Unity动画系统详解7:Layer是什么?

洪流学堂,让你快人几步。你好,我是跟着大智学Unity的萌新,我叫小新,这几周一起来复(yu)习(xi)动画系统。
“大智,我的Animator状态机里面的状态很多,现在太难管理了。我有很多姿势,比如不拿枪,拿手枪,拿冲锋枪,拿步枪,每种姿势都要做一个混合树,现在再去加蹲的状态,简直爆炸,有没有什么好办法?”
“我看看你的Animator Controller现在是什么样子?”
“还是挺整洁的嘛,感觉并没有很复杂呀” “这只是表面现象,每个混合树里都有好多状态呀”
“那你想想这些动画之间有没有什么相似的地方可以提取出来的?” “要说相似的话,它们腿部的动画是类似的,不管拿枪姿势如何,腿部都是一样的,只有胳膊的动画不太一样。”
“嗯,这你就算说到点子上了!这时候可以用下Animator Controller中的Layer的相关文档,你先去看看?” “就是Parameters边上那个Layer么?看到它好久了还一直不知道有什么用呢!我先去了解了解!”
下面是小新的笔记本中的内容:

Animation Layers

使用Layer可以用来管理角色的不同身体部位。比如下半身用于行走或跑步,上半身用于射击或投掷物体。
可以从Animator左上角的Layer标签中管理Layer。
点击加号可以添加一个Layer。点击Layer旁边的齿轮图标,会弹出一个小窗口,可以设置该Layer对应的参数。
Weight 这一层的权重,0代表该层权重是0(该层不生效),1代表该层权重为1(该层中的动画能完全表现)
Mask 设置该Layer能控制身体的哪部分,设置后该Layer上面会显示一个M的小图标。 详细笔记见下方
Blending 和其他层混合的模式。
  • Override 覆盖上面的层中对应Mask的部位
  • Additive 会加在之前Layer的动画之上
Sync 复用其他层中的状态机。 详细笔记见下方
IK Pass 什么是IK?得问问大智

Avatar Mask

用来设置该Layer的动画会影响角色的哪一部分的遮罩。

创建Avatar Mask

在Project窗口中右键, Create > Avatar Mask 点击后会创建一个AvatarMask文件,此时可以对文件命名。

编辑AvatarMask

AvatarMask有两种定义身体遮罩的方式:
  • 通过Humanoid身体映射图
  • 通过Transform层次结构选择包含或不包含的骨骼
Humanoid
如果你的动画是人形动画,建议用这一种方式可以快速设置AvatarMask。
身体映射图包含以下几部分:
  • 头部
  • 左臂
  • 右臂
  • 左手
  • 右手
  • 左腿
  • 右腿
  • Root(脚下的圆形阴影部分)
可以通过鼠标点击每一部分,绿色代表动画可以影响这一部分,红色代表动画不会影响。在空白处点击可以全选/全不选。
手部和脚部的IK可以开关,表示该部分的IK曲线是否参与动画混合。 IK又出现了,一会去问问大智
Transform
如果动画没有使用Humanoid,或者你想更精细的控制遮罩,你可以通过Transform层级结构来控制每一个骨骼。
1、选择一个Avatar(动画模型的Avatar) 2、点击 Import Skeleton 按钮。avatar的层级结构会显示出来。 3、可以设置对应的骨骼是否受动画控制
其他用途
在模型导入设置的Animation页签中,也可以设置Mask,设置后只会导入对应Mask的动画数据。
在这设置Mask的好处是:可以减少内存占用和CPU占用。因为不需要的身体部位的动画曲线不会被加载,并且不会参与计算。

实例

比如你想人物保持行走、跑步、站立的同时上身能够投掷东西,你可以按下图设置Layer:

