Optimize GameObject对骨骼Transform的影响

【求知探新】是UWA新推出的栏目。在UWA团队做性能优化的过程中，常常会遇到一些未知的问题，在这里我们将分享UWA研究这些问题的完整过程。当然需要说明的是，一个好的问题没有标准的答案，在此也欢迎大家来积极拍砖！

今天的分享来自UWA问答社区（answer.uwa4d.com），ID为徐琨的朋友发现是否勾选Optimize GameObject会影响骨骼的朝向。为此，UWA技术团队通过对提问者提供的例子进行反复测试、剖析了导致该问题的原因，并将分析过程和解决方案在此分享。

一、问题描述

相同的角色FBX，一个使用Optimize GameObject选项并暴露相应的骨骼，一个不使用，分别创建各自的Prefab，播放相同动画后，发现同一骨骼的朝向不一致（但位置是一致的）。

二、问题复现

我们使用研发团队提供的Package中的模型，复现了该问题。播放相同动画时，sk_palm_I的朝向如下图：

左：使用 Optimize， 右：不使用 Optimize

三、问题分析

我们首先进行一系列实验，试图从例子中发现一些有用的线索。

1. 我们将更多的骨骼暴露出来，来看是否所有的骨骼朝向都不相同。结果发现，朝向不同的骨骼只是个例，进而发现sk_palm_I这根骨骼不存在对应的动画曲线，并且没有蒙皮对应的顶点。暴露其他没有动画曲线和蒙皮顶点的骨骼，发现骨骼朝向也不相同。

2. 再来对比骨骼的朝向，发现不开启Optimize选项的sk_palm_l的transform.rotation(相对父骨骼)保持不变，手动将其设为(0,0,0）后朝向与开启Optimize选项的sk_palm_l朝向一致。因此，我们推测Optimize选项后无动画的骨骼的Rotation被归零，在其他无动画的骨骼上得到验证。

3. 发现朝向不一致问题的角色使用了Humanoid模式，将其切换至Generic模式观察骨骼朝向。然后发现，在Generic模式下，不管骨骼有无动画曲线，其开启Optimize前后的朝向都是一致的。这说明朝向不一致问题只出现在Humanoid模式下。

通过这些实验，可以得出骨骼朝向不一致的条件：Humanoid模式，骨骼没有对应的动画曲线和蒙皮顶点。而开启Optimize后的朝向是开启前对应骨骼的Rotation归零后的朝向。

参阅 Unity关于Humanoid 以及 Optimize选项的相关描述：

Humanoid会将骨架（Skeleton）信息映射到另一个空间（通过Configure Avatar）。开启Optimize选项后，Unity更新骨骼矩阵时将不再考虑场景中骨骼Transform，而是直接使用Internal Skeleton。

综合上述这些信息，我们推测Humanoid的映射过程中骨骼Transform信息发生了变化。骨架映射可以在Configure Avatar中设置。下图验证了我们的想法：

在映射时，sk_palm_I的Rotation已经归零。

发现了问题原因，解决方法就很明了，在映射时修正Rotation信息。通过Pose->reset，所有骨骼的Transform就会与原始骨骼的Transform一致。然后再Enforce T，来进行映射。之后开启Optimize GameObject前后的骨骼朝向基本一致，问题解决！

四、结论

Pose->Biped Pose（默认）会把所有不带动画、没有蒙皮顶点且不在Muscle中的骨骼的Rotation归零，所以对于类似该案例中的这类模型，映射时需要Reset。这个问题也验证了在开启Optimize GameObject之后，场景中的骨骼Transform信息不再影响到骨骼矩阵运算，也就省略了Mono到Native的信息传递，因此会使骨骼矩阵运算的速度得以提升。所以建议开发团队尽量地开启该选项。