模型（Mesh）

在Unity3D中使用三維模型，主要依靠Mesh Filter組件載入多邊形表面物體（polygon mesh），然后依靠Mesh Renderer組件將Mesh正確渲染出來(lái)。

內(nèi)置基本3D模型

Unity3D內(nèi)置有一些基本幾何體，通過(guò)Hierarchy面板上的Create按鈕或者菜單選擇GameObject > 3D Object來(lái)創(chuàng)建：

這些內(nèi)置的基本幾何體其實(shí)就是引擎自帶的mesh。等同于我們?cè)谕獠縿?chuàng)建一個(gè)Cube或Plane模型然后導(dǎo)入U(xiǎn)nity使用。這與我們的在Maya中使用預(yù)設(shè)幾何體有本質(zhì)不同。Unity3D的基本幾何體不具備任何調(diào)整參數(shù)選項(xiàng)。

普通3D模型導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D

由于基本幾何體都非常簡(jiǎn)單，Unity3D本身也不提供多邊形編輯工具給我們使用（但可以使用
ProBuilder Advance 插件來(lái)進(jìn)行一些多邊形編輯工作），所以很多情況下我們需要其他3D軟件來(lái)制作模型，然后再導(dǎo)入到Unity3D中。

雖然U3D現(xiàn)在支持直接導(dǎo)入Maya的.ma文件，但建議大家還是先將模型清理好后導(dǎo)出成.fbx格式，然后再導(dǎo)入到U3D中，這樣比較便于管理。

并不是所有的Maya節(jié)點(diǎn)都能夠被正確導(dǎo)入到Unity3D中，實(shí)際上，Unity3D僅支持Polygon Mesh、Joints、空節(jié)點(diǎn)、蒙皮信息、攝影機(jī)、關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)的導(dǎo)入，而Maya中常用的NURBS表面、Curve曲線、變形器、IK、Constraints等內(nèi)容都不支持。

并且，我還建議大家在導(dǎo)出.fbx之前對(duì)Maya文件進(jìn)行一下“清理”工作，檢查好模型的發(fā)現(xiàn)方向，烘焙好關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)，刪除掉多余無(wú)用的節(jié)點(diǎn)，刪除無(wú)用的構(gòu)造歷史，同時(shí)將模型放在坐標(biāo)原點(diǎn)中心位置，凍結(jié)Transform屬性（歸零）。

Unity3D可以識(shí)別單個(gè)模型文件中的多個(gè)mesh，且Mesh Filter組件僅支持載入單個(gè)mesh，所以我們可以用一個(gè)文件導(dǎo)出所有游戲所需要用到的mesh，然后在U3D中一一調(diào)用。

因此，為Unity3D制作模型素材的時(shí)候，在三維軟件中就搭建好全部模型并不是一個(gè)好選擇。因?yàn)槿S軟件中重復(fù)出現(xiàn)的模型，導(dǎo)入U(xiǎn)3D中以后會(huì)被識(shí)別成不同的mesh，直接載入整個(gè)場(chǎng)景會(huì)浪費(fèi)掉很多系統(tǒng)資源。更有效的制作流程是在三維軟件中制作好不同的“小物件”，然后在Unity3D中完成具體場(chǎng)景的搭建工作。

PS：地形、植被等模型可能更適合于利用Unity3D自帶的功能模塊來(lái)創(chuàng)建呢！

模型導(dǎo)入的設(shè)置參數(shù)

選擇相應(yīng)的模型Asset，其導(dǎo)入?yún)?shù)會(huì)顯示在Inspector面板中。

Model一欄是關(guān)于模型的導(dǎo)入?yún)?shù)，Rig一欄是關(guān)于綁定設(shè)置的導(dǎo)入?yún)?shù)，Animations一欄是關(guān)于動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入?yún)?shù)。

