Unity 动画系列五常用脚本API

作者: 合肥黑 | 来源:发表于2021-11-30 09:36 被阅读0次

参考
学习笔记 --- Unity动画系统
 Unity动画系统详解10：子状态机是什么？

一、Parameters

1.脚本中获取/设置动画参数的方法

//这里的名称要与Animator窗口中，动画参数的名称对应
//通常对于调用频繁的动画参数我们使用哈希值进行快速访问
int runHash=Animator.StringToHash("Run");

//下面设置/获取动画参数均有使用String参数名称进行映射的重载和使用哈希值进行映射的重载


//获取设置Float类型参数，通常结合Input轴线
animator.GetFloat(blendHash);
animator.SetFloat(blendHash, Input.GetAxis("Horizontal"));

//获取设置Int类型参数
animator.GetInteger(intHash);
animator.SetInteger(intHash,Number);

//获取设置Bool类型参数
animator.GetBool(boolHash);
animator.SetBool(boolHash, true / false);

//触发，取消触发Trigger的方法
animator.SetTrigger(jumpHash);
animator.ResetTrigger(jumpHash);

2.ResetTrigger

转自Unity之碰到哪说到哪-ResetTrigger
ResetTrigger是个what？再此之前我并不知道，准确说看到过但是并没有care。开始了解它，是因为出 BUG 了！！

项目中播放动画统一使用全局的一个通用方法。播放动画接口调用SetTrigger。
摇杆开始移动时，调用SetTrigger("Run")，结束时，调用SetTrigger("Idel")。
当角色在run时，点击了一个npc，触发寻路接口移动到npc，当然寻路开始时，也会在调用一次settrigger("Run").
当寻路过程中，再次控制摇杆移动时（打断寻路），没有问题，但是当停止摇杆时，应该播放idle动作，但是实际停止后还是播放run。可是看log。我明明最后一次调用了SetTrigger("Idle")

So着重看了下SetTrigger。

SetTrigger可以改变动画状态机的状态，用于触发动画
SetTrigger是四个接口之一，其他还有SetFloat、SetInt、SetBool
SetTrigger本质上是SetBool，不同点在于，SetBool有两个可选择的值，false/true。但是SetTrigger比较特殊，调用SetTrigger会自动激活状态，同时又会自动设置状态为false。

image.png

当摇杆滑动时，调用SetTrigger播放run动画，可以在当前帧通过GetTrigger("homerun") 看到激活状态是true。 当过了一帧后，再次GetTrigger("homerun") 是false。可以看到，trigger会自动回到false。
摇杆在滑动角色在跑动时，又调用寻路接口，再次触发SetTrigger("homerun"). 这个时候，homerun的trigger状态又被设置成true。但是重要的是：因为已经在homerun状态了，unity并不会重新进入这个状态，所以homerun的trigger状态并不会自动进入false。
所以在我停止的摇杆的时候，虽然我调用了SetTrigger("comidle"), unity会进入idle状态，但是因为homerun的trigger状态一直是true，所以进入idle状态后，又会进入homerun状态。由此引起的bug。

解决办法ResetTrigger。所以SetTrigger() 之前，我们需要清除可能已经被激活的Trigger。如下方法：

/// <summary>
/// 清除所有的激活中的trigger缓存
/// </summary>
public void ResetAllTriggers(Animator animator)
{
    AnimatorControllerParameter[] aps = animator.parameters;
    for (int i = 0; i < aps.Length; i++)
    {
        AnimatorControllerParameter paramItem = aps[i];
        if (paramItem.type == AnimatorControllerParameterType.Trigger)
        {
            string triggerName = paramItem.name;
            bool isActive = animator.GetBool(triggerName);
            if (isActive)
            {
                animator.ResetTrigger(triggerName);
            }
        }
    }
}

二、State/Transaction

1.脚本中获取State/Transaction状态信息

首先我们要获取动画层ID

int layerID = animator.GetLayerIndex("Base Layer");

