[Unity][Mecanim] 角色處理注意事項

以下為作業上的一些紀錄。

角色輸出與輸入

• 3ds Max的單位設置為 1 Unit = 1 Centimeters
• 如此在不改變Asset的Scale Factor狀況下（在Asset的Import Settings中，預設為0.01），Max中的一公尺會與Unity的一公尺相等，這是最符合物理的單位設定，可避免物理運算出現奇怪的現象。
  
• 讓角色在DCC Tool中面向Front View（從Front View看到的是角色的正面），如此匯入Unity後，角色的正面會與GameObject的Forward方向一致。
• 輸出骨架模型FBX檔案時，雖然不會勾選Animation項目，但是其子項目Skins必須要是被勾選著的，否則不會帶出Skin資料（3dsMax 9）。
• 非Biped-based角色（只由Bone/Dummy...組成的Rig）在輸出動作檔案時，需保留一個Skinned mesh一同輸出，否則會發生輸出的FBX檔沒有Root Node的狀況。
• 骨架請勿帶有negative scale，因為目前的mechanim並不支援negative scale的blending。
• 當你的角色的root node不是skeleton而是dummy之類的物件時，在Unity的FBX Import Settings需將Animation設置為Store in Nodes，原因尚未探究（參考）。
• 物件的命名不要跟輸出的FBX檔名相同（不是Child的物件），否則會出現flagsCount >= mask.m_Count錯誤訊息，而Rig的Root Node若取名與檔名相同則會出現Look rotation viewing vector is zero錯誤訊息（參考）。
• Twist bone的父物件必須為該部位的主要骨頭
• 譬如Upperarm的Twist bones的parent必須是Upperarm，否則在Avatar設定的地方進行Enforce T-Pose時，twist bones的位置會不正確。
• 可參考UDK的文件：UE3 Doc - SkelControlLimb
• 參考文章：My skinned mesh is distorted in Mechanim

Mechanim系統

• 在進行FBX Import Setting的設定時，在Animation的部份要注意Root Transform的設定，勾選的項目將不會對角色產生實際的位移旋轉效果（成為假動作的狀態）。
• 當角色的動作本身有做位移時，如果動作與動作間的Blending設定吃掉了部份的時間區段，將會喪失那個時間區段內的位移距離，可能會導致位移效果有誤差的狀況。

相關文章

• Automatic Setup of a Humanoid

[Unity][Mecanim] flagsCount >= mask.m_Count 錯誤訊息的解決方法

　　在處理Mecanim的角色時，有時候會遇到上面的錯誤訊息，經過一番搜尋在Unity Answers上找到了錯誤的原因：

• 'flagsCount == mask.m_Count' - what does this mean?
  （請看eric_neutron的answer）

　　FBX檔案內的物件命名跟FBX檔名命名相同。另外也發現如果Rig Root Node的命名跟FBX檔名相同的話會產生以下的錯誤：

　　因此在DCC端處理物件的時候，要注意物件的命名都不可以跟FBX檔名重複，雖然child物件並不會造成這個問題，但還是應該嚴謹一點依照此原則做命名。

　　而當要修正此問題時，似乎要把原有有問題的檔案先刪除之後再Import修正過的檔案才能正確運作，若是直接覆蓋錯誤訊息依然會存在。

[Unity] 使用 Mecanim 需要注意的事情

此處紀錄我在使用Mecanim過程中所發現需要注意的一些地方，有些可能不正確或解說錯誤，僅供參考！

• 骨架檔的root的x,y需要對正至原點

骨架檔的root的x,y需要對正至原點，否則動作blending時會有位移的誤差。

• （Humanoid Rig）如果想要動作在blending前後不會移動到collider，除了在Import Settings裡把動作位移鎖住之外，要注意若是進行blending的時間區段中有較大的位移會容易造成collider的移動，因為blending時會吃掉一部分的位移量導致發生誤差。

• Any State可以立即執行動作

想要立刻執行的動作（例如死亡）可以利用Any State，Any State代表任何時機點且在任何State之上，所以只要觸發條件成立就會立即執行，但其conditions必須是一次性的命令發送。詳細內容：[Unity] Mecanim 強制進入某個State的方法

Any State的觸發時機是任何時候，只要觸發條件成立就會立刻執行

• 骨架由無實體物件組成時，需要給骨架的root綁定一個mesh

如果骨架是由bone, dummy等無實體的物件組成，且採取骨架、動態分離的檔案規則時，骨架的root需要綁定一個mesh，且動態檔內也必須要留著這個mesh，如此骨架檔才能成功套用到動態。