unity_model_import_02.png

這個(gè)模型素材來(lái)自： "Unity-chan"Model 1.1

• Scale Factor：導(dǎo)入尺寸縮放（按照實(shí)際長(zhǎng)度計(jì)算）
• Use File Scale是否保留模型本身的縮放屬性
• Mesh Compression：網(wǎng)格數(shù)據(jù)壓縮程度，會(huì)一定程度上減少mesh的多邊形面數(shù)
• Read/Write Enabled：是否支持直接修改本文件
• Optimize Mesh：是否精簡(jiǎn)mesh的面數(shù)
• Import BlendShapes：是否導(dǎo)入BlendShapes
• Generate Colliders：是否自動(dòng)創(chuàng)建碰撞體
• Keep Quads：是否保持所有的四邊面（而不自動(dòng)轉(zhuǎn)換為三角面）
• Weld Vertices：是否自動(dòng)融合重合的頂點(diǎn)
• Swap UVs：交換UV組（通常模型有多套UV組，且導(dǎo)入后發(fā)現(xiàn)貼圖不正確時(shí)勾選）
• Generate Lightmap UVs：是否自動(dòng)創(chuàng)建用于光照烘焙的UV組
• Normals：如何處理法線方向（Import代表導(dǎo)入模型原來(lái)的法線數(shù)據(jù)、Calculate代表用下面的Smoothing Angle參數(shù)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)光滑計(jì)算、None代表完全無(wú)光滑發(fā)現(xiàn)設(shè)置）
• Smoothing Angle：夾角在多少度以上的邊會(huì)被自動(dòng)計(jì)算成光滑邊界
• Tangents：切線計(jì)算設(shè)置
• Import Materials：是否導(dǎo)入模型材質(zhì)球
• Material Naming：使用什么名稱(chēng)來(lái)命名材質(zhì)球
• Material Search：材質(zhì)球搜索規(guī)則

設(shè)置完畢千萬(wàn)不要忘記點(diǎn)擊 Apply 按鈕確認(rèn)哦！！！

關(guān)于比例

在Unity3D中尺寸比例非常重要，因?yàn)楹芏郩nity3D操作都依賴(lài)于physics物理解算，而物理解算會(huì)因?yàn)槲矬w的尺寸比例不同而呈現(xiàn)出差異極大的結(jié)果。一個(gè)100米高的大石頭和一個(gè)1厘米高的小石塊從空中落到地面的行為顯然是很不一樣的。

Unity3D中默認(rèn) 1單位距離 = 1米。

由于Maya中默認(rèn)設(shè)置為 1單位距離 = 1厘米，所以Maya模型導(dǎo)出成.fbx以后再導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D，要設(shè)置scale為0.01，否則就會(huì)變得超級(jí)大。

總結(jié)一下導(dǎo)入模型的技術(shù)要求：

• 法線要正確：Unity3D中不可以修改多邊形法線方向，所以如果錯(cuò)了就必須返回Maya進(jìn)行修改再重新導(dǎo)入；
• 比例要正確：如果按照Maya默認(rèn)1單位=1厘米，那么1米高的物體在Maya中就應(yīng)該高100個(gè)單位，同時(shí)導(dǎo)入時(shí)Scale Factor設(shè)置為0.01；
• Pivot Point要提前設(shè)置好；
• 位移歸零位置要在坐標(biāo)原點(diǎn)（但初始位置不一定要在原點(diǎn)）；
• 不能有構(gòu)造歷史（導(dǎo)出FBX的時(shí)候會(huì)自動(dòng)統(tǒng)一清空構(gòu)造歷史，所以不要有任何依賴(lài)于構(gòu)造歷史的修改變化）；
• UV都放在(0,1)象限內(nèi)，且保持UV正向（Maya中顯示為藍(lán)色為正向）；
• 單一mesh的UV不要有重疊；
• 只使用smooth bind進(jìn)行綁定；
• 動(dòng)畫(huà)必須全部由動(dòng)畫(huà)曲線關(guān)鍵幀控制；
• 骨骼命名最好提前做好。

綁定（Rig）

Rig一欄下的設(shè)置比較簡(jiǎn)單，最重要的是設(shè)置Animation Type：

• Legacy：這種方式比較老式了，不支持Avatar，通過(guò)Animation組件來(lái)調(diào)用動(dòng)畫(huà)
• Generic：這種方式現(xiàn)在比較常用，對(duì)動(dòng)畫(huà)的調(diào)用主要通過(guò)Animator組件來(lái)完成
• Humanoid：這種方式類(lèi)似Generic，也是配合Animator使用的，但專(zhuān)門(mén)針對(duì)人形骨架，可以點(diǎn)擊Configure...按鈕進(jìn)入人形骨架Avatar的詳細(xì)設(shè)定