这里的LayerID就是Animator窗口中的动画层从上到下的排序

image.png

之后我们可以通过以下方法来获取State状态信息

AnimatorStateInfo animatorStateInfo;
AnimatorTransitionInfo transitionInfo;
//获取当前状态/过渡出发状态的信息
animatorStateInfo = animator.GetCurrentAnimatorStateInfo(layerID);
//获取将要过渡到的状态信息
animatorStateInfo = animator.GetNextAnimatorStateInfo(layerID);
//获取过渡信息
transitionInfo = animator.GetAnimatorTransitionInfo(layerID);

2.状态的shortNameHash与fullPathHash

我们获取到的状态信息中，并不包含State的名称，而是State的短名和完整名的哈希值

例如这个State名为Idle，那么其ShortNameHash就是哈希 Idle

//我们先预设状态的哈希值
int idleHash = Animator.StringToHash("Idle");

//在Update中加入以下代码
int layerID = animator.GetLayerIndex("Base Layer");
animatorStateInfo = animator.GetCurrentAnimatorStateInfo(layerID);
if (animatorStateInfo.shortNameHash == idleHash)//判定当前状态是否是Idle状态
{
    Debug.Log("OnState Idle");
}

测试结果，在Idle状态下产生了输出。

而对于fullPathHash则是追溯动画层，所有子动画组，的整个路径，以及State名称的整个字符串进行哈希算法获得的值。例如对于下面这个状态的fullPathHash为："Base Layer.FlyMechine.Fly"

image.png

public class InfoDebug : MonoBehaviour
{

    Animator animator;

    AnimatorStateInfo animatorStateInfo;

    int flyHash = Animator.StringToHash("Base Layer.FlyMechine.Fly");
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        animator = gameObject.GetComponent<Animator>();
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {

        animatorStateInfo = animator.GetCurrentAnimatorStateInfo(0);

        if (animatorStateInfo.fullPathHash == flyHash)
        {
            Debug.Log("OnState Fly");
        }

    }
}

运行结果，Fly状态下产生输出

3. tagHash 状态标签

我们可以设置状态的标签名，从而对状态进行归类

image.png

int tagHash = Animator.StringToHash("tagName");

if(animatorStateInfo.tagHash==tagHash){
//do something
}

4.过渡状态的nameHash与userNameHash

对于一个过渡状态，它拥有一个name（下图中对应"Fly -> TakeOn"这个字符串的哈希值，注意空格！！！）以及一个可以在Inspector窗口中设置的userName

image.png

AnimatorTransitionInfo transitionInfo;
transitionInfo = animator.GetAnimatorTransitionInfo(layerID);
Debug.Log(transitionInfo.nameHash);
Debug.Log(transitionInfo.userNameHash);

5.不同状态下 CurrentState NextState Transition 的信息对应

我们抽象出动画状态机三个状态来解释不同阶段下，三种信息的对应关系

状态A 状态A到B的过渡（A -> B）状态B

在执行状态A时：

CurrentStateInfo对应状态A的信息
NextStateInfo和TransitionInfo是空信息，它们中包含的各种哈希值都为0

在执行状态A向B的过渡时（A->B）：

CurrentStateInfo对应状态A的信息
NextStateInfo对应状态B的信息
TransaitonInfo对应过渡 A -> B 的信息

在过渡完成，执行状态B时：

CurrentStateInfo对应状态B的信息
NextStateInfo和TransitionInfo是空信息，它们中包含的各种哈希值都为0

三、State Machine Behaviour

State Machine Behaviour是一种特殊的脚本。和通用的Unity脚本（MonoBehaviour）挂到GameObject上面类似，StateMachineBehaviour可以挂到Animator Controller的State上面。可以在StateMachineBehaviour脚本中编写代码，在状态进入、离开、停留在特定的state时执行。你就不需要自己去检测状态的变化。

