Unity引擎开发：VR动画系统实现_（6）.IK系统在VR动画中的应用

IK系统在VR动画中的应用

在虚拟现实（VR）游戏中，动画的真实性和互动性对于提升用户体验至关重要。Inverse Kinematics（IK，逆向运动学）是一种用于解决运动链末端执行器位置和方向的技术，广泛应用于角色动画、UI交互和环境互动中。本节将详细介绍IK系统在VR动画中的应用，包括其原理、实现方法和具体示例。

IK系统的基本原理

逆向运动学（IK）与正向运动学（FK）相对，FK是从根节点开始，逐级计算每个关节的位置和旋转，最终确定末端执行器的位置和方向。而IK则相反，它是从末端执行器的目标位置和方向开始，反向计算每个关节的位置和旋转，以达到目标位置和方向。

在Unity中，IK系统通常用于解决以下问题：

1. 角色动画：确保角色的手和脚与环境中的物体正确接触。

2. UI交互：使角色的手指能够准确点击UI元素。

3. 环境互动：使角色的手能够抓住或操作环境中的物体。

IK系统的数学基础

IK系统的核心是求解一个方程组，使得关节链的末端执行器能够达到指定的目标位置和方向。常见的IK算法包括：

• 解析解法：对于简单的关节链，可以通过数学公式直接求解。

• 数值解法：对于复杂的关节链，通常使用迭代方法逐步逼近目标位置。

在Unity中，我们可以使用Unity的内置IK系统（如Full Body Biped IK）或第三方插件（如Final IK）来实现IK功能。

Unity内置IK系统的使用

Unity的内置IK系统主要通过Animator组件的OnAnimatorIK方法来实现。这个方法在每个动画更新时被调用，允许我们手动调整角色的IK目标。

OnAnimatorIK方法

OnAnimatorIK方法是Unity中实现IK的主要入口点。在该方法中，我们可以设置IK目标位置和方向，Unity会自动计算并调整关节的角度。

using UnityEngine;

using UnityEngine.Animations;



public class IKController : MonoBehaviour

{

    private Animator animator;



    void Start()

    {

        animator = GetComponent<Animator>();

    }



    void OnAnimatorIK(int layerIndex)

    {

        // 获取IK目标

        Transform ikTarget = GetIKTarget();



        if (ikTarget != null)

        {

            // 设置手部IK目标位置

            animator.SetIKPosition(AvatarIKGoal.RightHand, ikTarget.position);

            animator.SetIKPositionWeight(AvatarIKGoal.RightHand, 1.0f);



            // 设置手部IK目标旋转

            animator.SetIKRotation(AvatarIKGoal.RightHand, ikTarget.rotation);

            animator.SetIKRotationWeight(AvatarIKGoal.RightHand, 1.0f);

        }

    }



    Transform GetIKTarget()

    {

        // 返回IK目标的Transform

        // 例如，可以是玩家手柄的位置

        Transform rightHandTarget = GameObject.Find("RightHandTarget").transform;

        return rightHandTarget;

    }

}

代码解析

1. 获取Animator组件：

   
   animator = GetComponent<Animator>();
   
   

   这行代码获取了当前游戏对象的Animator组件，以便在OnAnimatorIK方法中使用。

2. OnAnimatorIK方法：

   
   void OnAnimatorIK(int layerIndex)
   
   

   这个方法在每个动画更新时被调用，layerIndex参数表示当前处理的动画层。

3. 获取IK目标：

   
   Transform ikTarget = GetIKTarget();
   
   

   通过GetIKTarget方法获取IK目标的Transform。在这个例子中，我们假设IK目标是一个名为RightHandTarget的游戏对象。

4. 设置IK目标位置：

   
   animator.SetIKPosition(AvatarIKGoal.RightHand, ikTarget.position);
   
   animator.SetIKPositionWeight(AvatarIKGoal.RightHand, 1.0f);
   
   

