载


//获取设置Float类型参数，通常结合Input轴线
animator.GetFloat(blendHash);
animator.SetFloat(blendHash, Input.GetAxis("Horizontal"));

//获取设置Int类型参数
animator.GetInteger(intHash);
animator.SetInteger(intHash,Number);

//获取设置Bool类型参数
animator.GetBool(boolHash);
animator.SetBool(boolHash, true / false);

//触发，取消触发Trigger的方法
animator.SetTrigger(jumpHash);
animator.ResetTrigger(jumpHash);

“第三题：SetFloat的那个damp是怎么用的？”

“damp翻译过来一般是阻尼的意思，你可以理解为缓行。这样Fload值会渐变过去，而不是一下子变成设置的Float值，这个在有些情况下很有用，比如人物的速度。玩家按下W的时候，应该是一个逐渐从0到最大速度的过程，而不应该一下从0到最大速度，这时候就可以用到damp。如果你对那两个参数还不知道怎么设置，可以看一下这个公式：”

image.png

简单总结一下：

• Animator中可以设置参数，用来控制Transition的变化
• Has Exit Time也是transition切换的一个条件，只有transition的所有条件都满足时才会进行切换
• 在代码中可以使用Animator类中的SetXXX方法控制参数，进而控制状态的转换。

三、实例

1.控制动作

在上一节中讲过AnyState，也可以参考Unity3D基础42：AnyState大法

AnyState的用法前面其实已经讲过了，就是所有状态的代表，如果AnyState向状态B连线，条件为A，那么同等于所有状态都向B连了一条条件为A的线。说白了，AnyState大法就相当于是动画池，不管你当前的状态，我要你现在干什么，你就立刻去干什么。

现在把想要的几个动作，使用AnyState连接起来

image.png

然后新加一个变量去控制动作切换

image.png

image.png

这里注意Can Transition To Self，意思是自己触发自己，要取消勾选。把Conditions的Equals条件，每个Transitions都设置为不一样的，比如0，1，2，3，4

新建一个脚本，绑定在角色身上

using UnityEngine;

public class CheAnimatorController : MonoBehaviour
{

    public Animator ani;// 设置 Animator 参数，获取 Animator

    private void Update()
    {
        // 按下不同键触发不同动画
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Alpha0))
        {
            ani.SetInteger("Animation_Int", 0);
        }
        else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Alpha1))
        {
            ani.SetInteger("Animation_Int", 1);
        }
        else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Alpha2))
        {
            ani.SetInteger("Animation_Int", 2);
        }
        else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Alpha3))
        {
            ani.SetInteger("Animation_Int", 3);
        }
        else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Alpha4))
        {
            ani.SetInteger("Animation_Int", 4);
        }
    }

}

现在按下键盘上的0，1，2，3，4就能看到角色触发不同的动作了。

2.使用动画中的位移

这种方式需要先设置两个地方：
物体上Animator组件的Apply Root Motion需要勾选，相当于就是把动画中的位置修改应用到物体上；
人物的动画类型需要设置为Humanoid。

image.png

image.png

以walking动画为例，下载到的资源是Generic类型的，无法看到角色位移。现在我强制改为Humanoid后，确实位移了，但是人物的动作也消失了!!!

然后参考新的动画系统中适应root motion的那种带位移信息动画该如何做最后一条回复

Animation Type不需要选humanoid，指定Root node为你动画骨架的root，点击Apply

image.png

顶部切换到Animations往下拉，会看到Root Transform等的配置，如图配置就行

image.png

现在把角色拖到场景里，勾上Apply Root Motion，确实播放动画时，角色坐标移动了。

四、Root Motion详解

这里提前把大智第六部分放过来：Unity动画系统详解6：如何做好角色的移动动画？（Root Motion详解）

“智哥，自从用了混合树来做人物移动，腰不酸腿不疼，思路更清晰了，一口气能写12小时代码！”
“哟，疗效这么好，我看你应该再码12个小时”
“那也没问题，你来看看我做的这个人物的混合树是不是棒极了”
小新信心满满地打开混合树，给大智看。
“嗯，这个混合树确实做的不错，不过你这个角色还不能用啊！”
“怎么不能用了，你看这个走起来不是走的好好的么？”
“你走到那个坡上去试试”
小新操作人物往坡上走，只见直接穿了进去。
“哎？我好像忘了给人物加碰撞了，等我给他加上”
小新给角色加上Collider和Rigidbody组件，再次操作人物往坡上怼过去。
“智哥，你看现在OK了吧?”
“别急，你再下坡看看”
“哎，这怎么不受重力啊，怎么不会掉下去！明明加了刚体组件啊”
“这个是因为动画在控制人物的Y轴，所以才没有掉下去”
“但是我不都设置Apply Root Motion了么，咋还这样呢？”
“那你知道Root Motion到底是什么？”
“那不就是……人物的动画会带动人物移动嘛”
“这只是他的一个表现，这时候你该去好好理解下Root Motion到底是什么了，这个Unity的文档中有，你去好好看一下吧！”