可能用于的场景举例：

进入、离开状态时播放音效
只在特定的状态中执行一些代码
只在特定的状态中激活特效

选中一个State，点击Inspector中的Add Behaviour按钮可以选择已有的StateMachineBehaviour或创建一个新的StateMachineBehaviour。

image.png

StateMachineBehaviour中有一些预定义的事件方法：

OnStateMachineEnter 转换到一个StateMachine时调用。注意转换到子状态机中的状态时不会调用。
OnStateMachineExit 离开StateMachine时调用。注意转换到子状态机中的状态时不会调用。
OnStateEnter 进入当前State时调用
OnStateExit 离开当前State时调用
OnStateUpdate 处于当前状态时，每次Update都会调用（不包括Enter和Exit的两帧）
OnStateMove 在MonoBehaviour.OnAnimatorMove之后调用。相当于Mono脚本中OnAnimatorMove的作用，使用之前提到的RootMotion模式三，但仅针对这个State状态运行时
OnStateIK 在MonoBehaviour.OnAnimatorIK之后调用。相当于Mono脚本中的OnAnimatorIK的作用，但仅针对这个State状态运行时

触发方法时，都会将下面三个变量作为参数传入

Animator：当前脚本所在的State，在游戏运行时对应的Animator组件
AnimatorStateInfo：当前脚本所在的State的信息
layerIndex：当前脚本所在的State，所在动画层的ID

因此相较于Mono脚本，StateMechinBehaviour脚本能够直接获取到Animator组件以及State信息，并在对应的接口执行一些控制逻辑。并且StateMechinBehaviour脚本能够直接针对某个状态实施一些逻辑，不需要像Mono脚本中针对一些参数，先判定State状态，再进行设定。

一个StateMechineBehaviour可以被挂载多个State上，我们可以根据传入的StateInfo进行分支逻辑，但通常我们都会针对一个State专门创建出一个SMB。

1.OnStateEnter/OnStateUpdate/OnStateExit 的具体触发细节

我们在Unity2018.3版本测试了上面这三个方法，在正常过渡的情况下，以及过渡打断的情况下的触发细节，一遍我们更好的使用上面三个方法。以下我们是经过测试所得出的结论，测试过程相关这里就不过多赘述了

Case 1：
我们抽象出

状态A
状态A到B的过渡（A->B）
状态B

这样的两个状态进行正常过渡的情况下

当执行状态A时：
每帧执行OnStateUpdata_A
当状态A到B的过渡被触发的那一帧：
(OnStateEnter会在指向这个状态的过渡被触发时执行)
执行了OnStateEnter_B
执行了OnStateUpdate_A
当执行状态A到状态B的过渡时：
(执行过渡的过程中，每帧先执行CurrentState的Update，之后执行NextState的Update)
（这个过渡状态下Update的执行顺序是绝对的）
每帧先执行OnStateUpdata_A，后执行OnStateUpdata_B
当进入到状态B时的那一帧：
（正常过渡下，进入到其它状态的那一帧会执行上一状态的Exit）
执行了OnStateExit_A
执行了OnStateUpdata_B
当执行状态B时：
每帧执行OnStateUpdata_B

Case 2：
我们抽象出

状态A
状态A到B的过渡(A->B)
状态B
打断(A->B)过渡并指向C的过渡(->C)

这样的执行状态A->B的过渡被打断，并转而向状态C过渡的情况。这里无所谓(->C)究竟是(A->C)Current打断或是(B->)Next打断，我们在这两种情况下得到了相同的结论。

当执行状态A时：
每帧执行OnStateUpdata_A
当状态A到B的过渡被触发的那一帧：
执行了OnStateEnter_B
执行了OnStateUpdate_A
当向状态B过渡的过程中：
每帧先执行OnStateUpdata_A，后执行OnStateUpdata_B
当过渡被打断的那一帧：
(Exit被触发的另一种情况，当指向该State的过渡被打断时触发)
执行了OnStateUpdata_A
执行了OnStateExit_B
执行了OnStateEnter_C
当向状态C过渡的过程中：
每帧先执行OnStateUpdata_A，后执行OnStateUpdata_C
当进入到状态C时的那一帧：
执行了OnStateExit_A
执行了OnStateUpdata_C
当执行状态C时：
每帧执行OnStateUpdata_C

