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Unity_2D动画

news 2025/8/14 13:52:00

2D动画

1. 序列帧动画（Sprite Animation）

1.1 基本概念

  • 定义：通过快速播放一系列静态图片来创建动画效果
  • 原理：利用人眼视觉暂留现象，连续播放多帧图片产生运动错觉
  • 特点：制作简单、兼容性好、适合简单动画效果

1.2 核心组件

  • Sprite Renderer：负责渲染精灵图片
  • Animator：控制动画状态机和播放
  • Animation Clip：存储序列帧动画数据
  • Sprite Library：管理精灵资源库

1.3 创建流程

  1. 准备素材：制作或收集序列帧图片
  2. 导入设置：设置Texture Type为Sprite (2D and UI)
  3. 创建动画：选中多帧图片，右键Create → 2D Object → Sprites → Animation
  4. 配置参数：设置帧率、循环模式等
  5. 应用动画：将动画片段添加到Animator Controller

1.4 关键参数设置

  • Samples：动画帧率，决定播放速度
  • Loop Time：是否循环播放
  • Loop Pose：是否循环姿势
  • Cycle Offset：循环偏移量
  • Root Transform Position (Y)：根变换位置Y轴
  • Root Transform Rotation：根变换旋转
  • Root Transform Scale：根变换缩放

1.5 代码控制示例

using UnityEngine;public class SpriteAnimationController : MonoBehaviour
{private Animator animator;void Start(){animator = GetComponent<Animator>();}// 播放指定动画public void PlayAnimation(string animationName){animator.Play(animationName);}// 设置动画速度public void SetAnimationSpeed(float speed){animator.speed = speed;}// 检查动画是否播放完成public bool IsAnimationFinished(string animationName){return animator.GetCurrentAnimatorStateInfo(0).IsName(animationName) &&animator.GetCurrentAnimatorStateInfo(0).normalizedTime >= 1.0f;}
}

1.6 优化技巧

  • 图集合并：将多个序列帧合并到一张纹理中
  • 帧率控制：根据设备性能调整动画帧率
  • 内存管理：及时释放不使用的动画资源
  • LOD系统：根据距离使用不同精度的动画

1.7 常见应用场景

  • 角色移动：走路、跑步、跳跃等基础动作
  • UI动画：按钮点击、界面切换效果
  • 特效动画：爆炸、粒子效果等
  • 环境动画：水流、火焰、云朵等

1.8 Unity使用流程

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    序列帧动画创建流程                        │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                             │
│  ┌─────────────┐    ┌─────────────┐    ┌─────────────┐     │
│  │  准备素材   │───▶│  导入设置   │───▶│  创建动画   │     │
│  │ 序列帧图片  │    │Sprite类型   │    │Animation    │     │
│  └─────────────┘    └─────────────┘    └─────────────┘     │
│                                                             │
│  ┌─────────────┐    ┌─────────────┐    ┌─────────────┐     │
│  │  配置参数   │◀───│  应用动画   │◀───│  预览效果   │     │
│  │ 帧率循环等  │    │Animator     │    │ 实时播放   │     │
│  └─────────────┘    └─────────────┘    └─────────────┘     │
│                                                             │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

1.9 详细操作步骤

步骤1: 素材准备
├─ 收集或制作序列帧图片
├─ 确保图片尺寸一致
└─ 命名规范（如：walk_001, walk_002...）步骤2: Unity导入
├─ 将图片拖入Project窗口
├─ 选中所有图片
├─ 设置Texture Type为Sprite (2D and UI)
└─ 设置Pixels Per Unit步骤3: 创建动画
├─ 选中多帧图片
├─ 右键 → Create → 2D Object → Sprites → Animation
├─ 命名动画文件
└─ 设置动画参数步骤4: 应用动画
├─ 创建GameObject
├─ 添加Sprite Renderer组件
├─ 添加Animator组件
├─ 将动画片段拖入Animator Controller
└─ 设置默认动画状态

2. 骨骼动画（Skeletal Animation）

2.1 基本概念

  • 定义：通过骨骼系统控制2D精灵的变形和运动
  • 原理：使用骨骼链和蒙皮技术，实现自然的关节运动
  • 特点：动画流畅、内存占用小、适合复杂角色动画

2.2 核心组件

  • Bone：骨骼节点，控制变形点
  • Skin：蒙皮网格，定义变形区域
  • Weight：权重值，控制骨骼对顶点的影响程度
  • IK（反向运动学）：自动计算关节角度

2.3 工作流程

  1. 骨骼绑定：在2D精灵上创建骨骼结构
  2. 权重绘制：设置每个顶点受骨骼影响的程度
  3. 关键帧设置：在时间轴上设置骨骼位置和旋转
  4. 动画预览：实时查看动画效果
  5. 导出应用：将动画应用到游戏对象

2.4 技术优势

  • 内存效率：相比序列帧动画占用更少内存
  • 动画质量：可以实现更自然的关节运动
  • 可重用性：同一骨骼结构可以应用不同动画
  • 实时控制：可以动态调整动画参数

2.5 适用场景

  • 角色动画：复杂的角色动作和表情
  • 机械动画：机械臂、车辆等机械结构
  • 生物动画：动物、怪物等有机体
  • 特效动画：复杂的变形和扭曲效果

2.6 开发工具

  • Unity 2D Animation Package：官方2D动画工具包
  • Spine：专业的2D骨骼动画软件
  • DragonBones：开源的2D动画解决方案
  • Live2D：专注于角色表情和口型同步