所謂Avatar，在我認(rèn)為是對(duì)于骨骼結(jié)構(gòu)的一種標(biāo)準(zhǔn)化描述方式，用來(lái)方便在不同模型之間自由應(yīng)用動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)。比如Humanoid類(lèi)型的Avatar，就把人形生物的各關(guān)鍵骨點(diǎn)都標(biāo)準(zhǔn)化為了特定的名稱(chēng)，這樣不論動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)是基于怎樣的命名規(guī)范，只要將動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)fbx文件以及目標(biāo)模型fbx文件都標(biāo)準(zhǔn)化成人形Avatar，就可以自由的將動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)應(yīng)用在新模型上。

眼尖的同學(xué)應(yīng)該可以發(fā)現(xiàn)，這個(gè)概念和Maya中的HumanIK很像。

在下面圖片所示的Mapping面板中，我們可以手動(dòng)指定各關(guān)鍵骨點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景節(jié)點(diǎn)，甚至還可以對(duì)于頭部和手指的細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)置，非常方便：

unity_model_rig_avatar1.png

Muscles & Settings面板我還沒(méi)怎么用過(guò)，以后用到了再補(bǔ)充進(jìn)來(lái)。

對(duì)模型進(jìn)行綁定設(shè)置的基本流程可以總結(jié)如下：

• 對(duì)于非常非常簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)對(duì)象，可以選擇Legacy方式進(jìn)行設(shè)置（但我還是不太推薦）
• 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)人形對(duì)象，選擇Humanoid方式，Avatar Definition可以直接Create From This Model，也就是根據(jù)本模型新建一個(gè)Avatar
  • 如果對(duì)自動(dòng)創(chuàng)建的Avatar不滿意，點(diǎn)擊Configure...進(jìn)入Mapping面板自行設(shè)置
  • 如果已經(jīng)設(shè)置過(guò)同樣的Avatar，可以在Avatar Definition中選擇Copy From Other Avatar以避免重復(fù)工作
• 對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)人形對(duì)象，選擇Generic方式，Avatar Definition同上
  • Generic方式還需要指定一個(gè)Root Node，也就是“根”節(jié)點(diǎn)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)是所有動(dòng)畫(huà)的起點(diǎn)，通常可以指定骨骼鏈的最頂端joint，或者骨骼鏈的父物體節(jié)點(diǎn)等等
• **點(diǎn)擊Apply按鈕確認(rèn)！！！

將設(shè)置好的.fbx資源拖進(jìn)場(chǎng)景中，Inspector中會(huì)顯示這個(gè)游戲物體的組件

可以看到已經(jīng)附加了一個(gè)Animator組件（動(dòng)畫(huà)人），其Avatar參數(shù)已經(jīng)添加好了，但Controller參數(shù)還是空的。這時(shí)候模型是不會(huì)在場(chǎng)景中播放動(dòng)畫(huà)。

如果之前選擇的是Legacy方式的Rig，游戲物體會(huì)被自動(dòng)附上Animation組件。其中Animation參數(shù)也是空的（因?yàn)檫@個(gè)fbx模型本身是不帶動(dòng)畫(huà)的！）。

初學(xué)者大多會(huì)“自作多情”地認(rèn)為，帶動(dòng)畫(huà)的fbx模型導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D不是應(yīng)該直接就自動(dòng)播放動(dòng)畫(huà)么？其實(shí)并不是這樣的。如果是Legacy方式導(dǎo)入，模型又自帶動(dòng)畫(huà)的話，倒是有可能自動(dòng)播放，但Legacy和Animation組件目前其實(shí)已經(jīng)逐漸被大家拋棄了，而使用Animator的話，不添加Controller是不會(huì)有動(dòng)畫(huà)被播放的。

動(dòng)畫(huà)（Animation）

上面所使用的Unity-chan的素材，動(dòng)畫(huà)文件是和模型文件分開(kāi)的，如果選擇模型.fbx文件打開(kāi)Animations面板的話，看到的是一片空白：