   使用SetIKPosition方法设置手部的IK目标位置，并使用SetIKPositionWeight方法设置位置权重。权重为1表示完全依赖IK目标位置。

5. 设置IK目标旋转：

   
   animator.SetIKRotation(AvatarIKGoal.RightHand, ikTarget.rotation);
   
   animator.SetIKRotationWeight(AvatarIKGoal.RightHand, 1.0f);
   
   

   使用SetIKRotation方法设置手部的IK目标旋转，并使用SetIKRotationWeight方法设置旋转权重。权重为1表示完全依赖IK目标旋转。

Final IK插件的使用

Final IK是一个功能强大的第三方IK插件，提供了多种IK解决方案，包括IK solvers、IK constraints和IK controllers。以下是使用Final IK实现VR动画的步骤。

安装Final IK

1. 打开Unity Asset Store。

2. 搜索“Final IK”并购买安装。

3. 将Final IK包导入项目。

创建IK控制器

1. 选择角色模型。

2. 在Inspector面板中，点击Add Component按钮，添加CCD IK组件。

3. 配置IK控制器的参数，如目标点、迭代次数等。

示例代码

以下是一个使用Final IK的示例代码，展示了如何使角色的手部跟随VR手柄的位置和旋转。

using UnityEngine;

using FullBodyBipedIK;



public class FinalIKController : MonoBehaviour

{

    public Transform rightHandTarget;

    public IKSolverFullBodyBiped ikSolver;



    void Start()

    {

        // 获取IK解算器

        ikSolver = GetComponent<FullBodyBipedIK>().solver;

    }



    void Update()

    {

        // 更新IK目标

        if (rightHandTarget != null)

        {

            ikSolver.rightArm.target = rightHandTarget.position;

            ikSolver.rightArm.rotation = rightHandTarget.rotation;

        }

    }

}

代码解析

1. 获取IK解算器：

   
   ikSolver = GetComponent<FullBodyBipedIK>().solver;
   
   

   这行代码获取了角色模型上的FullBodyBipedIK组件的解算器。

2. 更新IK目标：

   
   void Update()
   
   {
   
       if (rightHandTarget != null)
   
       {
   
           ikSolver.rightArm.target = rightHandTarget.position;
   
           ikSolver.rightArm.rotation = rightHandTarget.rotation;
   
       }
   
   }
   
   

   在每一帧的Update方法中，我们更新IK目标的位置和旋转。rightHandTarget是一个引用，指向VR手柄的位置和旋转。

IK系统的优化

在VR动画中，IK系统的性能和稳定性是非常重要的。以下是一些优化IK系统的技巧：

1. 减少迭代次数

增加迭代次数可以提高IK解算的精度，但也会增加计算开销。因此，需要在精度和性能之间找到平衡。

ikSolver.rightArm.iterations = 10; // 设置迭代次数

2. 使用层次IK

层次IK允许我们为不同的部分设置不同的IK目标，从而提高动画的灵活性和真实感。

ikSolver.rightArm.target = rightHandTarget.position;

ikSolver.rightArm.rotation = rightHandTarget.rotation;

ikSolver.rightForearm.target = rightForearmTarget.position;

ikSolver.rightForearm.rotation = rightForearmTarget.rotation;

3. 预计算IK目标

在某些情况下，IK目标的位置和旋转可以提前计算，避免在每一帧中进行复杂的计算。

void Start()

{

    // 预计算IK目标

    rightHandTarget = PrecomputeIKTarget();

}



Transform PrecomputeIKTarget()

{

    // 进行预计算，例如，根据环境中的物体位置

    Transform target = GameObject.Find("TargetObject").transform;

    return target;

}

IK系统在角色动画中的应用

1. 手部抓取

在VR游戏中，角色的手部需要能够准确抓取环境中的物体。使用IK可以确保手部在抓取时与物体正确接触。

using UnityEngine;

using FullBodyBipedIK;



public class HandGrabbing : MonoBehaviour

{

    public Transform rightHandTarget;

    public IKSolverFullBodyBiped ikSolver;

    public GameObject objectToGrab;



    void Start()

    {

        ikSolver = GetComponent<FullBodyBipedIK>().solver;