• Humanoid Rig會消耗較多的效能

角色的Rig選擇Humanoid會比起Generic消耗更多的效能，而Legacy則是依據開發者所撰寫的controller，當角色越簡單時，使用Legacy會比較省效能。詳細內容：Mecanim Performance and Optimization

• 當不使用IK功能時，Rig選擇Generic可以避免一些問題

角色需求較單純時使用Generic可以避免一些因為Humanoid的IK所造成的表現性上的誤差（如transition時的位移誤差）。當Rig選擇Generic時可看到Clip設定中的Root Transform Position(XZ)的Based Upon可選項目除了Original（依照動作檔中原始所key的位置）外就是Root Node Position，選擇Root Node Position時會以骨架的root對正(0,0)，而Humanoid則是Center of Mass，以骨架體積中心點對正(0,0)，因此當角色的腳挪動時僅管hip沒有移動仍然會使角色的位置偏移。

• Humanoid Rig最好只使用在人類角色上

Humanoid是針對人類型骨架角色設計的，例如因Foot IK是針對單關節（人類的膝蓋）所設計，所以當腿部結構有雙關節時（如羊人的腳），就會發生一些不正常的現象（如滑步明顯、腳步抖動...）。

• Transition的conditions為bool時，無法調整blending timing

當條件為bool時，代表該transition可以在任何時間發生，所以就只能調整duration而無法調整timing，如果去調整它會發現重新點選該transition時，會被自動歸回中央點。

當conditions為bool時是無法設定transition timing的

• 承上，transition的conditions可以不只一個

譬如已有一個bool的條件再加上一個exit time條件，可以使transition依照bool判斷觸發，但transition發生的timing會是固定的，也就是你在transition的timeline中所調整的timing。 參考文章：

• MecAnim Transition Bug?
• Mecanim transition blend curves reseting when losing focus(not saving)
• Mecanim why the transition start always rebound to 50%
• Mecanim Transitions ?

bool搭配exit time可以指定transition的timing

延伸閱讀：

• Sir, Unity, Mecanim And The Trials Of Small Studio In-Game Animation
• Unity3d 4.0新动画系统Mecanim初探
• Creating fluid motion transitions with Unity and Mecanim

[Unity] Mecanim Animator .controller 文件結構紀錄

此文章紀錄Mecanim Animator Controller檔案的內容結構，當角色數量龐大時，眾多的Animator Controller會造成極大的管理上的困擾，因此若能直接解析內部的訊息的話，即可利用Script做外部的直接修改，做出更方便的管理工具。

而在初次看過其內容後，獲得了一個重點即是，各地方的命名十分重要，Controller內部的目標來源都是以fileID的形式運作，但同時有些東西也可以在Unity中做命名，雖然會需要多一個命名規則的訂制與管理的工，但是直接利用Name做修改會比用fileID方便許多，譬如說Transition的命名。

參考文件

• Textual Scene File Format (Pro-only Feature)
• Description of the Format
• An Example of a YAML Scene File
• YAML Class ID Reference

在開始看文件內容之前，先說明fileID的運作方式，fileID實際上是由兩組數字組成，首先是該物件的Class ID Number，然後是一組五位數物件在所在檔案內的序號（偶數），舉個例子，現在有一個帶有3個Animation Clip的FBX檔案，則這3個Clip的fileID就是：( 7400000, 7400001, 7400002 )，74為Animation Clip的ID Number。

