模型动画系统的具体实现

本贴最后更新于 2200 天前,其中的信息可能已经渤澥桑田

fmc 是流星为模型做的动画系统

每个 fmc 文件首部会写

GModel Animation File V1.0

实际就代表的 GMB 文件动画文件

当然 GMC 只是 GMB 的一种可编辑格式,所以这二者是等价的,在原作中,先读 GMB,找不到就读同名的 gmc

那个时候,想必还没有现在的游戏引擎 K 帧,或者直接导出 3DMAX 动画那些方法吧
我以前也是奇怪一个动画的具体实现,现在觉得如果从最底层做,就是最简单的原理,而之后的软件只是让别人使用起来方便,但是原理还是一样的
在流星里
des 文件会有一系列物件,每个物件的顶点位置 uv 材质信息在对应的 gmb 文件里
假设一个箱子,有 BBox01.des 里描述的 14 个物件,gmb 和 gmc 里,会描述这 14 个物件每个包含的顶点缓冲和索引缓冲,包括顶点 uv,面材质,以及贴图
这 14 个物件共同组成了一个箱子。
就是说一个看起来完整一体的箱子,是由零散的 14 个物件组装的,就好比一个车子有车轮有车身
而 FMC 呢,则描述了这个箱子受打击并且破碎时的动画定义

fmc 会告诉你,此动画包含多少个子物件(每一帧里会有这么多个物体变换的数据)这个子物件就对应着 gmb 里对应序号的子物件
动画的帧频率 30 动画的总帧数 61。以及每一帧,每个物件都拥有一个坐标变换,以及一个四元数告诉旋转
Model:rigid 带刚体,这个意思还不清楚(可能是播放动画的时候,受重力效果吧,一般箱子碎了,就不规则散到地面)
类似如下,定义了第 0 帧

SceneObjects 14 DummeyObjects 0
FPS 30 Frames 61 Mode: RIGID
frame 0
{
t 13.121 -4.328 13.278 q -1.00000 0.00000 0.00000 0.00000
t -0.037 -4.328 26.437 q -1.00000 0.00000 0.00000 0.00000
t 0.046 5.336 26.437 q -1.00000 0.00000 0.00000 0.00000
t -13.215 -6.493 13.278 q -1.00000 0.00000 0.00000 0.00000
t -13.112 5.336 13.278 q -1.00000 0.00000 0.00000 0.00000
t -5.979 -13.106 13.278 q -1.00000 0.00000 0.00000 0.00000
t 6.810 -13.218 13.278 q -1.00000 0.00000 0.00000 0.00000
t 0.000 -0.000 26.437 q -1.00000 0.00000 0.00000 0.00000
t 13.217 6.762 13.278 q -1.00000 0.00000 0.00000 0.00000
t 5.001 13.115 13.278 q -1.00000 0.00000 0.00000 0.00000
t -6.726 13.217 13.278 q -1.00000 0.00000 0.00000 0.00000
t 0.057 6.665 0.120 q -1.00000 0.00000 0.00000 0.00000
t 0.000 -0.000 0.120 q -1.00000 0.00000 0.00000 0.00000
t -0.055 -6.395 0.120 q -1.00000 0.00000 0.00000 0.00000
}
每一行 t....都代表第几个物体的变换(坐标和旋转)
这样播放动画的数据都有了(比如物体 1 第一帧 在什么位置,旋转到什么角度,物体 2 第一帧在什么位置,每一个物体的信息就在一行,14 个物体组成箱子就 14 行)

播放动画只是让每个物体按照每一帧描述的位置去设置属性就 OK 了

而相应的其还有对应的 pose 文件,每个场景物品,要调用这个物件的动画,有脚本里的 SetSceneItem(name, “pose”, 0, 0);//设置物品的动画为 0 序号动画,而
对应的 pose 文件里,则会有
pose
{
start 0
end 0
}
pose
{
start 0
end 60
}
从文件开始到后面,就定义了 0 号 和 1 号(pose)姿势,0 号代表播放 fmc 里的第 0 帧到 0 帧,也就是静止的,1 号则表示从第 0 帧播放到第 60 帧共 61 帧
这样就完整的实现了,控制角色跑到某位置-> 击碎某个物件-> 脚本回调 SetSceneItem(name, “pose”, 0, 0);-> 程序实现 读取该文件对应的 pose 文件,找到序号 0 的姿势
-> 找到对应的 fmc 文件,读取 pose 号 0 的序列帧,按照 fmc 定义的帧频来改变物体的位置和旋转,这部分自己算插值,整个流程就搞定

