使用Playable API定制自己的动画系统

资源大湿 · 发表于 2021-12-3 13:29

进阶教程
Playable API是Unity官方提供的一种新的创建工具、动画系统或其他游戏机制的方式。Playable可以通过一组API来创建一个Graph，而每个Graph可以由多个树形结构组成，每个树状结构都由一个Output节点作为根节点，叶子结点则由各种Playable组成。
详细的介绍大家可以参考官方文档。
下面直接介绍怎么利用Playable API来定制自己的动画系统，其中参考了Unity官方案例SimpleAnimation。GitHub工程地址：https://github.com/Unity-Technologies/SimpleAnimation
播放一段简单的动画

首先自定义一个CustomAnimationcontroller组件，然后需要创建一个PlayableGraph对象以及一个AnimationPlayableOutput节点。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Animations;
using UnityEngine.Playables;

[RequireComponent(typeof(Animator))]
public class CustomAnimationController : MonoBehaviour
{
private PlayableGraph m_Graph;
private AnimationPlayableOutput m_Output;

void Start()
{

}

void Update()
{

}

private void OnDestroy()
{

}
}要播放一段动画，我们还必须要创建一个AnimationClip引用。然后，我们就可以构建一个动画树了。首先调用PlayableGraph.Create()方法构建一个PlayableGraph实例，并设置实例的时间模式为DirectorUpdateMode.GameTime。这样，PlayableGraph的时间更新是基于Time.time的，这样可以保证PlayableGraph的时间与游戏的时间保持同步。然后调用AnimationPlayableOutput.Create()函数创建一个Output节点，这里需要传递三个参数，分别是PlayableGraph实例，动画树的名字以及游戏对象绑定的Animator组件。
Playable API的两大组成部分是PlayableOutput和Playable，我们的动画对象也需要包装到一个Playable对象中，通过调用AnimationClipPlayable.Create()方法可以返回我们需要的Playable对象，传递的参数是Playable实例以及动画片段。
然后将动画片段的Playable实例作为输出结果传递给output节点，我们的动画树就创建好了。最后调用PlayableGraph实例的Play()方法即可让动画树开始播放。
public AnimationClip clip;
...
void Start()
{
m_Graph = PlayableGraph.Create();
m_Graph.SetTimeUpdateMode(DirectorUpdateMode.GameTime);
m_Output = AnimationPlayableOutput.Create(m_Graph, &#34;Animation&#34;, GetComponent<Animator>());
AnimationClipPlayable clipPlayable = AnimationClipPlayable.Create(m_Graph, clip);
m_Output.SetSourcePlayable(clipPlayable);
m_Graph.Play();
}另外，游戏对象销毁时，我们还要记得销毁PlayableGraph实例，即m_Graph。所以，我们需要在OnDestroy中调用m_Graph的Destroy方法。
PlayableGraph可视化

为了让大家对PlayableGraph可以有个更加直观的认识，这里介绍一个Unity的PlayableGraph Visualizer插件。该工具由于尚未成熟，所以在Unity的PackageManager界面的默认选项中并没有提供下载途径。
正确的下载方式是：

点击菜单选项：Window > Package Manager;
点击Advanted按钮，在下拉列表中选择show preview packages，然后在搜索栏中输入playable;

找到PlayableGraph Visualizer选项然后点击右下角的install按钮；

安装完毕，点击window > analysis > playablegraph即可打开这个插件的显示界面。
如何让PlayableGraph实例显示在这个插件界面上，需要调用GraphVisualizerClient.Show()这个接口，需要传递一个PlayableGraph实例作为输入参数。为了让动画树显示更加直观，这里稍微修改以下代码：
void Start()
{
      m_Graph = PlayableGraph.Create(&#34;CustomAnimationController&#34;);
      GraphVisualizerClient.Show(m_Graph);
      ...
}点击unity的运行按钮，然后打开我们的插件，这时候可以看到下面的结果，左上角的名字即是我们的playable graph实例的名字。

创建一个动画混合树

我们知道，unity的动画状态机具有transition的功能，两个state之间通过拉一条线段来定义一个transition。Playable API没有transition的概念，但是提供给来应用层基本的Blend功能，而transition的本质是两个动画的Blend。因此，我们可以应用Playable API来实现自己的transition。
创建混合树我们需要用到AnimationMixerPlayable，以及至少两个动画。因此，我们新加一个AnimaitonMixerPlayable对象和一个AnimationClip引用。
public AnimationClip clip1;
private PlayableGraph m_Graph;
private AnimationPlayableOutput m_Output;
private AnimationMixerPlayable m_Mixer;将两个动画进行混合，其实是由两个动画的input weight来控制的。我们在Start函数中创建AnimationMixerPlayable的实例，创建方法是调用AnimationMixerPlayable的Create函数，需要传递两个参数，分别是PlayableGraph实例以及AnimationMixerPlayable节点的输入节点数量。AnimationMixerPlayable实例创建好之后，我们将它作为输出结果传输给output节点。接下来利用m_Mixer连接两个动画片段，构建完整的动画混合树。
      ...
      m_Mixer = AnimationMixerPlayable.Create(m_Graph, 2);
      m_Output.SetSourcePlayable(m_Mixer);
      AnimationClipPlayable clipPlayable0 = AnimationClipPlayable.Create(m_Graph, clip0);
      AnimationClipPlayable clipPlayable1 = AnimationClipPlayable.Create(m_Graph, clip1);
      m_Graph.Connect(clipPlayable0, 0, m_Mixer, 0);
      m_Graph.Connect(clipPlayable1, 0, m_Mixer, 1);
      m_Mixer.SetInputWeight(0, 1);
      m_Mixer.SetInputWeight(1, 0);
      ...实现两个动画的线性过渡，首先定义一个字段tranTime控制动画的过渡时间，deltaTime表示剩余的过渡时间，然后在Update函数中根据时间修改两个动画的input weight。
public float tranTime = 2;
private float leftTime;
...
void Start()
{
      leftTime = tranTime;
      ...
}
void Update()
{
      if (leftTime > 0)
      {
         leftTime = Mathf.Clamp(leftTime - Time.deltaTime, 0, 1);
         float weight = leftTime / tranTime;
         m_Mixer.SetInputWeight(0, weight);
         m_Mixer.SetInputWeight(1, 1 - weight);
      }
}