    }



    void Update()

    {

        if (Input.GetButtonDown("Grab"))

        {

            GrabObject();

        }



        if (Input.GetButtonUp("Grab"))

        {

            ReleaseObject();

        }



        if (objectToGrab != null)

        {

            // 更新IK目标

            rightHandTarget.position = objectToGrab.transform.position;

            rightHandTarget.rotation = objectToGrab.transform.rotation;

        }

    }



    void GrabObject()

    {

        // 检测手部附近的物体

        Collider[] colliders = Physics.OverlapSphere(rightHandTarget.position, 0.1f);

        foreach (Collider collider in colliders)

        {

            if (collider.gameObject == objectToGrab)

            {

                objectToGrab.transform.parent = rightHandTarget;

                objectToGrab.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = true;

            }

        }

    }



    void ReleaseObject()

    {

        if (objectToGrab != null)

        {

            objectToGrab.transform.parent = null;

            objectToGrab.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = false;

            objectToGrab = null;

        }

    }

}

代码解析

1. 检测手部附近的物体：

   
   Collider[] colliders = Physics.OverlapSphere(rightHandTarget.position, 0.1f);
   
   

   使用Physics.OverlapSphere方法检测手部附近的物体。

2. 抓取物体：

   
   objectToGrab.transform.parent = rightHandTarget;
   
   objectToGrab.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = true;
   
   

   将抓取的物体作为手部目标的子对象，并将其刚体设置为Kinematic，以便手部可以控制其位置和旋转。

3. 释放物体：

   
   objectToGrab.transform.parent = null;
   
   objectToGrab.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = false;
   
   objectToGrab = null;
   
   

   将物体从手部目标的子对象中移除，并恢复其刚体属性，使其可以自由运动。

2. 脚部跟踪

在VR游戏中，角色的脚部需要能够跟踪地面或其他物体，确保角色的行走和站立更加自然。

using UnityEngine;

using FullBodyBipedIK;



public class FootTracking : MonoBehaviour

{

    public Transform rightFootTarget;

    public IKSolverFullBodyBiped ikSolver;



    void Start()

    {

        ikSolver = GetComponent<FullBodyBipedIK>().solver;

    }



    void Update()

    {

        // 更新脚部IK目标

        rightFootTarget.position = GetGroundPosition(rightFootTarget.position);

        rightFootTarget.rotation = Quaternion.identity; // 保持脚部水平



        ikSolver.rightLeg.target = rightFootTarget.position;

        ikSolver.rightLeg.rotation = rightFootTarget.rotation;

    }



    Vector3 GetGroundPosition(Vector3 targetPosition)

    {

        RaycastHit hit;

        if (Physics.Raycast(targetPosition, Vector3.down, out hit, 1.5f))

        {

            return hit.point;

        }

        return targetPosition;

    }

}

代码解析

1. 获取地面位置：

   
   RaycastHit hit;
   
   if (Physics.Raycast(targetPosition, Vector3.down, out hit, 1.5f))
   
   {
   
       return hit.point;
   
   }
   
   

   使用Physics.Raycast方法检测脚部目标位置下方的地面，并返回地面的位置。

2. 更新脚部IK目标：

   
   rightFootTarget.position = GetGroundPosition(rightFootTarget.position);
   
   rightFootTarget.rotation = Quaternion.identity; // 保持脚部水平
   
   
   
   ikSolver.rightLeg.target = rightFootTarget.position;
   
   ikSolver.rightLeg.rotation = rightFootTarget.rotation;
   
   

   更新脚部的目标位置和旋转，确保脚部始终接触地面。

IK系统在UI交互中的应用

在VR游戏中，角色需要能够与UI元素进行交互，如点击按钮、拖动滑块等。使用IK可以确保角色的手指准确点击UI元素。

1. 按钮点击

以下是一个示例代码，展示了如何使角色的手指点击UI按钮。

using UnityEngine;

using UnityEngine.UI;

using FullBodyBipedIK;



public class UIButtonClick : MonoBehaviour

{

    public Transform rightHandTarget;

    public IKSolverFullBodyBiped ikSolver;

    public Button uiButton;



    void Start()

