摘要：【長文預警，建議先收藏】有了模型和多個動畫以後，在Unity中如何控制它們的播放和切換呢？本文帶你一站式解析Unity的Animator模塊。
洪流學堂，讓你快人幾步。你好，我是跟着大智學Unity的萌新，我叫小新，這幾週一起來複（yu）習（xi）動畫系統。
大智：“小新，還記得Unity的動畫來源有哪些麼？”
小新：“有Unity中製作和外部導入兩種，哦對！還可以用代碼寫動畫，不過我不會，嘿嘿”
大智：“沒錯，前兩天我們學習的其實主要是Animation Clip的內容，也就是一個物體對應的一段動畫，是整個動畫系統的基本元素。今天我們要着重學習一下Animator。如果把Animation Clip比作是一段視頻的話，那麼Animator就是一個視頻播放器，用來控制多段視頻的播放、切換等等。”
Animator組件
想要在一個物體上播放動畫，需要在這個物體上添加Animator組件。
Animator中有一個很重要的屬性是Controller，這個屬性引用了一種叫Animator Controller的資源，這種資源以文件的形式存儲在工程中，文件內存儲了動畫的各種狀態以及狀態之間的切換規則。本文後半部分會細講。
Avatar 設置使用的骨骼節點映射。
Apply Root Motion 應用根節點運動。如果不啓用，動畫播放時根節點會保持在原地，需要通過腳本控制物體的移動。如果啓用，如果動畫中有運動，動畫中的運動會換算到根節點中，根節點會發生運動。（通常用於人物/動物的運動動畫）
Update Mode 設置Animator更新的時機以及timescale的設置。
- Normal Animator按正常的方式更新（隨着Update調用更新，timescale減小時，動畫播放也會減慢，timescale的具體含義和用法後續會詳解）
- Animate Physics Animator會按照物理系統的頻率更新（根據FixedUpdate調用更新，後續會詳解），適用於物理交互，例如角色加上了物理屬性可以推動周圍的其他物體。
- Unscaled Time 根據Update調用更新，無視timescale。一般用於UI界面，當你使用timescale暫停遊戲時，界面保持正常動畫。
Culling Mode 裁剪模式
- Always Animate 動畫一直運行，即使物體在屏幕外被裁剪掉並沒有渲染
- Cull Update Transforms 當物體不可見時，禁用Retarget、IK、Transforms的更新（後續動畫進階模塊會細講）
- Cull Completely 當物體不可見時，完全禁用動畫
Animator Controller
Animator Controller是Animator組件必須的資源，這種資源以文件的形式存儲在工程中，文件內存儲了動畫的各種狀態以及狀態之間的切換規則。
通常一個物體上有不止一段動畫，使用Animator Controller可以很容易地管理各段動畫以及動畫之間的切換。比如角色身上有走、跑、跳、蹲的動畫，使用Animator Controller可以很容易管理它們。不過，即使只有一段動畫，仍然需要給動畫物體添加Animator組件才能播放動畫。
大智之前講過可以使用PlayableAPI繞過Animator Controller來播放動畫，感興趣的話可以去看一下
Animator Controller中使用了一種叫State Machine（狀態機）的技術來管理狀態以及狀態之間的切換。
StateMachine 狀態機
狀態機由State（狀態）和Transition（轉換）組成。State代表一個狀態，在Animator Controller中一個State可以包含一段動畫、一個子狀態機或一個混合樹（後面會細講）。Transition用來設置狀態之間的切換條件，一般會有一個或多個條件，用於從一個狀態切換到另一個狀態。
在Animator窗口中，可以可視化看到State以及Transition。
創建Animator Controller
創建Animator Controller資源有如下幾種方式：
- 在Unity中創建Animation Clip時，如果選中的GameObject上沒有Animator組件，會自動添加Animator組件並在工程中創建一個Animator Controller文件（和Animation Clip文件同目錄）。