现在想来,以前对 3DMAX 里一些宝箱打开,物品碎裂,炸尸效果都想多了,最简单的就是分解为数个对象,每个对象控制数个面片,每个对象按照时间 K 帧,就无论什么动画都可以解决
然后复杂点的带骨骼,就是算出骨骼的位置旋转后,用权重来算他上面每个顶点的动画。
原理只要知道,那些什么死了炸尸(不通过 max 做动画),无非就是把角色死时的模型网格信息保存一份
然后把这个完整的网格分割到 手,脚,头,各个部位。
也就是可以根据骨骼权重算出每个骨骼控制了哪些顶点,比如头部骨骼,可以遍历所有顶点,把受各个个骨骼影响的顶点,分配到一个子 gameobject 的 meshfilter 的 mesh 里,再给这个 meshfilter 加 meshrenderer 把顶点 uv 和贴图信息也设置好,就是不设置骨骼
(因为跟骨骼有关系,就可以预先定义几种随机,让哪些骨骼连在一起,哪些骨骼分开,这样做随机)
这样分成 7-8 个子物件后,只要让物件以中心往外散开做个抛物线(只是实现基本的散开的话,加个刚体给个力也可以

爆炸和聚拢
AddForceAtPosition()提供一个聚拢的力
AddExplosionForce()可用于炸弹爆炸的效果
ClosestPointOnBounds()可以计算范围内从内到外的伤害,可以计算爆炸范围内不同地点受到的伤害

就可以
这个原理上一定是可行的,就是看效率和实现的效果是不是有更好的方式。

实际上我觉得这种操作顶点的方法,确实很强大,类似残影效果,实际上也是在某个动画过程中,隔几帧 临时拷贝一份不带骨骼的静态模型 + 武器模型,然后给模型挂个脚本,脚本按时间衰减 shader 的透明度,当超过一个阈值的时候,删除这个静态模型就可以了,也许我说的太简单

后面我会贴一个残影例子,我一直觉得流星里 匕首的绝招很适合加残影。今晚就试试做一个这个匕首大招时的残影效果出来。

贴出代码,效果很差,最后是示例图

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

public class CharPoseShadow : MonoBehaviour {

float freq = 0.2f;//生成残影间隔设定
float genfreq = 0.0f;//产生残影的间隔计数
float shadowLast = 0.8f;//阴影持续时间
float Reductionfreq = 0.02f;//修改透明度的间隔
float distanceLimit = 5.0f;//超越多少距离立即产生阴影
float alphaInitialize = 0.6f;
Color colorMul = new Color(1, 0/ 255.0f, 0/255.0f);//颜色叠加
//specialItem层
Vector3 pos;
Quaternion quat;
Dictionary <GameObject, ShadowModel> copyedModel = new Dictionary<GameObject, ShadowModel>();
public class ShadowModel
{
    public float alpha;//只控制透明度
    public float shadowLast;//每个阴影倒计时
}
// Use this for initialization
void Start () {
    StartCoroutine(Reduction());
    pos = transform.position;
    quat = transform.rotation;
}

bool stop = false;
// Update is called once per frame
void Update () {

    if (!stop)
    {
        genfreq -= Time.deltaTime;
        if (genfreq <= 0.0f || distanceLimit < Vector3.Distance(pos, transform.position))
        {
            CopyModel();
            pos = transform.position;
            quat = transform.rotation;
            genfreq = freq;
        }
    }

    
}

IEnumerator Reduction()
{
    while (true)
    {
        List<GameObject> keys = new List<GameObject>();
        foreach (var each in copyedModel)
        {
            each.Value.shadowLast -= Time.deltaTime;
            each.Value.alpha = Mathf.Lerp(0.0f, alphaInitialize, each.Value.shadowLast / shadowLast);
            if (each.Value.shadowLast <= 0.0f)
                keys.Add(each.Key);
        }

        for (int i = 0; i < keys.Count; i++)
        {
            copyedModel.Remove(keys[i]);
            GameObject.DestroyImmediate(keys[i]);
        }