2.7 蒙皮系统（Skinning System）

  • 蒙皮基本概念：蒙皮决定了骨骼主要控制哪一部分
  • 自动蒙皮（Auto Geometry）：
    • Outline Detail：边缘细节，值越大轮廓越细致
    • Alpha Tolerance：阿尔法公差值，控制蒙皮细节
    • Subdivide：细化程度，控制蒙皮细节
    • Weights：是否自动设置权重，一般勾选
    • Generate For All Visible：为所有可见对象生成蒙皮
  • 编辑蒙皮（Edit Geometry）：
    • Create Vertex：创建顶点
    • Create Edge：创建边线
    • Split Edge：拆分边，用一个新的顶点分离一个边

2.8 权重编辑系统

  • 自动权重（Auto Weights）：自动计算并应用初始权重到顶点
  • 权重滑块（Weight Slider）：
    • Mode（计算模式）：
      • Add And Subtract（加减法）：用于增加或减少权重
      • Grow And Shrink（增长和收缩）：用于扩展或收缩权重影响区域
      • Smooth（平滑）：用于混合权重，创建更平滑的变形
    • Bone（设置权重的骨骼）：指定要调整权重的具体骨骼
    • Normalize（标准化设置）：确保单个顶点的所有骨骼权重总和为1（100%）
    • Amount（数量级）：控制权重调整操作的强度
  • 顶点权重编辑：显示和编辑当前选中顶点受各骨骼影响的程度

2.9 骨骼操作工具

  • Preview Pose（预览模式）：可以预览动作并不会真正改变设置
  • Edit Bone（编辑骨骼）：可以改变骨骼的位置、长度、方向、名称等
  • Create Bone（创建骨骼）：创建新的骨骼节点
  • Split Bone（拆分骨骼）：将一个骨骼一分为二

2.10 反向动力学（Inverse Kinematics, IK）

  • 基本概念：IK是一种动画技术，通过指定末端效应器的目标位置，自动计算中间关节的角度和位置
  • 工作原理：从目标位置反向计算，通过数学算法确定骨骼链中每个关节的旋转角度
  • 应用场景：角色抓取物体、脚部贴合地面、手部跟随鼠标等需要精确控制末端位置的情况
  • IK约束类型：
    • Chain (CCD)：可以自定义影响N个关节点，不能反向
    • Chain (FABRIK)：可以自定义影响N个关节点，可以反向
    • Limb：只会影响3个关节点
  • 设置参数：
    • Effector：默认的IK点位置
    • Target：会根据IK点位置生成真正的IK点对象
    • Weight：权重，当有多个IK控制同一点时权重会影响控制的百分比
    • Chain Length：IK影响的骨骼数量
    • Iterations：算法运行的次数
    • Tolerance：容错程度
    • Velocity：速度
    • Constrain Rotation：约束旋转程度
    • Solve from Default Pose：从默认姿势进行求解计算
    • Flip：反向（仅Limb Solver）
  • 使用技巧：
    • 合理设置迭代次数和容错度，平衡精度和性能
    • 使用权重控制多个IK的混合效果
    • 从默认姿势求解可以获得更稳定的结果

2.11 IK系统优势总结

2.11.1 动画质量提升
  • 自然运动：IK可以产生更自然的关节运动，避免机械化的角度变化
  • 精确控制：能够精确控制末端效应器的位置，实现复杂的交互动作
  • 物理真实：模拟真实世界的物理约束，如重力、碰撞等
2.11.2 开发效率提升
  • 减少关键帧：不需要手动设置每个关节的关键帧，大大减少动画制作时间
  • 实时调整：可以在运行时动态调整目标位置，实现响应式动画
  • 重用性强：同一IK设置可以应用到不同的动画序列中
2.11.3 技术优势
  • 算法稳定：CCD和FABRIK等算法经过优化，计算稳定可靠
  • 性能优化：相比手动关键帧动画，IK计算性能更好
  • 约束灵活：支持多种约束类型，满足不同动画需求

2.12 Unity使用流程

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    骨骼动画工作流程                          │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                             │
│  ┌─────────────┐    ┌─────────────┐    ┌─────────────┐     │
│  │  准备精灵   │───▶│  创建骨骼   │───▶│  绑定蒙皮   │     │
│  │ 2D图片资源  │     │ 骨骼结构    │     │ 权重设置    │     │
│  └─────────────┘    └─────────────┘    └─────────────┘     │
│                                                            │
│  ┌─────────────┐    ┌─────────────┐    ┌─────────────┐     │
│  │  设置权重   │◀───│  创建动画   │◀───│  预览效果   │     │
│  │ 顶点影响    │    │ 关键帧      │     │  实时变形    │     │
│  └─────────────┘    └─────────────┘    └─────────────┘     │
│                                                             │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

2.11 详细操作步骤

步骤1: 骨骼创建
├─ 打开2D Animation Package
├─ 选择Edit Bone模式
├─ 在精灵上创建骨骼链
├─ 设置骨骼层级关系
└─ 命名骨骼节点步骤2: 蒙皮设置
├─ 选择Auto Geometry
├─ 调整Outline Detail（建议值：10）
├─ 设置Alpha Tolerance（建议值：10）
├─ 调整Subdivide（建议值：20）
├─ 勾选Weights
└─ 点击Generate For All Visible步骤3: 权重编辑
├─ 选择Edit Geometry模式
├─ 使用Weight Slider工具
├─ 选择计算模式（Add/Subtract, Grow/Shrink, Smooth）
├─ 设置目标骨骼
├─ 调整权重值
└─ 确保Normalize已勾选步骤4: 动画制作
├─ 切换到Preview Pose模式
├─ 设置关键帧
├─ 调整骨骼位置和旋转
├─ 预览动画效果
└─ 导出动画数据
http://www.dtcms.com/a/330182.html

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