摘要：IK是Inverse Kinematic的縮寫，也就是反向動(dòng)力學(xué)。是根據(jù)骨骼的終節(jié)點(diǎn)來推算其他父節(jié)點(diǎn)的位置的一種方法。比如通過手的位置推算手腕、胳膊肘的骨骼的位置。
大話Unity，讓你快人幾步。你好，我是跟著大智學(xué)Unity的萌新，我叫小新，這幾周一起來復(fù)（yu）習(xí)（xi）動(dòng)畫系統(tǒng)。
“大智，昨天你說要給我講講IK，趁現(xiàn)在有空，你給我講講唄”
“IK你已經(jīng)明白是什么意思了吧？”
“IK是Inverse Kinematic的縮寫，也就是反向動(dòng)力學(xué)。是根據(jù)骨骼的終節(jié)點(diǎn)來推算其他父節(jié)點(diǎn)的位置的一種方法。比如通過手的位置推算手腕、胳膊肘的骨骼的位置。”
“沒錯(cuò)，那你能想到一些適用的場(chǎng)景么？”
“嗯。。。我想想：比如角色需要拿各種不同的東西，讓角色的手能符合各種不同的東西的握持位置，這樣就不用針對(duì)每種不同的東西單獨(dú)制作動(dòng)畫了！”
“非常棒！這是IK最常見的一種用途。其他的用途其實(shí)還有比如：角色的頭的旋轉(zhuǎn)，這樣可以和你視角的方向一致。角色的腳的位置，這樣可以讓角色踩在地面跟貼合。”
“對(duì)對(duì)對(duì)，我只想到手了。那還有其他的么？”
“Unity中IK能設(shè)置的部位就是5個(gè)，分別是：頭、左右手、左右腳。所以沒有其他部位的IK了，我們常見的其實(shí)也都是這些?！?/p>
設(shè)置IK
小新：“那具體如何用呢？”
大智：“那我就用實(shí)例來給你演示下IK是如何使用的”
頭部IK
小新和大智來到了大智的工作臺(tái)前。
大智：“我們先來看看如何設(shè)置人物的頭部根據(jù)視角旋轉(zhuǎn)。需要用到這兩個(gè)API：Animator.SetLookAtPosition和Animator.SetLookAtWeight，對(duì)應(yīng)的方法為：”
public void SetLookAtPosition(Vector3 lookAtPosition);
“這個(gè)方法用來設(shè)置頭部看向的位置，比如看向你左邊的窗戶，頭就會(huì)相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)。”
“這個(gè)看起來很簡(jiǎn)單嘛?！?br>
“對(duì)，這個(gè)方法確實(shí)很簡(jiǎn)單，不過還有另外一個(gè)：”
public void SetLookAtWeight(float weight, float bodyWeight = 0.0f, float headWeight = 1.0f, float eyesWeight = 0.0f, float clampWeight = 0.5f);
“這個(gè)方法用來設(shè)置IK的權(quán)重，這個(gè)IK會(huì)和原來的動(dòng)畫進(jìn)行混合。如果權(quán)重為1，則完全用IK的位置旋轉(zhuǎn)；如果權(quán)重為0，則完全用原來動(dòng)畫中的位置和旋轉(zhuǎn)。至少要設(shè)置第一個(gè)參數(shù)，后面的幾個(gè)參數(shù)都有默認(rèn)值，但是你也要了解所有參數(shù)的含義：”
- Weight 全局權(quán)重，后面所有參數(shù)的系數(shù)
- bodyWeight 身體權(quán)重，身體參與LookAt的程度，一般是0
- headWeight 頭部權(quán)重，頭部參與LookAt的權(quán)重，一般是1
- eyesWeight 眼睛權(quán)重，眼睛參與LookAt的權(quán)重，一般是0（一般沒有眼睛部分的骨骼）
- clampWeight 權(quán)重的限制。0代表沒有限制（脖子可能看起來和斷了一樣），1代表完全限制（頭幾乎不會(huì)動(dòng)，像是固定住了）。0.5代表可能范圍的一半（180度）。
大智：“有了這兩個(gè)方法你就可以實(shí)現(xiàn)頭部的IK了，不過還有兩點(diǎn)需要注意：”
1、需要勾選對(duì)應(yīng)Layer的IK Pass選項(xiàng)（在Layer的設(shè)置里）。
2、代碼需要寫在OnAnimatorIK這個(gè)事件方法里面。
void OnAnimatorIK(int layerIndex)
{
_animator.SetLookAtPosition(pos);
_animator.SetLookAtWeight(1);
}
上面的代碼就是人物的頭部看向一個(gè)位置的代碼。需要注意的是這個(gè)OnAnimatorIK方法有一個(gè)參數(shù)layerIndex，這個(gè)就是對(duì)應(yīng)的Layer的序號(hào)，只有勾選了IK Pass的layer才會(huì)調(diào)用到這個(gè)方法里，每個(gè)勾選了IK Pass的layer調(diào)用一次。
小新：“這樣我就能實(shí)現(xiàn)人物的頭跟著視角移動(dòng)了，哦也”
大智：“是的哦”
手腳IK
小新：“那手腳的IK是不是也跟這個(gè)類似的？”
大智：“是的，手腳的IK是和這個(gè)類似的，不過API有些不一樣，我們來看看”
public void SetIKPosition(AvatarIKGoal goal, Vector3 goalPosition);