        foreach (var each in copyedModel)
        {
            MeshRenderer[] mr = each.Key.GetComponentsInChildren<MeshRenderer>();
            for (int j = 0; j < mr.Length; j++)
            {
                for (int i = 0; i < mr[j].materials.Length; i++)
                {
                    mr[j].materials[i].SetFloat("_Alpha", each.Value.alpha);
                    mr[j].materials[i].SetColor("_TintColor", colorMul);
                }
            }
        }

        if (copyedModel.Count == 0 && stop)
            DestroyImmediate(this);
        yield return new WaitForSeconds(Reductionfreq);
    }
}

public class ShadowInfo
{
    public Material[] mat;
    public Transform attach;
    public bool normalMesh;//坐标直接设置世界坐标,动画的直接给0
}
void CopyModel()
{
    GameObject objShadow = new GameObject();
    objShadow.transform.position = pos;
    objShadow.transform.rotation = quat;
    objShadow.transform.SetParent(null);
    ShadowModel shadowModel = new ShadowModel();
    shadowModel.alpha = 1;
    SkinnedMeshRenderer[] msrChild = GetComponentsInChildren<SkinnedMeshRenderer>();
    MeshRenderer[] mrChild = GetComponentsInChildren<MeshRenderer>();
    Dictionary<Mesh, ShadowInfo> ShadowMesh = new Dictionary<Mesh, ShadowInfo>();//静态的mesh 武器挂载点要设置坐标
    //objShadow.AddComponent<MeshRenderer>();
    for (int i = 0; i < msrChild.Length; i++)
    {
        if (!msrChild[i].enabled)
            continue;
        Mesh ms = new Mesh();
        msrChild[i].BakeMesh(ms);
        ShadowInfo info = new ShadowInfo();
        List<Material> mat = new List<Material>();
        for (int j = 0; j < msrChild[i].materials.Length; j++)
        {
            mat.Add(Instantiate(msrChild[i].materials[j]));
        }
        info.mat = mat.ToArray();
        info.attach = msrChild[i].transform;
        info.normalMesh = false;
        ShadowMesh.Add(ms, info);
    }

    for (int i = 0; i < mrChild.Length; i++)
    {
        if (!mrChild[i].enabled)
            continue;
        Mesh ms = mrChild[i].GetComponent<MeshFilter>().mesh;
        ShadowInfo info = new ShadowInfo();
        List<Material> mat = new List<Material>();
        for (int j = 0; j < mrChild[i].materials.Length; j++)
        {
            mat.Add(Instantiate(mrChild[i].materials[j]));
        }
        info.mat = mat.ToArray();
        info.attach = mrChild[i].transform;
        info.normalMesh = true;
        ShadowMesh.Add(ms, info);
    }

    
    
    foreach (var each in ShadowMesh)
    {
        GameObject subMesh = new GameObject();
        subMesh.name = each.Value.attach.name;
        MeshFilter mf = subMesh.AddComponent<MeshFilter>();
        mf.mesh = each.Key;
        MeshRenderer mr = subMesh.AddComponent<MeshRenderer>();
        mr.materials = each.Value.mat;
        subMesh.transform.SetParent(objShadow.transform);

        if (each.Value.normalMesh)
        {
            subMesh.transform.rotation = each.Value.attach.transform.rotation;
            subMesh.transform.position = each.Value.attach.transform.position;
        }
        else
        {
            subMesh.transform.localPosition = Vector3.zero;
            subMesh.transform.localRotation = Quaternion.identity;
        }

        for (int i = 0; i < mr.materials.Length; i++)
        {
            mr.materials[i].SetFloat("_Alpha", alphaInitialize);
            mr.materials[i].SetColor("_TintColor", colorMul);
        }
        //mr.material.SetFloat("_Alpha", shadowModel.alpha);
    }
    shadowModel.shadowLast = shadowLast;
    copyedModel.Add(objShadow, shadowModel);
}

public void StopAndAutoDelete()
{
    stop = true;
}

}


这个 shader,要自己写一下,影子上的 shader 应该是从角色或者武器的 shader 上拷贝出来加 2 个参数改的。
类似残影效果可以参考街机 傲剑狂刀,里面的残影虽然是 2D 的,但是效果没得说
要在哪个物体上加残影,就把这个组件加上去就行了(在技能开始加事件,技能正常结束或者不正常结束后都要关掉,这样技能就会带残影)
代码效率需要自行优化,原理就是这样

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