[專欄精選]Unity動畫系統的RootMotion

09-26

來自專欄 Unity探路營6 人贊了文章

洪流學堂，讓你快人幾步。你好，我是鄭洪智。

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「智哥，自從用了混合樹來做人物移動，腰不酸腿不疼，思路更清晰了，一口氣能寫12小時代碼！」

「喲，療效這麼好，我看你應該再碼12個小時」

「那也沒問題，你來看看我做的這個人物的混合樹是不是棒極了」

想深入了解大智和小新這對好基友，可以在洪流學堂公眾號回復小新了解他們。

小新信心滿滿地打開混合樹，給大智看。

「嗯，這個混合樹確實做的不錯，比不過你這個角色還不能用啊！」

「怎麼不能用了，你看這個走起來不是走的好好的么？」

「你走到那個坡上去試試」

小新操作人物往坡上走，只見直接穿了進去。

「哎？我好像忘了給人物加碰撞了，等我給他加上」

小新給角色加上Collider和Rigidbody組件，再次操作人物往坡上懟過去。

「智哥，你看現在OK了吧?」

「別急，你再下坡看看」

「哎，這怎麼不受重力啊，怎麼不會掉下去！明明加了剛體組件啊」

「這個是因為動畫在控制人物的Y軸，所以才沒有掉下去」

「但是我不都設置Apply Root Motion了么，咋還這樣呢？」

「那你知道Root Motion到底是什麼？」

「那不就是……人物的動畫會帶動人物移動嘛」

「這只是他的一個表現，這時候你該去好好理解下Root Motion到底是什麼了，這個Unity的文檔中有，你去好好看一下吧！」

「好嘞」

下面是小新的學習筆記。

Root Motion

首先要分清Body Transform和Root Transform。

Body Transform（身體變換）

Body Transform是角色的質心（重心）。用於Mecanim系統的重定向引擎中來提供穩定的模型移動。身體朝向是角色模型在T姿勢下上身和下身朝向的平均值。

Body Transform和朝向存儲在Animation Clip中，這兩個是Animation Clip中存儲的唯二世界空間的曲線，其他的動畫曲線都是以相對body transform的形式存儲的。

T-Pose T姿勢
角色模型的胳膊向外伸直，整個身體呈T字型，一般的角色模型應該為這個姿態。

Root Transform（根變換）

Root Transform是body transform在Y平面上的投影，並且是運行時計算的。每一幀Root Transform的變化實時計算。然後Transform的變化會被應用到GameObject上從而讓物體移動。

調整Root Transform

通過對Animation Clip的設置來控制Body Transform投影到Root Transform的結果。

可以調整的有Root Transform Rotation, Root Transform Position (Y) 和 Root Transform Position (XZ) 。基於設置，Body Transform的部分數值可以轉移到Root Transform中。例如你可以選擇動畫中的Y曲線是Root Motion的一部分，還是Body Transform（pose）的一部分。

Root Transform Rotation

用於設置Root Transform的朝向（旋轉）。

Bake into Pose：選中後，角色的朝向會基於body transform（Pose）。Root Orientation會是一個常量，意味著Animation Clip不會旋轉這個物體。

只有AnimationClip的開始和結束位置旋轉相似的時候，才應該使用這個選項。可以通過右邊的綠燈判斷。通常用於向前直行的走或跑的動畫。

Base Upon：可以設置動畫的朝向基於的地方。

Body Orientation：動畫會朝向身體正前方。這個設置適用於大多數身體朝前的動畫，比如走跑跳。但是如果動畫是向左或向右平移的話，會有問題。這時候可以使用下面的Offset來調節角色的朝向。
Original：有的動畫師會給動畫手動加上旋轉，確保動畫的朝向正確，這時候可以使用這個選項，一般就不用再手動調整Offset了。

Offset：基於Base Upon的設置，調整偏移量。

Root Transform Position (Y)

