Unity中的动画状态机（详解）

动画状态机的定义

Unity中的动画状态机（Animator Controller）是用于定义和管理角色或对象动画状态之间转换的工具。它允许动画师和开发者设计复杂的动画逻辑；

例如角色的行走、跑步、跳跃、攻击等动作，以及其他动作之间的平滑过渡，都需要动画状态机来控制。

动画状态机

Animator Controller 动画控制器

创建一个动画控制器：

找到Assest ------> 右键点击Create -------> Animation -------> Animator Controller

创建好的动画控制器会显示这个三个元素，这三个元素是动画状态机的基本组成部分

Any State：这个是一个特殊的状态，它允许从任何其他状态过渡，在Animator Controller的状态机中，你可以从这个状态创建过度到其他的任何状态，无论它们是否在同一个层级或者不同的层级
Entry：这个是状态机的入口点，当Animator Controller开始运行的时候，它会从这个状态开始。通常，会将这个状态设置为动画播放的起始点，或者作为其他状态的过渡态
Exit：这个是状态机的出口点，当Animator Controller结束运行的时候，它会达到这个状态，在大多数情况下，Exit状态用于处理动画播放完成后的清理工作，或者作为其他状态的过渡终点

这里实现了一个从 idle（待机）到run（跑）之间的转换

这些选项是对动画状态进行操作的菜单命令，当你在Animator窗口中右键点击一个动画状态的时候，会出现这个菜单
Make Transition：创建一个从当前状态到另一个状态的过渡，这会允许你定义动画如何在不同状态之间进行切换
Set as Layer Default State：将当前状态设置为所在层的默认状态，这意味着Animator Controller的该层被激活时，将从这个状态开始播放动画
Copy：复制当前的状态，这会创建一个与当前状态完全相同的新状态
Create new BlendTree in State：在当前状态中创建一个新的Blend Tree，Blend Tree是一种特殊类型的动画状态，它允许你混合多个动画剪辑，通常用于创建平滑的动画过渡
Delete：删除当前状态，这会从Animator Controller 中移除这个状态，以及所有指向或来自这个状态的过渡

Create State：创建一个新状态：

Empty：创建一个空状态，这个状态没有任何关联的动画剪辑，可以作为过渡的中间点或用于创建自定义的动画逻辑
From Selected：从当前选中的动画剪辑创建一个新状态，这个状态会直接关联到你选中的动画剪辑
From New Blend Tree：从一个新的Blend Tree创建一个新状态。Blend Tree允许你混合多个动画剪辑，通常用于创建平滑的动画过渡

Create Sub-State Machine：创建一个子状态机，子状态机是嵌套在另一个状态机内部的状态机，用于组织重用复杂的动画逻辑

Paste：粘贴之前复制或剪切的状态或子状态机

Copy current StateMachine：复制当前的状态机，这允许你创建一个现有的状态机的副本，可以对其进行修改而不影响原始状态

参数设置界面

Parameters

这是Animator Controller中的一个层，参数是用于控制动画逻辑的变量，可以是不同的类型，里面有浮点数 Float、整数 Int、布尔值 Bool、还有一个触发器Trigger（这是一种特殊的布尔值，它在被设置为真的时候触发一次，然后自动重置为假。通常被设置为一次性事件）

Base Layer

所有的动画状态和过渡都包含在这里，可以将这个名字进行重命名

Animation 动画

创建一个动画：

找到Assest ------> 右键点击Create -------> Animation -------> Animation

在这个Animation里面，我们可以将创建好的Animation拖拽到我们需要绑定的物体上，就会直接生成一个动画控制器，并且这个动画控制器和我们的物体也是绑定的；也可以将我们新创建好的动画拖拽到动画控制器的面板上，与之进行绑定

我们可以在Animation窗口中实现：

创建动画剪辑：将动画的每帧拖拽到面板上，在时间轴上设置关键帧，定义动画的开始和结束状态
预览动画：使用播放控制按钮预览动画效果，调整关键帧和属性值，直到动画达到预期的效果
Samples：指的是每秒从采样点数，这个设置决定了动画在一秒钟内被分成了多少个的采样点，从而影响动画；可以理解为每秒有多少帧的动画，类似于那种连环画

Inspector面板

Controller：这里显示的是Animator组件所使用的Animator Controller，可以选择进行绑定

Avatar：Avatar指的是动画数据的容器，它包含了骨骼结构和动画剪辑

Apply Root Motion：这个选项决定了是否将动画的根运动（角色的移动）来应用到游戏对象上面

Update Mode：决定了Animator组件更新动画的状态

Normal：动画状态的更新与游戏的帧率同步，这意味着动画的更新频率会随着游戏帧率的变化而变化
Animate Physics：动画状态的更新与物理更新同步，通常用于需要与物理模拟紧密同步的动画
Unscaled Time：动画状态的更新与时间无关，即使游戏暂停或时间缩放的改变，动画也会继续正常速度进行播放，这种比较适用于UI动画

Culling Mode：决定了在游戏对象不可见的时候，动画是否继续播放

Alawys Animate：即使在屏幕外也会继续持续播放
Cull Update Transform：停止更新视野外的游戏的动画，但是会仍然更新其Transform，这意味这游戏对象位置和方向会保持更新，但动画本身不会播放，直到游戏对象重新进入摄像机视野
Cull Completely：当游戏对象不在摄像机视野内，动画和Transform更新都会被停止，这样可以节省性能，当游戏对象每次重新进入视野的时候，可能会出现位置或动画的跳跃

Animator Override Controller

Unity中的一个功能，它允许你在不修改原始Animator Controller的情况下，重写或添加新的动画状态和过渡。这在需要为不同的游戏对象或场景微调动画行为时非常有用，而不需要创建多个Animator Controller的变体

用法

覆盖现有状态：修改原始Animator Controller中的动画状态，例如更改动画剪辑或调整过渡条件。
添加新状态：在不改变原始Animator Controller的情况下，添加全新的动画状态。
调整参数：修改或添加新的参数，这些参数可以用于控制动画过渡和状态。
优化性能：通过只加载必要的动画资源，减少内存占用和提高加载速度。

使用情况

多角色动画：当你有多个角色使用相同的动画逻辑，但需要不同的动画资源时。
场景特定动画：为特定场景或环境调整动画，而不影响其他场景。
动态动画调整：根据游戏运行时的条件动态调整动画。

通过代码控制改变Animator Controller的行为

获取Animator组件

Animator animator = GetComponent<Animator>();

设置参数

animator.SetBool("IsRunning", true); // 设置布尔参数
animator.SetFloat("Speed", 5.0f);    // 设置浮点数参数
animator.SetInteger("Health", 100);  // 设置整数参数

触发过渡

animator.SetTrigger("Jump"); // 触发一个触发器

播放特定的动画状态

animator.Play("Run"); // 播放名为"Run"的动画状态

停止动画

animator.Stop(); // 停止当前播放的动画

检查当前状态

AnimatorStateInfo stateInfo = animator.GetCurrentAnimatorStateInfo(0);
if (stateInfo.IsName("Idle"))
{
    // 当前状态是Idle
}

我们也可以在代码里动态创建和配置Animator Controller，但通常都是在Unity编译器里面进行创建