以下開始文件內容：
在每個區段（term，代表一個object）的一開始，都會先有一串的數據資訊

• --- !u!91 ＆9100000
  !u!後代表的是物件類型
  ＆（ampersand）後的數字是該區段資訊獨有的fileID

AnimatorController此部份包含了Animator的基本屬性，如：

• m_Name
  Animator的名稱
• m_AnimatorEvents
  Flags
• m_Layers
  Layers

在來是各個Transition的參數（State與State間的Transition），

• m_Name
  Transition的命名，預設狀況下是無命名的。
  如果想要手動修改.controller文件的話，對所有的Transition做命名會方便非常多，可快速的知道各個Transition資訊的位置。
• m_SrcState / m_DstState
  來源跟目的State，填入的資訊為fileID。
• m_TransitionDuration
  Transition的時間長度，應該是以SrcState的Motion的時間長度為基準的趴數。
  例如來源動作的長度為2秒，而m_TransitionDuration的值為0.5時就是使用1杪做過渡。
• m_TransitionOffset
  DstState相對於TransitionDuration起始點的offset。
  當DstState的起始點與TransitionDuration的起始點相同時，則m_TransitionOffset的值為0。
  當DstState的結束點與TransitionDuration的起始點相同時，則m_TransitionOffset的值為1。
• m_Conditions
  進行Transition的條件，以下的參數皆為Condition的條件式
• m_ConditionMode
  條件判斷的模式
• 1，Bool的True
• 2，Bool的False
• 3，Float/Int的Greater
• 4，Float/Int的Less
• 5，ExitTime
• 6，Int的Equals
• 7，Int的NotEqual
•  m_ConditionEvent
  要參照的Flag，m_ConditionMode為ExitTime時此欄位為空
• m_EventTreshold
  條件式的參考值，Bool時不管是True或False值都填0
• m_ExitTime
  ExitTime的float值

再來是State的資訊

最後是StateMachine的資訊

[Unity] Mecanim 強制進入某個State的方法（ex立刻執行死亡動作）

How to change to a specific state immediately.

參考資料

• http://docs.unity3d.com/Documentation/ScriptReference/Animator.html
• http://docs.unity3d.com/Documentation/Manual/AnimationStates.html

　　在Mecanim Animator Controller中有個叫做Any State的State，是一個一直處在作用中的State，只能連接給其他的State，其他的State是不能連接給他的。

Animator - Any State

　　假使想要有一個在任何State規則之上的動作流程時（即條件成立時能立即進入該流程），譬如說人物的死亡動作，當程式下達死亡指令時，你會想要死亡動作是立刻表演，不希望這個流程會被其他的State卡住。
　　這時候Any State就能達到這個效果，在這裡以一個範例作解說：在Animator Parameters中新增一個IsDead的Bool，並新增一個接收Any State的死亡動作State，且Transition Conditions為IsDead == true，如此當死亡時程式下達指令給Animator（animator.SetBool("dead",true)），就會讓dead這個State立刻執行。
　　但是因為Any State是一直在作用狀態中的，所以並不能一直讓觸發條件成立，必須要是一次性的命令，否則就會發生一直反覆進入dead State的狀況，舉例來說：IsDead被設為true且Animator已經進入dead State的時候，就必須要把IsDead設回false。

防止重複觸發Any State的範例Code如下：

static int deadState = Animator.StringToHash("Base Layer.dead");
if ( animator.GetCurrentAnimatorStateInfo(0).nameHash == deadState )
{
    animator.SetBool("IsDead", false);
}

補充說明，animator.GetCurrentAnimatorStateInfo(int IDX)所返回的是Hash，且Hash並不能轉回String，因此得要先把你所知道的State名稱轉成Hash（.StringToHash()）再做比對。
　　在這樣的需求之下代表State的命名必須是有規則的、固定的，為了方便作業流程，動作片段的取名與State相同也可以省去某些操作上的步驟（直接將動作片段拉入Animator生成state時會自動以動作片段名稱為state命名）。
　　另外直接從Any State做一個Transition到預設動作上，也能用來跳出任何的State。

Unity 4.3 更新

在Unity 4.3中新增了一個新的Parameter類型：Trigger，其作用是達成一次性的判斷條件，非常實用。其功能就是當Animator.SetTrigger("ParameterName")命令下達之後，該parameter會被設為True，並在transition完成時會被設為False，以往都需要自己撰寫設回False的程序，現在利用Trigger這個Parameter就會方便很多。

另外在4.3中Mecanim有大幅的優化，譬如Mecanim已幾乎適用所有的component、property...，可以利用Mecanim控制你的相機FOV、控制你的Script的參數...，再配上新支援的Event（以往ImportedAnimation不支援Event）以及優化過的Animation Window(Dope Sheet + Curves)，Mecanim的實用程度已大幅提高。

參考文章

• http://answers.unity3d.com/questions/384309/mecanim-state-change-question.html
• http://forum.unity3d.com/threads/148665-Mecanim-quot-Any-State-quot

延伸

• 未存在Document中的 - UnityEditorInternal.AnimatorController
  http://answers.unity3d.com/questions/418854/getting-a-list-of-mecanim-states-in-animator.html?sort=oldest