用於設置Root Transform位置的Y軸位置。

Bake into Pose：選中後，動畫的Y軸的運動會保留在Body Transform（Pose）上。Root Transform的Y軸會是一個常數（不會受動畫影響變化），也就是意味著動畫不會改變物體位置的Y值。右邊有一個綠燈指示動畫起始位置和結束位置的高度是否一致，可以看齣動畫是否適合使用此選項。

大多數的動畫應該選中此選項，除了那些會改變物體高度的動畫比如跳起、跳下這些動畫。

注意：Animator.gravityWeight是由Bake Into Pose position Y控制的。選中時gravityWeight = 1，不選中時gravityWeight = 0。gravityWeight用來在state轉換時進行混合。

Base Upon：和Root Transform Rotation設置類似，除了Original 或 Mass Center (Body)選項外，還有一個Feet選項。Feet選項非常適合改變物體高度的動畫（不勾選Bake Into Pose）。使用Feet時，Root Transform Position Y會匹配骨骼中腳部的Y位置（更低的那個）。Feet選項可以避免混合或轉換時浮空的現象。

Offset：可以設置高度的偏移量。

Root Transform Position (XZ)

用於設置Root Transform位置的XZ軸位置。

Bake Into Pose：通常用於原地不動的動畫（動畫在XZ軸上的位置為0）。可以用來去除動畫循環累計的誤差，造成位置的移動。也可以通過設置Based Upon Original來強制使用動畫師設置的位置，否則會使用角色的重心作為Root。

Loop Pose

Loop Pose（比如混合樹或Transition中的混合）會基於Root Transform。Root Transform在每幀被計算出來後，動畫的位置會相對Root Transform。開始幀和結束幀的差別會被計算出來，然後分布到動畫的0-100%。完全沒看明白，得問大智了

Generic Root Motion

Generic和Humanoid基本是類似的，但是Generic的動畫的Root Transform是手動設置的Root Node屬性。

「大智，我看完Root Motion的文檔了，不過還是有點雲里來霧裡去的，你能不能用簡單的幾句話說說設置Root Transform的作用是什麼？」

「簡單來說，如果不設置Root Transform中的Bake Into Pose，動畫中的曲線會影響物體的Root Transform，而勾選了Bake Into Pose以後，動畫的曲線就不會影響物體的Root Transform。再直白點說，比如勾選了Root Transform Position (Y)的Bake Into Pose，那動畫就不會影響物體的Y軸位置了。對於你遇到的剛體不會掉落的問題，也能解決了。」

「emmm，大概能明白，我還是得去試一試看看不同的效果。第二個問題：什麼是重定向？」

「重定向就是把A角色做的動畫用到B角色上。如果A和B兩個角色的骨骼結構完全一樣，那動畫可以直接重用。但是如果A和B的骨骼結構不一樣，但是是Humanoid類型的，可以使用Unity中的Retargeting系統，這個文檔里也有，建議你先去看看。」

「哦，我現在貌似還用不到，等我用到的時候去查一下。最後一個問題哈，Loop Pose的作用是什麼？我看了半天也沒看明白是什麼意思」

「看不明白很正常，文檔中那個解釋確實有些不太直觀。這個作用是，如果一個循環動畫的首尾幀有差別，選中這個選項Unity會給你插值，讓首尾幀看起來是連貫的，循環起來沒有縫隙，但是可能會看起來有些奇怪。不過我們使用的動畫，一般動畫師都會做成無縫循環的動畫，所以這個選項也不經常使用。」

「這麼一說我就能明白很多了，看來文檔也有不靠譜的時候啊」

總結

「文檔有時確實有描述不太準確或者晦澀的時候，這時候就需要你多動手。你看這個知道的『知』字，左邊是矢，也就是箭矢，右邊是口，靶子也就是目標。這個字是說：不斷地練習，命中目標才是知。所以要多實踐。」

「哇，智哥你當個程序員虧了，應該去研究哲學去。」

今日思考題

「我也有此意，哈哈。給你布置個思考題，試下動畫加上不同的Root Motion設置以後會有什麼不同的效果。」

「收到！我去也！」

「收穫別忘了分享出來！也別忘了分享給你學Unity的朋友，也許能夠幫到他。」

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