谈谈游戏动画的一些基础知识

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前言

开摸！

3D动画的分类

动画在游戏中是Gameplay和玩家审美的重要因素，不可不品尝。

刚性层阶式动画

早期的动画方案，角色使用一堆独立的刚性物体组合而成，动画系统会驱动每一个刚性物体，从而实现动画效果。
刚性物体是指不会发生形变（包括缩放）的物体。使用刚性层阶式动画，技术简单，但是动画生硬、刚性物体链接处有接缝。

顶点动画

顶点动画就是以顶点为最小单位制作的动画。可以制作高精度的动画，常用于捏脸系统、脸部动画。
缺点是数据存储量大，因为顶点一般特别多，每一个关键帧都要存一次，现在一般使用面部识别设备制作。

骨骼蒙皮动画

这是现在游戏行业使用最广的动画，使用骨架（一系列关节以树状父子层级结构组成）来模拟人物，机械的运动。
通过“蒙皮(Skin)”这项操作绑定骨骼与模型。蒙皮要定义一个蒙皮顶点，也就是模型上的一个顶点，的位置、法线、UV、受哪些骨骼影响、以及受骨骼影响的权重。

动画流转动画融合(Blend)

很多时候，我们不为了每个动作都做一个动画，而是使用程序逻辑对几个动画进行动画融合来实现一系列动画。
当动画之间进行过度时，也要进行动画融合。

动画状态机

利用状态机来控制动画，一个状态下播放一个或一系列动画，通过游戏逻辑层传来的信号判断转换条件来控制各个状态的切换。

万向锁

万向锁是欧拉角的一个缺陷，由于欧拉角有父子层级关系，当Y轴旋转90°时，X轴和Z轴将重合。
由于欧拉角的此项缺陷。引擎内部会使用四元数来表示旋转，四元数和欧拉角可以相互转换。

程序动画程序动画的用处

动画师的动画，往往在环境拟合上不能完全让人满意。比如角色走一个上坡，前脚要成什么样子，抬多高，这是动画师制作时无法考虑的问题，那么就需要程序动画来解决问题。
程序动画会加大性能开销，因为我们需要在运行时计算数据，计算量往往会变得很大，所以使用程序动画需要做好规划，避免大量使用。

FK(Forward Kinematics)

设置关节的姿势和动画，移动关节时会影响该关节及其层次下方的任何关节。可以理解为通过父关节决定子关节的运动。

IK(Inverse Kinematics)

给定末端作用器的位置和方向，反向求出各节点的位置。可以理解为由子关节决定父关节位置，这个在游戏中大量使用。