总结：
我们不难发现在正常过渡，以及过渡打断的情况下，任意State中的三个状态方法都是能够形成闭环，在不同状态的切换中，保证都被执行的。结合对上面测试的理解，我们就可以将原先写在Mono脚本中的一些动画参数设置的方法，通过StateMechinBehaviour的三个状态方法来进行简洁，快速的实现。

image.png

int jumpHash = Animator.StringToHash("Jump");
//先预存哈希值

//Update中判定状态以及输入，进行Trigger设定
animatorStateInfo = animator.GetCurrentAnimatorStateInfo(0);
animatorStateInfo2 = animator.GetNextAnimatorStateInfo(0);

if (animatorStateInfo.shortNameHash == runStateHash || animatorStateInfo2.shortNameHash == runStateHash)
{
    //这里我们支持由Idle状态快速向Jump状态过渡，因此不止时CurrentState为RunState
    //在执行Idle向Run状态的过渡，NextState为RunState时就允许设置Trigger
    //我们也开启了 Idle->RunTree 针对NextState的打断
    //从而站立起跑的瞬间就可以进行冲刺翻身跳的过渡
    if (Input.GetMouseButtonDown(0))
    {
        animator.SetTrigger(jumpHash);
    }
}
else
{
    animator.ResetTrigger(jumpHash);
}

我们可以运用StateMechineBehaviour来实现上面的功能，将下面的脚本挂载在RunTree状态上即可。可以看到下面的代码要简洁许多，包括快速过渡的功能在内，下面的代码与上面的代码所实现的功能完全相同

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class StateMechine : StateMachineBehaviour
{
        int jumpHash = Animator.StringToHash("Jump");

        override public void OnStateUpdate(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
        {
            if (Input.GetMouseButtonDown(0))
            {
                 animator.SetTrigger(jumpHash);
            }
        }

    override public void OnStateExit(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        animator.ResetTrigger(jumpHash);
    }
}

2.OnStateIK/OnStateMove的触发与细节

OnStateIK与OnStateMove，的触发细节相同，都是在这三个时期被调用：

指向该状态的过渡中
该状态运行时
从该状态触发的过渡中

对于OnStateMove的作用效果：

如果Mono脚本中不实现OnAnimatorMove，那么OnStateMove在触发时，都将覆盖掉Apply Root Motion的勾选与不勾选
当执行过渡时，角色将受到所有被触发的OnStateMove共同作用
如果脚本中实现OnAnimatorMove，角色将受到所有被触发的OnStateMove与脚本中的OnAnimatorMove共同作用

OnStateIK的作用效果是同所有触发的OnStateIK和Mono中的OnAnimatorIK一起作用于角色。通常我们只使用OnStateMove/OnAnimatorMove之一，OnStateIK/OnAnimatorIK之一来进行RootMotion，以及IK的控制，使用OnStateMove/OnStateIK时可通过传参判定状态，避免过渡状态下的共同作用。

3.挂载在Layer动画层/子动画组上的StateMechineBehavior

StateMechieBehavior还可以被挂载在动画层（动画组）上

image.png

此时StateMechineBehaviour的接口方法调用就变为了：

OnStateEnter：该动画层（组）（包括子动画组）中的任何一个State在Enter时调用
OnStateUpdate：该动画层（组）（包括子动画组）中的任何一个State在运行时调用
OnStateExit：该动画层（组）（包括子动画组）中的任何一个State在退出时调用
OnStateMove：完全相当于Mono脚本中OnAnimatorMove的作用，使用之前提到的RootMotion模式三，但仅针对这个动画层（组）运行时
OnStateIK：完全相当于Mono脚本中的OnAnimatorIK的作用，会在后面AnimatorIK中被一起提到，，但仅针对这个动画层（组）运行时