Sync

有时能够在不同的Layer重用其他Layer的状态机非常有用。比如你想模拟一个“受伤”的状态,你有受伤状态的各种动画比如走跑跳。这时候你可以选中Sync复选框,选择你想要同步的Layer。状态机的结构会保持一致,但是可以设置不同的Animation Clip。选中时,Layer旁边会有一个S小图标。
这意味着,同步出来的Layer不需要再去定义状态机,并且源Layer中状态机的任何变化都会同步到这一同步Layer。唯一需要你做的就是设置每个State中使用的动画。
Sync复选框旁边还有一个Timing复选框。
  • 不选中时,Sync出来的Layer中每一个State的动画长度会变为源Layer中的时长。
  • 选中时,根据Weight调整动画时长,Weight为1时使用Sync Layer中的动画时长。
“大智,我看完了,这个东西还是很强大的呀,正好符合我的需要。不过这里面有好多地方提到了IK,这个IK是什么东西呢?” “IK是Inverse Kinematics的缩写,也就是反向动力学。”
“那是不是还有正向动力学?” “没错,你都会举一反三了! 大多数动画是通过旋转骨骼来实现的。子骨骼的位置跟着父骨骼的旋转而改变,因此关节链的终点可以根据前面的各个骨骼的角度和相对位置确定。这种构成骨骼动画的方法称为正向动力学。 ”
“那反向动力学是不是就是根据骨骼的最终节点,反向推算之前的骨骼节点的位置?” “哟,不错哦,有长进。正如你所说的一样。有些时候我们需要根据空间中的位置来确定骨骼节点的位置,比如让角色拿枪,不同的枪可能握持的位置不太相同,就需要根据握持的位置来决定角色手的位置。Unity中的IK支持所有人形动画。”
“这样说我就有些明白了,Animator中的State设置中的Foot IK是不是就是设置脚部受IK的影响?” “是的。” “那Layer中的IK Pass是什么意思呢?” “选中IK Pass的时候,每帧会调用脚本中的OnAnimatorIK方法,可以在这个方法中动态设置IK,这个明天给你细讲一下。” “好~”

总结

小新:“有了Layer,我感觉我的动画可以分为上半身和下半身两个Layer,这样一来就不需要对每个拿枪的动作设置移动的混合树了,应该能简化不少工作。” “确实是这样,合理利用Layer不仅可以减少动画师的动画制作工作量,还能在性能上对游戏进行优化。”

今日思考题

小新:“那我现在就去就用Layer改造下我的状态机” “今天真自觉,哈哈,我本来也想给你布置这个小作业呢!” “我去也!” 大智:“收获别忘了分享出来!别忘了点击右下角 请好友看 免费分享给你的朋友,也许能够帮到他。”

扩展阅读

【扩展学习】 在 洪流学堂 公众号回复 动画 可以阅读本系列所有文章,更有视频教程等着你!
呼~ 今天小新絮絮叨叨的真是够够的了。没讲清楚的地方欢迎评论,咱们一起探索。
我是大智(微信:zhz11235),你的技术探路者,下次见!
别走! 点赞 , 收藏 哦!
好,你可以走了。
基于径向基函数神经网络RBFNN的自适应滑模控制学习(Matlab代码实现)内容概要:本文介绍了基于径向基函数神经网络(RBFNN)的自适应滑模控制方法,并提供了相应的Matlab代码实现。该方法结合了RBF神经网络的非线性逼近能力和滑模控制的强鲁棒性,用于解决复杂系统的控制问题,尤其适用于存在不确定性和外部干扰的动态系统。文中详细阐述了控制算法的设计思路、RBFNN的结构与权重更新机制、滑模面的构建以及自适应律的推导过程,并通过Matlab仿真验证了所提方法的有效性和稳定性。此外,文档还列举了大量相关的科研方向和技术应用,涵盖智能优化算法、机器学习、电力系统、路径规划等多个领域,展示了该技术的广泛应用前景。; 适合人群:具备一定自动控制理论基础和Matlab编程能力的研究生、科研人员及工程技术人员,特别是从事智能控制、非线性系统控制及相关领域的研究人员; 使用场景及目标:①学习和掌握RBF神经网络与滑模控制相结合的自适应控制策略设计方法;②应用于电机控制、机器人轨迹跟踪、电力电子系统等存在模型不确定性或外界扰动的实际控制系统中,提升控制精度与鲁棒性; 阅读建议:建议读者结合提供的Matlab代码进行仿真实践,深入理解算法实现细节,同时可参考文中提及的相关技术方向拓展研究思路,注重理论分析与仿真验证相结合。
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