Unity插件 - MeshEditor（五） 网格顶点动画（变形动画）

源码已上传至github，并持续更新，链接请看底部。（本帖跟随github持续更新）

网格顶点动画（变形动画）是针对于物体的形状可以随意变换并记录为关键帧的动画，虽然模型的顶点数据还是应该交给GPU绘制才是正道，CPU刷新模型顶点始终是个吃力不讨好的事（不过我好像至始至终就是在干吃力不讨好的事来着），所以变形动画还是别用到过于复杂的模型之上，毕竟到头来吃力的只会是你的CPU，不过一些简单的模型倒不用担心，像什么旗帜飘扬什么的，不用打开3DMAX（前提是得会用这东西K动画），不用局限于Unity的animator系统（毕竟给你一个做得像旗帜的cube，你能用animator调出一个飘动的动画？），只需简单的几步拖拽便可以K出一个动画，并且可以将动画信息保存为本地文件，实现多项目间复用，同时，顶点数相同的模型也可以复用动画。
 
 传送门（变形动画状态机，变形动画骨骼搭建）

变形动画完全不同于Unity Animator系统的机制，事实上跟它半毛钱关系都没有，所以这两种动画在同一物体上是可以共同存在的，事实上，众所周知，Animator的关键帧只会记录物体的transform组件的position、rotation以及scale的数值变化（当然其他组件的部分属性它也是可以记录的，比如Image的Color），其余的很多属性改变都不会被它视为有另一关键帧产生，而变形动画只会记录模型的顶点数据作为关键帧，完全不会改动transform组件的属性，所以这两种动画完全可以共存。



好了，进入正题，我以给一个cube调节一个变形动画为例子讲解一下整个流程及实现的思路。
 

第一步:

为cube添加我们的变形动画编辑器组件（MeshAnimation）



添加动画帧：以Scene场景中当前物体的状态信息保存为一个新的关键帧，这里的代码主要是记录每个顶点的位置/// <summary>
/// 添加动画帧
/// </summary>
public void AddFrame()
{
Vector3[] vertices = new Vector3[_Vertices.Length];
for (int i = 0; i < _Vertices.Length; i++)
{
vertices[i] = _Vertices[i].transform.position;
}
_VerticesAnimationArray.Add(vertices);
}
我们最好先在cube的初始状态就添加一个动画帧，以便于播放动画时它会从初始状态开始



 

第二步：

现在我们多添加几个关键帧，目前每帧的状态都是保持在初始形态



 

第三步:

我们的第一帧就让他保持初始状态，现在选中第二帧，同时在场景中调节cube的形态，当你觉得满意的时候，点击apply应用就可以将物体的状态应用到当前的第二帧数据，当然如果这一关键帧不想要了，点击delete删除即可
 



/// <summary>
/// 应用动画帧
/// </summary>
public void ApplyFrame()
{
//如果当前动画帧数据存在，则应用当前物体的各顶点数据至当前动画帧
if (_NowSelectFrame >= 0 && _NowSelectFrame < _VerticesAnimationArray.Count)
{
for (int i = 0; i < _Vertices.Length; i++)
{
_VerticesAnimationArray[_NowSelectFrame][i] = _Vertices[i].transform.position;
}
}
}
 /// <summary>
/// 删除动画帧
/// </summary>
public void DeleteFrame()
{
//如果当前动画帧数据存在，则删除当前动画帧数据
if (_NowSelectFrame >= 0 && _NowSelectFrame < _VerticesAnimationArray.Count)
{
_VerticesAnimationArray.RemoveAt(_NowSelectFrame);
_NowSelectFrame = -1;
}
}
 
我们将cube调节成这个样子，然后点击apply应用关键帧



 

第四步：

选中第三个关键帧，再调到自己满意的形态，并再点击apply应用



 

第五步:

选中第四个关键帧，这里我们要让他有个缓冲的效果，也就是说跟第三帧的差距小一点
然后我们的第四帧就调成了这个怂样~



 