大家如果也使用這個(gè)資源的話，可以在UnityChan > Animations目錄下找到帶動(dòng)畫(huà)的.fbx文件。

我選擇unitychan_WALK00_F.fbx文件來(lái)做演示，點(diǎn)擊文件右邊的小箭頭，可以顯示這個(gè).fbx文件的全部?jī)?nèi)容，我們可以看到只有一些貌似面部的mesh，一個(gè)Avatar，以及一個(gè)WALK00_F文件。

這個(gè).fbx文件實(shí)際上只包含動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)，之所以會(huì)有這些mesh出現(xiàn)，是因?yàn)檫@些mesh上的動(dòng)畫(huà)并不是通過(guò)骨骼綁定來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而是blendshape或者是直接transform動(dòng)畫(huà)，所以必須保留動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)所依附的節(jié)點(diǎn)，也就是這些mesh。

而這個(gè)WALK00_F文件就是動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)所存放的文件了（在硬盤(pán)上的文件后綴名是.anim）。

有動(dòng)畫(huà)的.fbx文件在Animations面板下是有內(nèi)容的。

unity_model_animation_2.png

• Bake Animation：我沒(méi)用過(guò)這個(gè)選項(xiàng)，應(yīng)該是把IK動(dòng)畫(huà)烘焙成關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)的意思吧，但不保險(xiǎn)，還是在三維軟件中做好所有的烘焙工作吧。

• Anim. Compression：是否精簡(jiǎn)壓縮動(dòng)畫(huà)曲線，當(dāng)然選擇Off。

• Clips：這里可以對(duì)動(dòng)畫(huà)曲線做切割，點(diǎn)擊+號(hào)可以添加一個(gè)片段，并給這個(gè)片段指定Start幀和End幀，每一個(gè)Clip對(duì)應(yīng)之前看到的一個(gè)動(dòng)畫(huà)文件，默認(rèn)是將整段動(dòng)畫(huà)曲線做成一個(gè)大Clip，也就是WALK00_F。我們可以在一個(gè)文件中把全部需要的動(dòng)畫(huà)都做進(jìn)去，然后在導(dǎo)入的時(shí)候手動(dòng)分割，我個(gè)人比較推薦這種做法。

  要注意的是，手動(dòng)分割以后的clips文件才會(huì)真正出現(xiàn)在硬盤(pán)上，前面展開(kāi)fbx文件看到的那個(gè)動(dòng)畫(huà)文件實(shí)際上是包含在fbx文件內(nèi)部的，在硬盤(pán)上找不到的。

• Loop Time：該片段是否默認(rèn)循環(huán)播放

實(shí)際上，從設(shè)定clip的名稱(chēng)開(kāi)始，后面的所有設(shè)定都是針對(duì)某一個(gè)特定clip來(lái)做的詳細(xì)參數(shù)，這里不細(xì)說(shuō)了。

這張圖片中顯示出兩條Warning警告，說(shuō)明這個(gè)模型其實(shí)是有一點(diǎn)點(diǎn)小問(wèn)題的，我檢查了一下，應(yīng)該是有一根Spine骨骼稍微有點(diǎn)歪，不過(guò)不影響大局，就不管它了。

在最底下的預(yù)覽框中可以看到，這種單獨(dú)導(dǎo)出動(dòng)畫(huà)文件的工作方式真不咋地，由于沒(méi)有實(shí)體模型，所有動(dòng)畫(huà)文件預(yù)覽時(shí)都看不到，點(diǎn)擊播放就看到一張白臉在那里晃來(lái)晃去。

解決辦法是用鼠標(biāo)將模型fbx文件拖到這個(gè)預(yù)覽窗口中，這樣就替換了原始模型，便可以看到該段動(dòng)畫(huà)clip在正確的模型上優(yōu)雅地播放了。

