陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 趙革委

針對如何實現(xiàn)VR游戲場景中角色轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換過程的動畫流暢性，本文以軟件的動畫合成功能為基礎(chǔ)，利用代碼控制取代以前動畫狀態(tài)硬切的方式，實現(xiàn)角色由一種動畫狀態(tài)向另一種動畫狀態(tài)逐步轉(zhuǎn)化，大大提升動畫狀態(tài)轉(zhuǎn)化的流暢性，極大的增強了VR游戲的可視性和真實性。

隨著5G的普及和推廣，極大的提升了VR游戲場景調(diào)度的實時性和復(fù)雜場景調(diào)度的可能性，VR游戲的發(fā)展進(jìn)入一個新時代。但是游戲玩家對游戲的可視性、真實性、流暢性要求也越來越高。因此，游戲開發(fā)過程細(xì)節(jié)處理也成為游戲是否受歡迎的一個衡量標(biāo)準(zhǔn)。本文介紹一種動畫狀態(tài)流暢轉(zhuǎn)化到另一中動畫狀態(tài)的制作方法，增加游戲的可視性和真實性，提升玩家的視覺觀感，提高游戲的歡迎度。

1 游戲中動畫狀態(tài)常用轉(zhuǎn)換方法

目前游戲中常采用的動畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換方式，基本都采用兩個動畫狀態(tài)直接切換，即直接從上一個動畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換為下一個動畫狀態(tài)，中間最多增加一個過渡過程。例如從原地到奔跑，先制作一個原地站立動畫和一個奔跑動畫，當(dāng)需要切換動畫轉(zhuǎn)態(tài)時，先調(diào)用第一個站立動畫轉(zhuǎn)態(tài)，然后再調(diào)用第二個奔跑動畫狀態(tài)，在動畫狀態(tài)之間增加一個基本切換效果。由于人眼具有視角暫留現(xiàn)象，因此能保障兩個動畫狀態(tài)之間的切換不會出現(xiàn)畫面閃爍現(xiàn)象，但是沒有辦法實現(xiàn)從站立到行走，再從行走到奔跑的逐漸變換的過程，因此玩家的視覺觀感稍差，動畫轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換過程示意圖如圖1所示。

圖1 常用動畫轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖

2 基于U3D的動畫轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換方法

Animator是Unity 3D提供的動畫系統(tǒng)，具有極強的動畫創(chuàng)建功能。基于U3D的動畫轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換方法就是以Animator動畫系統(tǒng)中的骨骼動畫設(shè)置為基礎(chǔ)，先在Unity中設(shè)置骨骼動畫狀態(tài)，然后根據(jù)需要調(diào)用相應(yīng)的動畫，由于人物的運動基本是手部帶動胳膊運動，因此還需設(shè)置逆向動畫，然后把各種動畫通過代碼控制，實現(xiàn)動畫逐次疊加，進(jìn)而提高動畫狀態(tài)轉(zhuǎn)化的流暢性，既可以節(jié)省資源，同時也能使得狀態(tài)轉(zhuǎn)化過程具有極強的真實感和流暢度。下面根據(jù)制作過程，從四個部分詳細(xì)講解這種狀態(tài)轉(zhuǎn)換方法的實現(xiàn)過程。

2.1 Animator動畫系統(tǒng)的骨骼設(shè)置

在進(jìn)行動畫系統(tǒng)骨骼設(shè)置之前，先要了解動畫中骨骼動畫的分類情況，然后才能在動畫制作軟件Animator中進(jìn)行大類骨骼設(shè)計制作。骨骼動畫一般可以分為二足動畫骨骼、四足動畫骨骼，具有雙翼的動畫骨骼一般也采用四足動畫骨骼完成。游戲場景中的角色大部分使用二足動畫就能夠滿足。所以下面以二足動畫制作為例完成游戲角色動畫制作。

打開Animator動畫系統(tǒng)，導(dǎo)入準(zhǔn)備好的骨骼，進(jìn)行骨骼匹配設(shè)置，如圖2所示。

圖2 骨骼匹配設(shè)置

目前的二足骨骼是游戲中所有二足角色的父骨骼，將所有的二足骨骼組件按照規(guī)則命名，然后進(jìn)入編輯窗口，按照游戲需求進(jìn)行骨骼動畫設(shè)計與制作。制作的骨骼動畫具有通用性和公用性，能被所有的二足對象調(diào)用，也就是說所有相同動作動畫一次制作完成。這樣大大節(jié)省動畫制作的時間，降低動畫制作的復(fù)雜度。動畫制作窗口如圖3所示。