此时StateMechineBehaviour的作用范围是该动画层（组），以及所有子动画组中的状态。触发OnStateEnter/OnStateUpdate/OnStateExit，传入的AnimatorStateInfo会是对应状态的Info，注意使用分支逻辑。

OnStateMove的触发细节与作用效果与挂载在State上时的触发细节和作用效果类似。指向该动画层及子层的过渡中，该动画层及子动画层被运行时，从该动画层出发向父层级的过渡中，OnStateMove都会被触发。

如果Mono中不实现OnAnimatorMove，OnStateMove将覆盖Apply Root Motion的勾选与不勾选，并同所有被触发的OnStateMove共同作用于角色。或是同所有被触发的OnStateMove，与Mono脚本中实现的OnAnimatorMove一起作用于角色。

OnStateIK的触发细节与OnStateMove相同。作用效果和之前一样，同所有触发的OnStateIK和Mono中的OnAnimatorIK一起作用于角色。

四、位置预判SetTarget

测试效果，可以看到平地无阻挡情况下能够正确预判位置，放置圆环。但如果受到其它物理互动影响根节点（重力，碰撞），预判位置仍是理想的动画效果的位置。

主角即将到达某个位置时，生成一个圆环

我们可以使用位置预判，在执行一段动画的过程中，预判当NormalizedTime（百分比进程）到达某一时刻时，人物某一节点的位置和方位。相关方法：

animator.SetTarget(AvatarTarget, normalizedTime);
animator.targetPosition;//获取预判位置的属性
animator.targetRotation;//获取预判方位的属性

AvatarTarget是一个节点枚举类，包括：Body(重心)，Root（根节点），Left/Right Hand（左右手），Left/Right Foot（左右脚）

注意！！！ SetTarget和获取属性不能在同一时间被一起使用。SetTarget需要多帧的执行，进行运算，才能找到正确的位置和方位，如果获取时SetTarget还没有运算完成，那么将返回所在物体的Transform对应位置和方位。

并且这个方法只能在Apply Root Motion情况下，进行预判，原理是根据Clip中节点的运动进行位置和方位的计算，如果人物受到重力，或碰撞体阻拦，影响到了根节点的运动，那么预判位置就会与实际位置不符。

一段示例代码，在Update中

animatorStateInfo = animator.GetCurrentAnimatorStateInfo(0);
if (animatorStateInfo.shortNameHash == jumpHash)
{
    
    if (setPos)
    {
        animator.SetTarget(AvatarTarget.Body, 0.44f);
        if (animatorStateInfo.normalizedTime > 0.2f)
        {
            setPos = false;
            Circle.position = animator.targetPosition;
            Circle.forward = transform.forward;     
        }
    }
}
else
{
    setPos = true;
}

四、Animation API

Play("ation 1" );//播放动画，传入参数为动画名字
Stop("ation 1");//停止动画，传入参数为动画名字
CrossFade("ation 1", 0.5f);//有过度的切换动画，传入参数（动画名字，过度时间）

Unity 动画系列五常用脚本API

一、Parameters

1.脚本中获取/设置动画参数的方法

2.ResetTrigger

二、State/Transaction

1.脚本中获取State/Transaction状态信息

2.状态的shortNameHash与fullPathHash

3. tagHash 状态标签

4.过渡状态的nameHash与userNameHash

5.不同状态下 CurrentState NextState Transition 的信息对应

三、State Machine Behaviour

1.OnStateEnter/OnStateUpdate/OnStateExit 的具体触发细节

2.OnStateIK/OnStateMove的触发与细节

3.挂载在Layer动画层/子动画组上的StateMechineBehavior

四、位置预判SetTarget

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4.过渡状态的nameHash与userNameHash

5.不同状态下 CurrentState NextState Transition 的信息对应

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