Unity5.5 官方說明文件, 心得 Section: Animation

1. UNITY5.5
Manual Introduction
Animation
王聖川

2. Overview
• Mecanim
• Legacy Animation (官方不建議)

3. Animation Clip
• 動畫(動作)片段資料.
– 第三方工具製作並匯入 (FBX, …).
– 編輯器本身製作 (Animation Window).
• 在Animation Window中針對指定的GameObject編輯.
• Transform, Components(Material properties).
• Properties in scripts; timing of calling functions(event?).
– 命名規則
• Unity自動認定goober.fbx為模型來源.
• Unity自動認定goober@xxx.fbx為動作來源(只匯入動作).

4. Humanoid
• Mecanim特別為類人體骨架設計.
– 實現retargeting(更換骨架套用對象)
– 實現inverse kinematics(反向運動力學計算).
• 建立化身(avatar)
– 也支援非類人體骨架, Animation Type選擇Generic.

5. Humanoid
• 設置化身資料
– 可以編輯遮罩區域資料(mask).
• 肌肉參數調整.
• Root motion.
– Humanoid骨架會自動計算root transform.
– Generic骨架須指定Root Node(bone).

6. Animation Clip
• Loop Pose.
– Loop match旁燈號表示此動作是否適用Loop循環.
• Masking 動作資料之遮罩區域資訊設定.
• Animation curve. 曲線參數資訊.
– 曲線參數時間軸範圍是 [0~1], 代表動畫時間之開始與結束.
– 曲線參數命名跟Animator Controller parameter一致時, 就可
以即時套用在Animator Controller.

7. Animation Clip
• Animation event.
– 可在時間軸上定義事件, 對應到控制script 裡面定義好的
callback function.
– 透過此機制可完成複雜的動作/技能/特效/事件編輯.

8. Animation Clip
• 手動指定root motion node(bone).
– Root motion transform可自動帶動綁定物體.
• 原始euler curve資訊匯入.
– Unity自動將rotation/orientation做 resample, 轉換成
quaternion curve.
– 取消Resample curve, Unity匯入時不做resample, 保留原
本的euler curve資訊, 但即時運算中仍會轉換成
quternion運算方式.
• 注意quaternion在resampling當中, 內插計算永遠會採取最短範
圍做resampling. 例如原本表現euler 旋轉角度由 270度逆時針轉
至0度, 但經過 quternion resampling處理後, Unity 會得到由 270
度順時針轉至0度的結果.

9. Animation Window
• Create, 建立新動畫資料.
– 指定gameobject, 按Create按鈕並將新的animation clip存檔.
• 對應的新animator controller asset會被產生並綁定到gameobject的
Animator component.
• 新animation clip會被指定在animator controller裡的預設狀態
(default state)動作中.

10. Animation Window
• 歸納:
– (1)gameobject 必須有Animator component;
– (2)Animator component必須有Animator Controller;
– (3)Animator Controller必須有一個以上animation clip.

11. Animation Window
• Animating可編輯參數.
– Float, Color, Vector2, Vector3, Vector4, Quaternion, Boolean.
– 指定Gameobject之所有children物件裡的參數皆可以對其編
輯動畫參數.
• 指定旋轉的內插方式: euler angles / quaternions.
– 使用euler angle interpolation須注意Gimbal lock問題.

12. Animation Event
• 時間軸上定義動畫事件, 對應gameobject 上的
script物件則必須實作此動畫事件指定的function
name.
– Event function可指定一個傳入參數.
– 所有使用到此animation clip之物件, 都必須擁有script 去
實作此event function.

13. Animator Controller
• Animation state machine, 動作狀態機管理與編輯工具.
– 綁定在Animator Component.

14. Animation State Machine
• States.
• Animation parameter.
– 定義參數, 分Int, Float, Bool, Trigger, 這4種.
– 即時透過script去存取和改變參數值.
– 也可以在animation clip中定義相同命名的curve, 在即時
運作中取代此參數值.

15. Animation State Machine
• State machine transitions.
– Entry state. 此state machine啟動之狀態.
– Exit state. State machine結束/離開之狀態.
• State behavior.
– 指定script, 可實作此state運作中各種行為(enter / exit /
update / …).

16. Animation State Machine
• Sub-State machine.
– 數個相關聯的states可合併編成一個sub-state machine.
– Sub-state machine裡面可以再編輯內部的 sub-state machines.
• Animation Layer. 一層Layer對應一個state machine.
– 透過Layers來設計更複雜的state machines.
– Layers 之間透過權重來決定動作.
– Layer sync. 透過sync功能產生與來源Layer完全相同的state
machine. 但states 可以指定不同的animation clip.

17. Animation State Machine
• 進階用法.
– Target matching. 指定骨架在動作完成時對應到指定位置.
• 跳躍至指定平台.
– Inverse Kinematics. 反向運動力學計算應用.
• 指定部位去對應某物件. 例: 抓取物品.

18. Animation State Machine
• Root motion. (不夠熟可能有錯)
– Body transform: 物體重心.
– Root transform: 水平平面上body transform的投影.
• Generic 模式裡, 指定的root node決定root transform.
– 可設定 Rotation, Position(Y), Position(XZ) 3 個部份.
• Bake Into Pose: 位移量不影響物體.
• Based Upon: 動畫位移量決定物體位移. 可再選擇位移參考來源.
• Tutorial: root motion via scripting.
– 實作OnAnimatorMove().

19. Animation State Machine
• Blend tree. 相似的動作(state / motion)可編輯成同一個
blend tree, 由權重來決定最終的動作結果.
– 1D blending.
– 2D blending.
– Direct blending.

20. Animator Override Controller
• 由一個base animator controller當來源, 建立override
controller.
– State machine內容一致, 但對應的動作motion不同.
• Ogre Animator是NPC Animator的Animator Override Controller, 在Ogre
Animator可重新指定所有state對應的動作motion.

21. Performance Optimization
• 角色:注意骨架數量和Skinned mesh數量.
• 動作系統:
– Mecanim已經為了animation blending做最佳化, 不表現
animation blending反而效能較差.
– 避免動畫中含有scale animation (運算代價高).
– Humanoid animation可使用mask排除不必要部份 (inverse
kinematices / fingers…).
– 使用generic animation時, 採用root motion運算代價較高. 不
使用root motion時確認root node(bone)保持在未選取狀態.
– Script中使用hashes來執行query animator.
– 實現AI Layer來控制animator (?).

22. Performance Optimization
• 透過animator culling mode來設定動作系統更新模式.
– 在skinned mesh renderer當中關閉Update When Offscreen.
• 匯入資源(模型動作).
– 使用壓縮選項, 降低資源檔案大小.
• Playable API.(看不懂)