创建PlayableBehaviour

PlayableBehaviour是一个供用户自定义行为的类。我们可以对Playable进行直接的访问和控制。同时它也定义了一些回调函数来捕捉一些事件。例如：开始播放时的事件、销毁事件，我们想监控这些事件时就离不开PlayableBehaviour这个类。
更重要的是，它提供了一些在每一帧的动画计算流程上的回调。例如：PrepareFrame函数会在Prepare frame这个阶段回调。我们就可以在每一帧对Playable中的元素进行访问和设置，例如：Time和Weight。可以说这是在做自定义Blend中不可缺失的功能。
接下来，我们将实现在自定义的PlayableBehaviour类中控制所有在PlayableGraph中的节点。新建一个CustomAnimationControllerPlayable类，并继承自PlayableBehabiour。
using UnityEngine;
using UnityEngine.Animations;
using UnityEngine.Playables;

public class CustomAnimationControllerPlayable : PlayableBehaviour
{
override public void PrepareFrame(Playable owner, FrameData info)
{

}
}首先我们重新组织一下代码的功能，我们将把构建动画树的工作移植到CustomAnimationControllerPlayable中来。为此，我们新建一个Initialize函数，输入参数有构建动画树的动画数组，CustomAnimationControllerPlayable从属的Playable以及PlayableGraph实例。新建三个私有属性，分别表示当前播放的动画的指引，距离下个动画剩余的时间以及AnimationMixerPlayable对象，该对象将作为从属Playable的输入节点。

private int m_CurrentClipIndex = -1;
private float m_TimeToNextClip;
private Playable mixer;
public void Initialize(AnimationClip[] clipsToPlay, Playable owner, PlayableGraph graph)
{
      owner.SetInputCount(1);
      mixer = AnimationMixerPlayable.Create(graph, clipsToPlay.Length);
      graph.Connect(mixer, 0, owner, 0);
      owner.SetInputWeight(0, 1);
      for (int clipIndex = 0 ; clipIndex < mixer.GetInputCount() ; ++clipIndex)
      {
         graph.Connect(AnimationClipPlayable.Create(graph, clipsToPlay[clipIndex]), 0, mixer, clipIndex);
         mixer.SetInputWeight(clipIndex, 1.0f);
      }
}
...重写PrepareFrame函数，完成的工作是顺序播放所有的动画，在播放完一个动画之后自动播放在一个动画，当播放完所有动画之后又回重复从第一个动画开始播放。
override public void PrepareFrame(Playable owner, FrameData info)
{
      if (mixer.GetInputCount() == 0)
         return;
      // Advance to next clip if necessary
      m_TimeToNextClip -= (float)info.deltaTime;
      if (m_TimeToNextClip <= 0.0f)
      {
         m_CurrentClipIndex++;
         if (m_CurrentClipIndex >= mixer.GetInputCount())
            m_CurrentClipIndex = 0;
         var currentClip = (AnimationClipPlayable)mixer.GetInput(m_CurrentClipIndex);
         // Reset the time so that the next clip starts at the correct position
         currentClip.SetTime(0);
         m_TimeToNextClip = currentClip.GetAnimationClip().length;
      }
      // Adjust the weight of the inputs
      for (int clipIndex = 0 ; clipIndex < mixer.GetInputCount(); ++clipIndex)
      {
         if (clipIndex == m_CurrentClipIndex)
            mixer.SetInputWeight(clipIndex, 1.0f);
         else
            mixer.SetInputWeight(clipIndex, 0.0f);
      }
}相应修改一下CustomAnimationControllor脚本，代码如下：
public AnimationClip[] clipsToPlay;

PlayableGraph m_Graph;

void Start()

{

      m_Graph = PlayableGraph.Create();

      var custPlayable = ScriptPlayable<CustomAnimationControllerPlayable>.Create(m_Graph);

      var playQueue = custPlayable.GetBehaviour();

      playQueue.Initialize(clipsToPlay, custPlayable, m_Graph);

      var playableOutput = AnimationPlayableOutput.Create(m_Graph, &#34;Animation&#34;, GetComponent<Animator>());

      playableOutput.SetSourcePlayable(custPlayable);
      playableOutput.SetSourceInputPort(0);

      m_Graph.Play();

}

void OnDisable()

{

      // Destroys all Playables and Outputs created by the graph.

      m_Graph.Destroy();

}

DomDomm · 发表于 2021-12-3 13:29

没太看明白，大佬有更具体的文章介绍这个嘛？

kyuskoj · 发表于 2021-12-3 13:35

这个已经介绍的非常详细啦[思考]

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