- 將任意Animation Clip拖到一個物體上時，如果拖到的物體上沒有Animator組件，會自動添加Animator組件並在工程中創建一個Animator Controller文件（和Animation Clip文件同目錄）。
- 可以在Project窗口中手動創建Animator Controller文件，如下圖所示：
編輯Animator Controller
雙擊Animator Controller文件，可以打開Animator窗口，編輯該文件。
今天我們先簡單學習一下如何將導入的動畫播放出來，後續的動畫進階模塊會更詳細講解Animator Controller中的高級功能。
在Project窗口中直接創建Animator Controller時，其中是不包含任何動畫的。如下圖所示：
圖中包含三個節點：
Entry 入口。動畫狀態機會從這個節點開始，根據Transition進入一個默認State。
Any State 任意狀態。用於從任意狀態轉換到特定狀態。比如射擊類遊戲中，如果被子彈打中後，不管當前處於什麼狀態，都會倒地死亡。
Exit 退出狀態機。一般用於嵌套的狀態機的退出（後面動畫進階模塊會講）。
添加狀態
可以在空白處右鍵添加Empty State，也可以將Animation Clip文件拖到Animator窗口中添加一個State。
如果當前在Project窗口選中了一個Animation Clip，也可以通過上圖的From Selected Clip創建一個State，不過還是直接將Clip拖到Animator中創建State更簡單，如下圖所示。
第一個創建的State默認是橘黃色的，代表是默認狀態。有一條黃色的箭頭從Entry指向橘黃色的State。Animator組件會在一開始播放New State，如果New State中有動畫，也會播放對應的動畫。
這時候如果你Play這個場景的話，設個物體就會播放默認State的動畫。
State設置
每個State可以包含一段Animation Clip，處於該State時Animator組件所在的物體會播放該動畫。選中一個State時，在Inspector中可以看到如下內容：
Motion 可以設置一個Animation Clip，如果是從Animation Clip創建的動畫，這裏應該已經有動畫了，你也可以從工程中選擇動畫。
Speed 動畫的播放速度
Multiplier 乘數，可以使用一個參數來控制動畫的播放速度，動畫最終的播放速度會是Speed * Multiplier。後面會講解Animator的參數以及如何在代碼中控制參數。
Normalized Time 單位化時間，範圍是0-1，需要使用參數控制。
Mirror 鏡像動畫。也可以使用一個參數控制。
Cycle Offset 循環偏移量。可以用來同步循環的動畫。偏移量使用的是單位化時間，範圍是0-1。也可以使用參數來控制。
Foot IK 只用於人形動畫。角色的腳是否使用反向動力學。
Write Defaults 是否初始化該State沒有用到的參數爲默認值。
Transitions 該狀態參與的狀態轉換。下面會細講。
Parameters 參數
上面我們提到了參數的概念，那麼參數是什麼呢？
Animator Controller中的參數可以作爲控制transition切換的條件，也可以控制上面可以參數化的屬性比如State中的幾個屬性。
Animator Controller的參數可以通過代碼進行控制，進而控制整個Animator狀態機的運轉。
參數共有4種類型：
- Int 整數類型
- Float 浮點數（小數）類型
- Bool true或false（真或者假，用於邏輯判斷），界面上顯示爲複選框
- Trigger 觸發器，與Bool有點類似，但是transition在使用這個參數後會被自動設置爲false狀態。界面上顯示爲一個圓形按鈕。
Transition
Transition代表狀態之間的切換條件，一般會有一個或多個條件，用於從一個狀態切換到另一個狀態。
添加Transition
在一個State上右鍵，在彈出菜單中選擇Make Transition，可以創建一個到其他State的Transition。
點擊代表Transition的箭頭，可以在Inspector上看到這條Transition的具體情況。選中Transition的源State（從哪個State出發），也可以在State的Inspector中看到這條Transition的具體信息。
Transitions 顯示當前選中的Transition。後面有兩個複選框包括Solo和Mute。