    {

        ikSolver = GetComponent<FullBodyBipedIK>().solver;

    }



    void Update()

    {

        if (Input.GetButtonDown("Click"))

        {

            ClickButton();

        }

    }



    void ClickButton()

    {

        // 获取按钮的中心位置

        Vector3 buttonCenter = Camera.main.WorldToScreenPoint(uiButton.transform.position);

        buttonCenter.z = 10.0f; // 调整z值以确保点击有效



        // 转换为世界坐标

        Vector3 worldPosition = Camera.main.ScreenToWorldPoint(buttonCenter);



        // 更新手部IK目标

        rightHandTarget.position = worldPosition;

        rightHandTarget.rotation = Quaternion.LookRotation(uiButton.transform.position - rightHandTarget.position);



        // 检测是否点击到按钮

        if (uiButton.GetComponent<GraphicRaycaster>().Raycast(new PointerEventData(EventSystem.current) { position = buttonCenter }, out List<RaycastResult> results))

        {

            foreach (RaycastResult result in results)

            {

                if (result.gameObject == uiButton.gameObject)

                {

                    uiButton.onClick.Invoke();

                }

            }

        }

    }

}

代码解析

1. 获取按钮的中心位置：

   
   Vector3 buttonCenter = Camera.main.WorldToScreenPoint(uiButton.transform.position);
   
   buttonCenter.z = 10.0f; // 调整z值以确保点击有效
   
   

   使用Camera.main.WorldToScreenPoint方法将UI按钮的中心位置转换为屏幕坐标，并调整z值以确保点击有效。

2. 转换为世界坐标：

   
   Vector3 worldPosition = Camera.main.ScreenToWorldPoint(buttonCenter);
   
   

   使用Camera.main.ScreenToWorldPoint方法将屏幕坐标转换为世界坐标。

3. 更新手部IK目标：

   
   rightHandTarget.position = worldPosition;
   
   rightHandTarget.rotation = Quaternion.LookRotation(uiButton.transform.position - rightHandTarget.position);
   
   

   更新手部的目标位置和旋转，使其指向UI按钮。

4. 检测是否点击到按钮：

   
   if (uiButton.GetComponent<GraphicRaycaster>().Raycast(new PointerEventData(EventSystem.current) { position = buttonCenter }, out List<RaycastResult> results))
   
   {
   
       foreach (RaycastResult result in results)
   
       {
   
           if (result.gameObject == uiButton.gameObject)
   
           {
   
               uiButton.onClick.Invoke();
   
           }
   
       }
   
   }
   
   

   使用GraphicRaycaster检测是否点击到UI按钮，并触发按钮的点击事件。

IK系统在环境互动中的应用

1. 门把手的抓取

在VR游戏中，角色需要能够抓取和操作环境中的物体，如门把手。使用IK可以确保角色的手部准确抓取门把手。

using UnityEngine;

using FullBodyBipedIK;



public class DoorHandleGrab : MonoBehaviour

{

    public Transform rightHandTarget;

    public IKSolverFullBodyBiped ikSolver;

    public GameObject doorHandle;



    void Start()

    {

        ikSolver = GetComponent<FullBodyBipedIK>().solver;

    }



    void Update()

    {

        if (Input.GetButtonDown("Grab"))

        {

            GrabHandle();

        }



        if (Input.GetButtonUp("Grab"))

        {

            ReleaseHandle();

        }



        if (doorHandle != null)

        {

            // 更新手部IK目标

            rightHandTarget.position = doorHandle.transform.position;

            rightHandTarget.rotation = doorHandle.transform.rotation;

        }

    }



    void GrabHandle()

    {

        // 检测手部附近的门把手

        Collider[] colliders = Physics.OverlapSphere(rightHandTarget.position, 0.1f);

        foreach (Collider collider in colliders)

        {

            if (collider.gameObject == doorHandle)

            {

                doorHandle.transform.parent = rightHandTarget;

                doorHandle.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = true;