1.Body Transform（身体变换）

Body Transform是角色的质心（重心）。用于Mecanim系统的重定向引擎中来提供稳定的模型移动。身体朝向是角色模型在T姿势下上身和下身朝向的平均值。

Body Transform和朝向存储在Animation Clip中，这两个是Animation Clip中存储的唯二世界空间的曲线，其他的动画曲线都是以相对body transform的形式存储的。

2.Root Transform（根变换）

Root Transform是body transform在Y平面上的投影，并且是运行时计算的。每一帧Root Transform的变化实时计算。然后Transform的变化会被应用到GameObject上从而让物体移动。

image.png

3.调整Root Transform

通过对Animation Clip的设置来控制Body Transform投影到Root Transform的结果。

image.png

4.Root Transform Rotation

用于设置Root Transform的朝向（旋转）。

• Bake into Pose：选中后，角色的朝向会基于body transform（Pose）。Root Orientation会是一个常量，意味着Animation Clip不会旋转这个物体。只有AnimationClip的开始和结束位置旋转相似的时候，才应该使用这个选项。可以通过右边的绿灯判断。通常用于向前直行的走或跑的动画。

• Base Upon：可以设置动画的朝向基于的地方。

  • Body Orientation：动画会朝向身体正前方。这个设置适用于大多数身体朝前的动画，比如走跑跳。但是如果动画是向左或向右平移的话，会有问题。这时候可以使用下面的Offset来调节角色的朝向。
  • Original：有的动画师会给动画手动加上旋转，确保动画的朝向正确，这时候可以使用这个选项，一般就不用再手动调整Offset了。

• Offset：基于Base Upon的设置，调整偏移量。

5.Root Transform Position (Y)

用于设置Root Transform位置的Y轴位置。

• Bake into Pose：选中后，动画的Y轴的运动会保留在Body Transform（Pose）上。Root Transform的Y轴会是一个常数（不会受动画影响变化），也就是意味着动画不会改变物体位置的Y值。右边有一个绿灯指示动画起始位置和结束位置的高度是否一致，可以看出动画是否适合使用此选项。
  大多数的动画应该选中此选项，除了那些会改变物体高度的动画比如跳起、跳下这些动画。
  注意：Animator.gravityWeight是由Bake Into Pose position Y控制的。选中时gravityWeight = 1，不选中时gravityWeight = 0。gravityWeight用来在state转换时进行混合。
• Base Upon：和Root Transform Rotation设置类似，除了Original 或 Mass Center (Body)选项外，还有一个Feet选项。Feet选项非常适合改变物体高度的动画（不勾选Bake Into Pose）。使用Feet时，Root Transform Position Y会匹配骨骼中脚部的Y位置（更低的那个）。Feet选项可以避免混合或转换时浮空的现象。
• Offset：可以设置高度的偏移量。

6.Root Transform Position (XZ)

用于设置Root Transform位置的XZ轴位置。

• Bake Into Pose：通常用于原地不动的动画（动画在XZ轴上的位置为0）。可以用来去除动画循环累计的误差，造成位置的移动。也可以通过设置Based Upon Original来强制使用动画师设置的位置，否则会使用角色的重心作为Root。
• Loop Pose
  Loop Pose（比如混合树或Transition中的混合）会基于Root Transform。Root Transform在每帧被计算出来后，动画的位置会相对Root Transform。开始帧和结束帧的差别会被计算出来，然后分布到动画的0-100%。完全没看明白，得问大智了

7.Generic Root Motion

Generic和Humanoid基本是类似的，但是Generic的动画的Root Transform是手动设置的Root Node属性。

8.问题

“大智，我看完Root Motion的文档了，不过还是有点云里来雾里去的，你能不能用简单的几句话说说设置Root Transform的作用是什么？”

“简单来说，如果不设置Root Transform中的Bake Into Pose，动画中的曲线会影响物体的Root Transform，而勾选了Bake Into Pose以后，动画的曲线就不会影响物体的Root Transform。再直白点说，比如勾选了Root Transform Position (Y)的Bake Into Pose，那动画就不会影响物体的Y轴位置了。对于你遇到的刚体不会掉落的问题，也能解决了。”

“emmm，大概能明白，我还是得去试一试看看不同的效果。第二个问题：什么是重定向？”

“重定向就是把A角色做的动画用到B角色上。如果A和B两个角色的骨骼结构完全一样，那动画可以直接重用。但是如果A和B的骨骼结构不一样，但是是Humanoid类型的，可以使用Unity中的Retargeting系统，这个文档里也有，建议你先去看看。”

“哦，我现在貌似还用不到，等我用到的时候去查一下。最后一个问题哈，Loop Pose的作用是什么？我看了半天也没看明白是什么意思”

image.png

“看不明白很正常，文档中那个解释确实有些不太直观。这个作用是，如果一个循环动画的首尾帧有差别，选中这个选项Unity会给你插值，让首尾帧看起来是连贯的，循环起来没有缝隙，但是可能会看起来有些奇怪。不过我们使用的动画，一般动画师都会做成无缝循环的动画，所以这个选项也不经常使用。”