第六步：

第五帧我们就要让他发射出去（前几帧是收缩，蓄势，然后第五帧猛地弹出~~有没有一种发射炮弹的感觉~~），当然如果你想复制某一帧的话，只需选中这一帧，点击添加关键帧，最后面就会多出来与此帧相同的一帧，然后在此基础上调节下一帧更方便



 

第七步:

之后就是给他K几个反弹回来的缓冲关键帧，注意这里选中任意一帧场景中的cube就会变化到那一帧的形态（这种方式是仿Animator的），随意修改之后点击应用可以保存，不点击应用默认改动无效，所以修改之后，如果觉得满意，一定要点击apply应用，否则待你切换到其他帧时，这一帧改动的数据就将丢失



/// <summary>
/// 选定指定帧
/// </summary>
public void SelectFrame(int frameIndex)
{
//如果当前动画帧数据存在，则选定当前动画帧，所有顶点应用当前动画帧数据
if (frameIndex >= 0 && frameIndex < _VerticesAnimationArray.Count)
{
_NowSelectFrame = frameIndex;
for (int i = 0; i < _Vertices.Length; i++)
{
_Vertices[i].transform.position = _VerticesAnimationArray[frameIndex][i];
}
}
}
 

第八步：

完成之后点击预览按钮就可以马上在Scene界面看到cube的动画效果，这里没截图，后面用动画播放器播放的时候再截图



 因为脚本就算添加了编辑器执行的标识，它的update函数依然不会逐帧执行，而是在场景物体发生变化的时候才执行，所以这里的动画预览函数不能放在update里，那么只有将之加入到Unity编辑器逐帧刷新周期了/// <summary>
/// 预览动画
/// </summary>
public void PlayAnimation()
{
//没有动画可以预览
if (_VerticesAnimationArray.Count <= 0)
{
return;
}
//预览从第一帧开始（顶点动画数组下标0）
_AnimationIndex = 0;
//重置记录动画播放上一序列的变量
_AnimationLastIndex = -1;
//重建新的动画片段
_AnimationFragment = new Vector3[_Vertices.Length];
//重置动画播放控制器
_AnimationPlayControl = 0;
//动画进入到第一帧
for (int i = 0; i < _Vertices.Length; i++)
{
_Vertices[i].transform.position = _VerticesAnimationArray[0][i];
}
_IsPlay = true;
//将刷新动画函数注册到Unity编辑器帧执行模块
EditorApplication.update += PlayingAnimation;
}
动画刷新函数采用将每个关键帧切分为动画片段的方式，将片段循环累加给cube的网格顶点/// <summary>
/// 动画预览中
/// </summary>
void PlayingAnimation()
{
if (_IsPlay)
{
//动画播放至最后一帧，动画播放完毕
if (_AnimationIndex + 1 >= _VerticesAnimationArray.Count)
{
//动画播放完毕
_IsPlay = false;
//清除刷新动画函数的注册
EditorApplication.update -= PlayingAnimation;
//动画回归到第一帧
for (int i = 0; i < _Vertices.Length; i++)
{
_Vertices[i].transform.position = _VerticesAnimationArray[0][i];
}
return;
}
//当前动画播放序列不等于上一帧序列，则进入下一帧
if (_AnimationIndex != _AnimationLastIndex)
{
_AnimationLastIndex = _AnimationIndex;
//分割动画片段
for (int i = 0; i < _AnimationFragment.Length; i++)
{
_AnimationFragment[i] = (_VerticesAnimationArray[_AnimationIndex + 1][i] - _VerticesAnimationArray[_AnimationIndex][i])/ _AnimationPlaySpeed;
}
}
//动画进行中
for (int i = 0; i < _Vertices.Length; i++)
{
_Vertices[i].transform.position += _AnimationFragment[i];
}
//动画控制器计数
_AnimationPlayControl += 1;
//动画控制器记录的一个动画帧播放完毕
if (_AnimationPlayControl >= _AnimationPlaySpeed)
{
_AnimationPlayControl = 0;
_AnimationIndex += 1;
}
RefishMesh();
}
}
 