圖3 骨骼動畫制作

2.2 動畫連接

創(chuàng)建行走、跳躍、站立、死亡等各種動畫，按照邏輯關(guān)系分別連接。向里添加向前走、向后走、向前跑、向右跑等動畫，完成所有的動畫形式設(shè)置。左邊的動畫可以通過放入右邊動畫后點擊后面的格子來映射相反的動畫，減少動畫的制作量。紅色點是代表人物正在播放的動畫，藍(lán)色點代表我們添加進(jìn)去的動畫，如圖4所示。

圖4 動畫連接調(diào)整

2.3 逆向動畫設(shè)置

角色的射擊動畫部分需要使用逆向動畫實現(xiàn)。在人物動畫控制器中建立頭部層、左右臂層，如圖5所示。并勾選IK選項，實現(xiàn)由角色骨骼根部帶動整個身體，這部分具體的實現(xiàn)將由代碼控制。至此，一個完整的角色動畫就完成了。

圖5 層設(shè)置

2.4 流暢轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)

但角色的基本動畫設(shè)置完成后，下面就只需要撰寫代碼，完成動畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換逐漸變化，使得兩個轉(zhuǎn)態(tài)逐漸融合，形成更加真實的狀態(tài)轉(zhuǎn)換動畫效果。例如從原地到奔跑，其呈現(xiàn)出的過程應(yīng)該是從慢到快逐漸變化，不能從走直接變?yōu)榕?。代碼實現(xiàn)過程是這樣：首先調(diào)用站立的動畫狀態(tài)，然后逐漸切換為走，接著通過代碼控制走動畫的速度，逐漸變快，之后走逐漸消失，跑動畫狀態(tài)逐漸出現(xiàn)。過程這樣的代碼控制，就實現(xiàn)了從原地到奔跑動畫狀態(tài)的流暢轉(zhuǎn)換過程。示意圖如圖6所示。

圖6 基于U3D的動畫轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖

3 兩種方式比較

3.1 基于U3D的動畫轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換更真實

眾所周知，人們在這個真實生活中，當(dāng)目前處于站立轉(zhuǎn)態(tài)，突然要開始奔跑時，一定會有一個由慢到快的過程。而游戲，需要實現(xiàn)有站立到奔跑，是需要使用兩個動畫站立和奔跑切換，特別是游戲中奔跑動畫通常是勻速的。采用以前的方法實現(xiàn)從站立開始奔跑，玩家先看見角色是站立的，然后就是勻速奔跑。隨著VR游戲的發(fā)展，這一點已經(jīng)是許多玩家感到不真實。

基于U3D的動畫轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換，核心是用代碼控制動畫的播放速度。當(dāng)有站立轉(zhuǎn)變?yōu)楸寂軙r，奔跑動畫的播速度可以根據(jù)起跑的時間逐步實現(xiàn)由較慢到慢，再到正常播放，所以比較接近真實效果。而且玩家可以根據(jù)需要，中間添加其它動畫。比如說，角色需要這樣一個動畫過程，先是站立，然后走，最后在奔跑，基于U3D的動畫轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換，依然可以通過代碼實現(xiàn)，只是中間過程增加一個走動畫，其它部分代碼控制與由站立轉(zhuǎn)態(tài)到奔跑轉(zhuǎn)態(tài)沒有區(qū)別。

3.2 基于U3D的動畫轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換更節(jié)省資源

使用以前的方法實現(xiàn)從站立開始奔跑，也可以增加真實感，但是得采用增加中間過渡動畫的方式，這種方式特別耗費資源的，不但制作過程麻煩，也會大大怎加游戲硬件要求，可能丟失跟更多的玩家。

基于U3D的動畫轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換方法則主要依靠代碼實現(xiàn)，既不需要增加動畫師的工作量，也不需要提升硬件要求。只是在原來的基礎(chǔ)上，在Unity多增加一些設(shè)置，而且代碼增加量也很少，但是動畫狀態(tài)的流暢性卻大大提高了。

結(jié)束語：2016年被稱為虛擬技術(shù)元年，但是之后，虛擬技術(shù)由于實時性、場景調(diào)度以及體感差等原因幾乎處于停滯狀態(tài)。5G技術(shù)的發(fā)展為虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供了新的發(fā)展契機和活力，但在此后的發(fā)展過程中，VR的可視性、真實性，玩家的既視感，都是VR游戲發(fā)展的核心，本文希望能夠拋磚引玉，部分解決游戲的真實性、流暢性的問題。