            }

        }

    }



    void ReleaseHandle()

    {

        if (doorHandle != null)

        {

            doorHandle.transform.parent = null;

            doorHandle.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = false;

            doorHandle = null;

        }

    }

}

代码解析

1. 检测手部附近的门把手：

   
   Collider[] colliders = Physics.OverlapSphere(rightHandTarget.position, 0.1f);
   
   

   使用Physics.OverlapSphere方法检测手部附近的门把手。

2. 抓取门把手：

   
   if (collider.gameObject == doorHandle)
   
   {
   
       doorHandle.transform.parent = rightHandTarget;
   
       doorHandle.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = true;
   
   }
   
   

   将门把手作为手部目标的子对象，并将其刚体设置为Kinematic，以便手部可以控制其位置和旋转。

3. 释放门把手：

   
   if (doorHandle != null)
   
   {
   
       doorHandle.transform.parent = null;
   
       doorHandle.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = false;
   
       doorHandle = null;
   
   }
   
   

   将门把手从手部目标的子对象中移除，并恢复其刚体属性，使其可以自由运动。

2. 操控杆的移动

在VR游戏中，角色需要能够移动环境中的操控杆。使用IK可以确保角色的手部准确抓住并移动操控杆。

using UnityEngine;

using FullBodyBipedIK;



public class LeverControl : MonoBehaviour

{

    public Transform rightHandTarget;

    public IKSolverFullBodyBiped ikSolver;

    public GameObject lever;

    public Transform leverStart;

    public Transform leverEnd;



    private bool isGrabbing = false;

    private Vector3 leverDirection;



    void Start()

    {

        ikSolver = GetComponent<FullBodyBipedIK>().solver;

        leverDirection = (leverEnd.position - leverStart.position).normalized;

    }



    void Update()

    {

        if (Input.GetButtonDown("Grab"))

        {

            GrabLever();

        }



        if (Input.GetButtonUp("Grab"))

        {

            ReleaseLever();

        }



        if (isGrabbing && lever != null)

        {

            // 更新操控杆的位置

            Vector3 handPosition = rightHandTarget.position;

            float distance = Vector3.Dot(handPosition - leverStart.position, leverDirection);

            distance = Mathf.Clamp(distance, 0, Vector3.Distance(leverStart.position, leverEnd.position));



            lever.transform.position = leverStart.position + distance * leverDirection;

        }

    }



    void GrabLever()

    {

        // 检测手部附近的操控杆

        Collider[] colliders = Physics.OverlapSphere(rightHandTarget.position, 0.1f);

        foreach (Collider collider in colliders)

        {

            if (collider.gameObject == lever)

            {

                isGrabbing = true;

                lever.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = true;

            }

        }

    }



    void ReleaseLever()

    {

        if (isGrabbing && lever != null)

        {

            isGrabbing = false;

            lever.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = false;

            lever = null;

        }

    }

}

代码解析

1. 初始化操控杆方向：

   
   leverDirection = (leverEnd.position - leverStart.position).normalized;
   
   

   在Start方法中，计算操控杆的移动方向。

2. 检测手部附近的操控杆：

   
   Collider[] colliders = Physics.OverlapSphere(rightHandTarget.position, 0.1f);
   
   

   使用Physics.OverlapSphere方法检测手部附近的操控杆。

3. 抓取操控杆：

   
   if (collider.gameObject == lever)
   
   {
   
       isGrabbing = true;
   
       lever.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = true;
   
   }
   
   

   将操控杆的刚体设置为Kinematic，并设置isGrabbing标志为真，表示手部已经抓住操控杆。

4. 释放操控杆：

   
   if (isGrabbing && lever != null)
   
   {
   
       isGrabbing = false;
   
       lever.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = false;
   
       lever = null;
   
   }
   
   

   恢复操控杆的刚体属性，并设置isGrabbing标志为假，表示手部已经释放操控杆。

5. 更新操控杆的位置：

   
   if (isGrabbing && lever != null)
   