Animator Controller （動(dòng)畫(huà)人控制器）

下面我們來(lái)讓這個(gè)模型能夠動(dòng)起來(lái)。

unity_animation_1.png

如果使用老式的Animation組件，只需要將動(dòng)畫(huà)片段clip拖到到Animation欄中，這段clip相當(dāng)于“當(dāng)前動(dòng)畫(huà)片段”，會(huì)自動(dòng)在game object被載入時(shí)自動(dòng)開(kāi)始播放了，如果設(shè)置了loop，那么就會(huì)不斷循環(huán)。
在Animations一欄中，可以添加任意多個(gè)clips，這些clips則是“后備動(dòng)畫(huà)片段”，未來(lái)可以通過(guò)腳本來(lái)調(diào)用他們進(jìn)行播放。

老式Animation組件的問(wèn)題在于，游戲中動(dòng)畫(huà)片段之間的切換是非常頻繁且復(fù)雜的，使用這種方式的話，所有的動(dòng)畫(huà)切換都要通過(guò)腳本來(lái)實(shí)現(xiàn)，變成了程序員的負(fù)擔(dān)。所以那些編寫(xiě)游戲引擎的程序員們當(dāng)然就要想辦法把這份工作甩給美工去做咯，于是就開(kāi)發(fā)了后面的Animator系統(tǒng)，把動(dòng)畫(huà)片段的切換邏輯設(shè)計(jì)給“可視化”。

unity_animator_1.png

新式的Animator組件需要調(diào)用一個(gè)Controller，我們可以在Assets中新建一個(gè)，暫且起名叫AC吧。

將這個(gè)AC拖到Animator組件的Controller一欄中，然后雙擊這個(gè)AC文件打開(kāi)Animator面板。

這個(gè)面板現(xiàn)在空空蕩蕩的就3個(gè)類(lèi)似按鈕的東西，我們可以拖動(dòng)這些“按鈕”來(lái)隨意布局。

unity_animator_controller_1.png

把動(dòng)畫(huà)文件拖到這個(gè)面板上，可以看到動(dòng)畫(huà)clip變成了一個(gè)較大的橘色長(zhǎng)條，然后從Entry長(zhǎng)條中延伸出一個(gè)箭頭指向這個(gè)新加入的clip長(zhǎng)條。

unity_animator_controller_2.png

unity_animator_controller_3.png

實(shí)際上，Animator Controller是一個(gè)“狀態(tài)機(jī)”（關(guān)于狀態(tài)機(jī)的解釋可以看這里），而Animator面板則將這個(gè)狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)工作“可視化”了。我們后面會(huì)學(xué)習(xí)到的PlayMaker也是一個(gè)基于狀態(tài)機(jī)的交互設(shè)計(jì)插件。

這些不同顏色的“長(zhǎng)條”代表不同的“狀態(tài)”，“箭頭”則代表狀態(tài)可以從一端變化到另一端。所以上面這樣圖可以這樣解釋?zhuān)寒?dāng)該物體“進(jìn)入”場(chǎng)景時(shí)，物體動(dòng)畫(huà)狀態(tài)變?yōu)?code>WALK00_F，也就是“一經(jīng)載入，模型播放WALK00_F動(dòng)畫(huà)”的意思。

點(diǎn)擊WALK00_F，我們可以看到與在Project面板中點(diǎn)擊WALK00_F動(dòng)畫(huà)片段文件時(shí)不同的Inspector面板顯示內(nèi)容：

unity_animator_controller_4.png

在這里我們可以設(shè)置這個(gè)“動(dòng)畫(huà)狀態(tài)”下播放哪個(gè)動(dòng)畫(huà)片段（Motion），用什么速度（Speed）來(lái)播放，要不要把動(dòng)畫(huà)倒放（Mirror）等等。

在Project面板中點(diǎn)擊WALK00_F動(dòng)畫(huà)片段文件時(shí)Inspector面板顯示的內(nèi)容是這樣的：

顯示成灰色是因?yàn)槲尹c(diǎn)擊的是fbx文件中包含的clip，所以不可編輯，我們可以Ctrl+D將其復(fù)制成單獨(dú)的clip文件，然后再修改。

如何使用Animator Controller設(shè)計(jì)動(dòng)畫(huà)切換邏輯，可以閱讀《設(shè)計(jì)角色動(dòng)畫(huà)切換邏輯》（未完成）一文中的詳細(xì)介紹。