- Solo 如果兩個State之間有多條Transition，勾選這個選項後，只有選中Solo的Transition生效。其他Transition會被禁用。
- Mute 勾選這個選項後，該條Transition會被禁用。如果同時選中了Solo和Mute，Mute會優先生效。
Name Field 名稱框。如上圖所示，可以給Transition命名，用於區分兩個State之間的多個Transition時非常有用。
Has Exit Time 是否有退出時間條件。退出時間是一種特殊的transition條件，它沒有依賴參數（下面會講），而是根據設置的退出時間點作爲條件進行狀態轉換。
Settings transition的一些參數設置。
-
Exit Time 如果勾選了Has Exit Time，該參數是可以設置的，設置動畫退出的單位化時間。例如設置爲0.75，代表動畫播放到75%時爲true，如果沒有其他條件，會直接切換到下一個State。
如果exit time小於1，那麼state每次循環到對應位置的時候（不管動畫是否設置爲循環，state總是循環的），該條件都會爲true。比如第一次播放到75%，第二次播放到75%……時退出條件都會爲true。
如果exit time大於1，該條件只會檢測一次。比如exit time爲3.5，state的動畫會在循環3次後，在播放到第4次的50%時爲true。
-
Fixed Duration 勾選時，下方Transition Duration參數的單位是秒，不勾選時，參數會作爲一個百分比。
-
Transition Duration transition的過渡時間。兩個狀態在轉換時，一般不會瞬間從一個狀態轉換到另一個狀態，而是會經過平滑混合，這個屬性就是設置了平滑混合的時間。可以從下圖的兩個藍色箭頭看出轉換的時間。
- Transition Offset 目標狀態開始播放的時間偏移。比如設置爲0.5，則轉換到下一個State時，會從50%的位置開始播放。
- Interruption Source和Ordered Interruption 這兩個參數可以用來控制transition的打斷。下面會進行詳解。
Transition圖
上面的參數不僅可以手動修改數值，也可以通過Transition圖預覽、修改。
Conditions 條件
一個Transition可以有一個條件，也可以有多個條件，甚至沒有條件。
如果Conditions中沒有條件，但是勾選了Has exit time，那麼exit time會被作爲state退出的條件，到達exit time時，會切換到下一個state。
如果有一個或多個條件，需要同時滿足這些條件才能切換下一個state。
一個條件可以是：
- 相等/不相等判斷，一個參數等於/不等於一個常量時爲true（int，float，bool類型參數）
- 比較判斷，一個參數與一個常量的比較結果（int，float類型參數）
- 觸發器，觸發器激活時爲true
如果Has Exit Time勾選了，並且transition還有一個或多個條件，那麼transition需要同時滿足到達exit time同時條件全爲true，纔會切換到下一個state。
一個transition至少要有一個條件（Has Exit Time可以作爲一個條件），否則transition會被忽略。
【選讀】Transition Interruption
之前我們提到了Interruption Source和Ordered Interruption 這兩個參數可以用來控制transition的打斷。那麼究竟什麼是transition打斷呢？
一般情況下，動畫系統的transition是不能打斷的：一旦transition開始從一個state切換到另一個state，沒有打斷的方法。就像乘坐跨大西洋航班的乘客一樣，你舒適地坐在座位上，直到到達目的地，無法改變主意。對於大多數用戶來說，這很好。
但是如果你需要對transition進行更多控制，可以通過多種方式配置動畫系統來滿足需求。如果你對目前的目的地不滿意，你可以跳進飛行員的座位，在飛行途中改變計劃。這能帶來更靈活的動畫控制，但也很有可能迷失在複雜的打斷中。
我們通過幾個例子來深入探索一下打斷。從一個相當簡單的狀態機開始，這個狀態機具有四個狀態，標記爲A到D，並且使用trigger作爲每個transition的條件。