   {
   
       Vector3 handPosition = rightHandTarget.position;
   
       float distance = Vector3.Dot(handPosition - leverStart.position, leverDirection);
   
       distance = Mathf.Clamp(distance, 0, Vector3.Distance(leverStart.position, leverEnd.position));
   
   
   
       lever.transform.position = leverStart.position + distance * leverDirection;
   
   }
   
   

   在每一帧的Update方法中，计算手部在操控杆方向上的投影距离，并限制其在操控杆的起始和结束位置之间。然后更新操控杆的位置，使其跟随手部移动。

IK系统的高级应用

1. 多目标IK

在某些情况下，角色需要同时抓取多个物体或与多个目标进行互动。多目标IK可以通过设置多个IK目标来实现，从而提高角色的互动能力和真实感。

using UnityEngine;

using FullBodyBipedIK;



public class MultiTargetIK : MonoBehaviour

{

    public Transform rightHandTarget;

    public Transform leftHandTarget;

    public IKSolverFullBodyBiped ikSolver;

    public GameObject objectToGrabRight;

    public GameObject objectToGrabLeft;



    void Start()

    {

        ikSolver = GetComponent<FullBodyBipedIK>().solver;

    }



    void Update()

    {

        if (Input.GetButtonDown("GrabRight"))

        {

            GrabObject(rightHandTarget, objectToGrabRight);

        }



        if (Input.GetButtonUp("GrabRight"))

        {

            ReleaseObject(objectToGrabRight);

        }



        if (Input.GetButtonDown("GrabLeft"))

        {

            GrabObject(leftHandTarget, objectToGrabLeft);

        }



        if (Input.GetButtonUp("GrabLeft"))

        {

            ReleaseObject(objectToGrabLeft);

        }



        if (objectToGrabRight != null)

        {

            // 更新右手法IK目标

            rightHandTarget.position = objectToGrabRight.transform.position;

            rightHandTarget.rotation = objectToGrabRight.transform.rotation;

        }



        if (objectToGrabLeft != null)

        {

            // 更新左手IK目标

            leftHandTarget.position = objectToGrabLeft.transform.position;

            leftHandTarget.rotation = objectToGrabLeft.transform.rotation;

        }

    }



    void GrabObject(Transform handTarget, GameObject objectToGrab)

    {

        // 检测手部附近的物体

        Collider[] colliders = Physics.OverlapSphere(handTarget.position, 0.1f);

        foreach (Collider collider in colliders)

        {

            if (collider.gameObject == objectToGrab)

            {

                objectToGrab.transform.parent = handTarget;

                objectToGrab.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = true;

            }

        }

    }



    void ReleaseObject(GameObject objectToGrab)

    {

        if (objectToGrab != null)

        {

            objectToGrab.transform.parent = null;

            objectToGrab.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = false;

            objectToGrab = null;

        }

    }

}

代码解析

1. 抓取物体：

   
   void GrabObject(Transform handTarget, GameObject objectToGrab)
   
   {
   
       // 检测手部附近的物体
   
       Collider[] colliders = Physics.OverlapSphere(handTarget.position, 0.1f);
   
       foreach (Collider collider in colliders)
   
       {
   
           if (collider.gameObject == objectToGrab)
   
           {
   
               objectToGrab.transform.parent = handTarget;
   
               objectToGrab.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = true;
   
           }
   
       }
   
   }
   
   

   通过Physics.OverlapSphere方法检测手部附近的物体，并将物体设置为手部目标的子对象，同时将其刚体设置为Kinematic。

2. 释放物体：

   
   void ReleaseObject(GameObject objectToGrab)
   
   {
   
       if (objectToGrab != null)
   
       {
   
           objectToGrab.transform.parent = null;
   
           objectToGrab.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = false;
   
           objectToGrab = null;
   
       }
   
   }
   
   

   恢复物体的刚体属性，并将其从手部目标的子对象中移除。

3. 更新IK目标：

   
   if (objectToGrabRight != null)
   
   {
   
       // 更新右手法IK目标
   
       rightHandTarget.position = objectToGrabRight.transform.position;
   
       rightHandTarget.rotation = objectToGrabRight.transform.rotation;
   
