Unreal Engine开发：角色动画与状态机_IK与FK：反向运动学和正向运动学的应用

IK与FK：反向运动学和正向运动学的应用

在角色动画中，反向运动学（Inverse Kinematics, IK）和正向运动学（Forward Kinematics, FK）是两种非常重要的运动学方法。它们各自有不同的应用场景和优缺点。理解这两种方法的原理和如何在Unreal Engine中应用它们，对于创建逼真的角色动画至关重要。

反向运动学（Inverse Kinematics, IK）原理

反向运动学是一种计算方法，用于确定一个角色的关节位置，以使角色的末端执行器（如手、脚）达到特定的目标位置。在IK中，我们知道目标位置，需要计算出关节的角度或位置，使末端执行器能够到达该目标。IK在许多场景中非常有用，例如：

• 角色的手需要抓住一个特定的物体。

• 角色的脚需要准确地踩在不平坦的地形上。

• 角色的头部需要转向一个特定的方向。

IK的数学基础

IK的数学基础涉及解多个联立方程。假设我们有一个简单的两关节臂，每个关节有一个旋转角度，末端执行器的位置可以通过以下公式计算：

P=L1⋅rot(A1)+L2⋅rot(A1+A2) P = L_1 \cdot \text{rot}(A_1) +