默認情況下，當A到B的切換觸發後，狀態機開始切換到B，在切換到B之前無法被改變。但是，如果將A->B的transition的interruption source屬性從None切換到Current State，A到B的切換就可以被A上的一些觸發器中斷。
爲什麼只有一些呢？因爲Ordered Interruption屬性默認也會被勾選。這意味着只有優先級大於當前的transition才能打斷。選中State A，在Inspector中查看，我們看到A -> C的優先級高於 A -> B，那也意味着只有A -> C能打斷A -> B的轉換。
如果我們激活A->B的trigger，然後立馬激活A->D的trigger，A到B的transition不會被打斷。但是，如果我們激活A->B的trigger，然後立馬激活A->C的trigger，A到B的transition會被打斷，轉而切換到C。
在動畫系統內部，會記錄下被打斷時的動畫的狀態，然後從打斷的狀態混合到新的目標動畫。
如果不勾選Ordered Interruption屬性，會發生什麼情況呢？A->C 和 A->D 都能打斷 A -> B 的transition了。但是，如果在同一幀激活了A->C和A->D的trigger，A->C仍然會優先激活因爲A->C的優先級更高。
如果將A -> B的interruption source屬性改爲Next State，也就是下一個狀態。A->C 和 A->D就不能打斷A -> B了。如果我們激活A->B的trigger，然後立馬激活B->D的trigger，A到B的transition會被打斷，轉而切換到D。
B上的Transition的順序也有影響。但是這時候Ordered Interruption屬性就無法勾選了（因爲A -> B是在State A上不在State B上，不參與B的排序）。B上transition的順序會決定同時觸發時，會使用哪一個transition。例如下圖的排序，如果B->D 和B->C在同一幀被觸發，B->D的transition會被執行。
如果想完整控制，我們可以設置interruption source屬性爲Current State Then Next State或Next State Then Current State。設置爲這兩個值時，State A和State B上的transition都會被考慮在內。例如設置如下，選中了Current State Then Next State：
如果A到B切換時，同時激活的A->C, A->D, B->C和B->D，會發生什麼情況？
如果選中了Ordered Interruption，那麼首先可以忽略A->D（因爲比A->B）的優先級低。然後先考慮Current State A，那麼A->C會勝出，甚至不用考慮Next State B了。
如果同樣的配置，只激活了B->C 和 B->D，那麼B->D會勝出，因爲B->D的優先級比B->C更高。
小結
上面我們只使用了A->B一種情況作爲例子進行了講解，其他的中斷都是類似的，只需要根據他們自身的規則即可。
有一點很重要需要記住的是：不管打斷髮生了幾次，只要transition沒有完成，source state會一直不會變。比如A->B被B->C打斷，又被C->D打斷，transition未完成前source state會一直是A。Animator.GetCurrentAnimatorStateInfo()也會返回State A。
簡而言之，transition中斷功能很強大，並提供了很大的靈活性，但會變得非常混亂。因此，合理地使用transition中斷，而且一定要在編輯器中多進行測試。
總結
今天講了Animator組件，希望你能記住一下幾點：
- 如果把Animation Clip比作是一段視頻的話，那麼Animator就是一個視頻播放器，用來控制多段視頻的播放、切換等等。
- Animator Controller就是一個劇本，用來指導視頻播放器如何播放多段視頻。
今日思考題
大智：“導入Standard Assets中的Character包，看看裏面的Animator Controller是如何設置的。”
小新：“好嘞~”
大智：“收穫別忘了分享出來！別忘了點擊右下角請好友看免費分享給你的朋友，也許能夠幫到他。”
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呼~ 今天小新絮絮叨叨的真是夠夠的了。沒講清楚的地方歡迎評論，咱們一起探索。
我是大智（微信：zhz11235），你的技術探路者，下次見！
別走！點贊，收藏哦！
好，你可以走了。