   }
   
   
   
   if (objectToGrabLeft != null)
   
   {
   
       // 更新左手IK目标
   
       leftHandTarget.position = objectToGrabLeft.transform.position;
   
       leftHandTarget.rotation = objectToGrabLeft.transform.rotation;
   
   }
   
   

   在每一帧的Update方法中，更新右手法和左手法的IK目标位置和旋转，确保手部始终跟随抓取的物体。

2. IK与物理系统的结合

在某些复杂的VR场景中，角色的IK动作需要与物理系统结合，以实现更真实的交互效果。例如，角色可以推动或拉动物体，物体的运动受到物理系统的约束。

using UnityEngine;

using FullBodyBipedIK;



public class IKWithPhysics : MonoBehaviour

{

    public Transform rightHandTarget;

    public IKSolverFullBodyBiped ikSolver;

    public GameObject objectToPush;

    public float pushForce = 10.0f;



    private bool isPushing = false;



    void Start()

    {

        ikSolver = GetComponent<FullBodyBipedIK>().solver;

    }



    void Update()

    {

        if (Input.GetButtonDown("Push"))

        {

            StartPushing();

        }



        if (Input.GetButtonUp("Push"))

        {

            StopPushing();

        }



        if (isPushing && objectToPush != null)

        {

            // 更新手部IK目标

            rightHandTarget.position = objectToPush.transform.position;

            rightHandTarget.rotation = objectToPush.transform.rotation;



            // 对物体施加推力

            objectToPush.GetComponent<Rigidbody>().AddForce((rightHandTarget.position - objectToPush.transform.position).normalized * pushForce, ForceMode.Acceleration);

        }

    }



    void StartPushing()

    {

        // 检测手部附近的物体

        Collider[] colliders = Physics.OverlapSphere(rightHandTarget.position, 0.1f);

        foreach (Collider collider in colliders)

        {

            if (collider.gameObject == objectToPush)

            {

                isPushing = true;

            }

        }

    }



    void StopPushing()

    {

        if (isPushing && objectToPush != null)

        {

            isPushing = false;

            objectToPush = null;

        }

    }

}

代码解析

1. 检测手部附近的物体：

   
   Collider[] colliders = Physics.OverlapSphere(rightHandTarget.position, 0.1f);
   
   

   使用Physics.OverlapSphere方法检测手部附近的物体。

2. 开始推动物体：

   
   if (collider.gameObject == objectToPush)
   
   {
   
       isPushing = true;
   
   }
   
   

   将isPushing标志设置为真，表示手部已经开始推动物体。

3. 停止推动物体：

   
   if (isPushing && objectToPush != null)
   
   {
   
       isPushing = false;
   
       objectToPush = null;
   
   }
   
   

   将isPushing标志设置为假，并将推动物体的引用设置为null，表示手部已经停止推动物体。

4. 更新手部IK目标并施加推力：

   
   if (isPushing && objectToPush != null)
   
   {
   
       // 更新手部IK目标
   
       rightHandTarget.position = objectToPush.transform.position;
   
       rightHandTarget.rotation = objectToPush.transform.rotation;
   
   
   
       // 对物体施加推力
   
       objectToPush.GetComponent<Rigidbody>().AddForce((rightHandTarget.position - objectToPush.transform.position).normalized * pushForce, ForceMode.Acceleration);
   
   }
   
   

   在每一帧的Update方法中，更新手部的IK目标位置和旋转，并对物体施加推力，使其在手部推动下移动。

总结

IK系统在VR动画中的应用非常广泛，不仅可以提高角色动画的真实性和互动性，还可以增强用户体验。通过Unity的内置IK系统和第三方插件（如Final IK），我们可以轻松实现手部抓取、脚部跟踪、UI交互和环境互动等多种功能。此外，通过对IK系统的优化和高级应用，我们可以进一步提升VR游戏的性能和真实感。

希望本文对大家理解和应用IK系统有所帮助。如果有任何疑问或需要进一步的示例代码，请在评论区留言。