public void SetIKRotation(AvatarIKGoal goal, Quaternion goalRotation);
設(shè)置頭部時(shí)，因?yàn)轭^不會(huì)移動(dòng)，所以只需要設(shè)置LookAt的位置，頭部跟隨旋轉(zhuǎn)即可。
但是對(duì)于手和腳，需要同時(shí)設(shè)置位置和旋轉(zhuǎn)。
goal AvatarIKGoal枚舉類型，包含：
- LeftFoot 左腳
- RightFoot 右腳
- LeftHand 左手
- RightHand 右手
goalPosition/goalRotation IK目標(biāo)位置/旋轉(zhuǎn)
同樣還有設(shè)置權(quán)重的API：
public void SetIKPositionWeight(AvatarIKGoal goal, float value);
public void SetIKRotationWeight(AvatarIKGoal goal, float value);
goal AvatarIKGoal枚舉類型
value IK的權(quán)重，1代表完全使用IK值，0代表使用原動(dòng)畫的值
常見的設(shè)置手部IK的代碼是（一般需要4行代碼設(shè)置一個(gè)部位）：
void OnAnimatorIK(int layerIndex)
{
_animator.SetIKPosition(AvatarIKGoal.LeftHand, position);
_animator.SetIKPositionWeight(AvatarIKGoal.LeftHand, 1);
_animator.SetIKRotation(AvatarIKGoal.LeftHand, rotation);
_animator.SetIKRotationWeight(AvatarIKGoal.LeftHand, 1);
}
小新：“謝謝智哥，這樣我就明白很多了。我要去改造一下我的人物角色的頭部方向和握槍！”
說著小新就跑回了自己的房間。
IK位置/旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)小技巧
小新：“大智，這個(gè)IK的位置好難調(diào)整啊，我想讓角色拿槍的手能夠貼合這個(gè)槍，有沒有什么簡(jiǎn)單的辦法？我這調(diào)了一個(gè)多小時(shí)了，還不是特別完美。。?！?br> 大智：“調(diào)IK是個(gè)慢活，不過呢，確實(shí)有一些小技巧在里面。IK相關(guān)的代碼涉及到位置和旋轉(zhuǎn)，這時(shí)候不要傻傻的直接定義一個(gè)位置和旋轉(zhuǎn)來手動(dòng)設(shè)置，最好的辦法是設(shè)置兩個(gè)參照物，作為IK的位置和旋轉(zhuǎn)的參考，這樣只需要調(diào)這兩個(gè)參照物就可以了?！?br> 小新：“對(duì)對(duì)對(duì)，這樣的話就不用去修改位置和旋轉(zhuǎn)的值，而是直接修改這倆參照物的位置和旋轉(zhuǎn)就可以了。我來試一下?！?/p>
小新：“太棒了，這樣我就能在運(yùn)行時(shí)調(diào)整這個(gè)參考位置，調(diào)到一個(gè)完美的位置和角度?！?/p>
小新三下五除二，就調(diào)到了一個(gè)合適的位置和角度。
“調(diào)好了！”小新高興地喊道，隨即退出了Play狀態(tài)。
大智：“高興早了吧？你這么就退出來了，修改的能保存下來么？”
小新：“啊。。。我給忘了，那這怎么辦，運(yùn)行時(shí)的修改保存不下來啊。。。”
大智：“快想想，我之前教過你一個(gè)小技巧，可以保存運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)，不能這么快就給忘了吧？”
小新：“我有印象你教過我，不過這么久一直沒實(shí)際用到過，哪能記得清啊”
大智：“那我再教你一遍，這次可得記好了?！?/p>
小新：“一定一定，再忘了我就……我就……再問你一遍，哈哈哈哈”
大智：“皮一下很開心？記好了，點(diǎn)擊Transform組件右上角的小圖標(biāo)，可以Copy Component，在運(yùn)行時(shí)點(diǎn)擊，退出運(yùn)行后，再點(diǎn)擊小圖標(biāo)，選擇Paste Component Values，這樣就可以將數(shù)據(jù)粘貼回來了?！?/p>
- 在Inspector的Transform的右上角，點(diǎn)擊齒輪小圖標(biāo)，選擇Copy Component Values
- 退出Play模式
- 在Inspector的Transform的右上角，點(diǎn)擊齒輪小圖標(biāo)，選擇Paste Component Values
小新：“哦~~我回憶起來了，這次絕對(duì)不會(huì)再忘記了”
總結(jié)
小新：“有了IK，人物就能更符合游戲的需要了，而且可以根據(jù)不同的情形動(dòng)態(tài)調(diào)整，人物就不會(huì)那么呆呆的了?！?br> “看來小新對(duì)IK的理解還是挺深的。”
今日思考題
大智：“給你布置個(gè)作業(yè)，去用IK把你人物的視角以及拿槍的手部位置實(shí)現(xiàn)一下吧”
“收到！我去也！”
“收獲別忘了分享出來！也別忘了分享給你學(xué)Unity的朋友，也許能夠幫到他?！?/p>
擴(kuò)展閱讀
呼~ 今天小新絮絮叨叨的真是夠夠的了。沒講清楚的地方歡迎評(píng)論，咱們一起探索。
我是大智，你的技術(shù)探路者，下次見！
別走！點(diǎn)贊，收藏哦！
好，你可以走了。