五、Root Motion详解二

转自学习笔记 --- Unity动画系统
所谓根节点就是一个角色的最高父节点，这个最高父节点在虚拟世界中的位置将决定角色的位置，根节点运动时，整个角色就会开始运动（走动，跑动）

在Animator组件中我们可以选定是否要引入rootMotion，即将动画中根节点的位移，植入到Animator所在的物体上。根节点的位移植入，可以理解为，是否要让动画师来决定角色的位移。

动画师制作一段奔跑的动画，角色就会在动画师的那个虚拟世界（3dMax Maya）里自由奔跑...（根节点在动画制作软件的虚拟世界中运动）

然而使用Unity制作角色，并应用那段动画时，就会产生一个问题，角色在Unity创建的游戏世界中的奔跑的这个位移效果要如何实现？

RootMotion总共有三种状态，勾选，不勾选，以及Handled by Script

image.png

    private void OnAnimatorMove()
    {

    }

当我们在Animator所在脚本上添加OnAnimatorMove方法后，就是Handled by Script了

1.模式一：RootMotion不勾选，引用位置/方位坐标为本地坐标

这种情况下，在外部（3dMax Maya）中制作动画时，根节点的位置坐标，旋转坐标，将转为根节点在Unity中父节点下的本地位置和本地旋转。

此时我们需要把角色挂在Unity中的一个节点下方，而不能直接让角色作为Unity世界的子物体。否则根节点的位置和方位就会被转换为角色的世界坐标和世界朝向，那么播放动画时，角色将返回3dMax/Maya中制作动画时，所在的位置运行动画，无法在Unity世界中进行自由移动。

这种情况下通常是进行了“围绕原点的动画制作”，我们会将角色挂在一个Unity中的节点下方，让根节点中的位置和朝向，转换为在这个节点下的本地位置和朝向。制作动画时，围绕原点的运动，在Unity中就会表现为围绕这个父节点进行运动。我们则可以在角色围绕父节点进行动画运动的同时，通过父节点在Unity世界中的运动，带动角色进行运动。

例如围绕主角飞行的幽浮，制作动画时，我们围绕虚拟世界的原点进行动画制作。Unity中我们将幽浮作为主角的子节点，从而幽浮就会围绕主角飞行，并跟随主角在Unity世界中运动

2.模式二：RootMotion勾选，位移/角位移植入

这种情况，Unity将计算动画制作时，根节点的位移和角位移，并植入到Animator所在的物体，让动画制作时根节点的位移和角位移，影响到Animator所在物体，在Unity世界中的位移和朝向变换。

这种情况下我们不必进行围绕原点的动画制作，因为被植入的是根节点的相对运动。通常这种情况下，animator所在的物体，将直接作为Unity世界的子物体，让被植入的位移和角位移，作为在Unity世界中的位移和角位移。

使用这种情况，就是所谓的“让动画师来控制”，角色移动可以考虑采用这种模式来避免滑步

根据Animator组件所在的物体，位移/角位移的植入有三种不同的表现形式：

• 物体没有Rigdbody，也没有character controller组件，则位移/角位移将被植入到Transform变换中
• 物体拥有Rigdbody组件，则位移/角位移将被植入到Rigdbody的速度和角速度中，根节点的位移和角位移将借助物理系统的刚体速度，刚体角速度来体现
• 物体拥有Character Controller组件，则位移/角位移将被植入到Character Controller的速度和角速度中，根节点的位移和角位移，将借助Character Controller的运动来实现

3.模式三：脚本中实现了OnAnimatorMove，根节点控制权移交

如果你只是定义了一个空方法，这种情况下将完全忽略根节点的位置/方位信息，也不会将根节点的位移/角位移植入到Unity中。这种情况下，播放人物/角色动画时的效果就变为了，在我们设定好的位置原地做动作，但并不产生运动效果(这个动作是根节点下的子节点的动画效果，根节点自身的位置位移/方位角位移会被消除)。

此时根节点可以直接作为Unity世界的子物体，你可以通过脚本控制根节点在Unity世界中进行运动，根节点的控制权被移完全交给了Unity，动画不会对根节点产生任何影响。角色运动的控制代码你可以写在OnAnimatorMove，也可以只定义一个空方法，将运动控制写在Update里。

不过使用OnAnimatorMove最大的魅力在于：你可以在OnAnimatorMove中通过这个方法，启用Apply Root Motion的效果。

    private void OnAnimatorMove()
    {
        //此时相当于勾选Apply Root Motion的效果
        animator.ApplyBuiltinRootMotion();
    }

借此你可以通过分支，在需要的时候由Unity来控制角色运动。一些动画表现的思路会用到这种模式，例如一个锁定怪物的冲刺斩击的动作，实际在应用到开发中时，我们需要通过投射检测，决定角色需要冲刺的目标位置。此时我们就可以通过OnAnimatorMove，平时使用Apply Root Motion进行角色的运动控制，而在冲刺斩击时，由脚本代码控制角色位移到合适的位置，角色动画只做动作即可。