第九步：

这里是重点了，记得点击导出动画，如果你直接点击编辑完成或是突然有了什么好想法跑去VS里随意改了下脚本导致Unity编辑器重新编译的话，很遗憾你的动画数据都会丢失，记得导出完毕了之后再点击编辑完成



使用scriptableobject序列化动画数据至asset文件中，这里的坑是真坑，路径必须还得是Asset开头，后缀必须还得是asset，刚开始坑了我不少无辜的时间/// <summary>
/// 导出动画
/// </summary>
public void ExportAnimation()
{
//动画帧数小于等于1不允许导出
if (_VerticesAnimationArray.Count <= 1)
return;
//创建动画数据文件
MeshAnimationAsset meshAnimationAsset = ScriptableObject.CreateInstance<MeshAnimationAsset>();
//记录动画顶点数
meshAnimationAsset._VertexNumber = _RecordAllVerticesList.Count;
//记录动画帧数
meshAnimationAsset._FrameNumber = _VerticesAnimationArray.Count;
//记录动画帧数据
meshAnimationAsset._VerticesAnimationArray = new Vector3[_VerticesAnimationArray.Count * _RecordAllVerticesList.Count];
for (int n = 0; n < _VerticesAnimationArray.Count; n++)
{
for (int i = 0; i < _VerticesAnimationArray
.Length; i++)
{
for (int j = 0; j < _AllVerticesGroupList[i].Count; j++)
{
int number = n * _RecordAllVerticesList.Count + _AllVerticesGroupList[i][j];
EditorUtility.DisplayProgressBar("导出动画", "正在导出顶点数据（" + number + "/" + meshAnimationAsset._VerticesAnimationArray.Length + "）......", 1.0f / meshAnimationAsset._VerticesAnimationArray.Length * number);
meshAnimationAsset._VerticesAnimationArray[number] = transform.worldToLocalMatrix.MultiplyPoint3x4(_VerticesAnimationArray
[i]);
}
}
}
//创建本地文件
string path = "Assets/" + GetComponent<MeshFilter>().sharedMesh.name + "AnimationData.asset";
AssetDatabase.CreateAsset(meshAnimationAsset, path);

EditorUtility.ClearProgressBar();
}
 
如下就是我们导出来的动画数据，可以看到里面包含了10个关键帧，适用于一切有24个网格顶点的模型（网格顶点是可操控顶点的3倍），当然他的原主是cube



 

第十步:

然后，为cube添加变形动画播放器组件（MeshAnimationPlayer）并将我们的CubeAnimationData拖到其MeshAnimationAsset属性上，每一个MeshAnimationPlayer对应一个AnimationData文件，暂不支持代码中动态变更



MeshAnimationAsset：动画播放器的目标asset文件，顶点数量需与当前挂载物体一致
AnimationPlaySpeed：动画播放速度，注意，这里是值越小播放越快
另外两个参数是开启循环播放和启动时即播放，我们勾选启动播放，然后运行程序，下面是动态效果图

其他效果：

一个看起来有点丑又有点僵硬的机甲变形（用最新的骨架调节方式，虽然这样还是显得一团糟）

原形：



编辑状态：



变形动画：



MeshAnimationPlayer的播放有外部可控开关/// <summary>
/// 播放动画
/// </summary>
public void Play()
{
//从第一帧开始播放（顶点动画数组下标0）
_AnimationIndex = 0;
//重置记录动画播放上一序列的变量
_AnimationLastIndex = -1;
//重置动画播放控制器
_AnimationPlayControl = 0;
//动画跳转到第一帧
SelectFrame(_AnimationIndex);
_IsPlaying = true;
}
/// <summary>
/// 停止播放
/// </summary>
public void Stop()
{
_IsPlaying = false;
//动画回归到第一帧
SelectFrame(0);
}
以及要获取当前动画是否播放中，可以直接读取_IsPlaying属性。

DLL版插件链接：http://download.csdn.net/detail/qq992817263/9659011

github源码链接：https://github.com/SaiTingHu/MeshAnimation

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