Unity Animaciones

Introducción

• Más información en:

• https://docs.unity3d.com/Manual/AnimationClips.html
• https://docs.unity3d.com/Manual/StateMachineTransitions.html

• En Unity podemos gestionar animaciones que vengan ya incorporadas a los modelos importados o bien podemos realizar nuestras 'propias animaciones'.

Cada una de las animaciones conforma lo que se denomina Clip en Unity.

• Las animaciones propias son animaciones consistentes en modificar alguno de los parámetros que conformar el transform de cada GameObject.

Es decir podemos modificar:

• Posición
• Escala
• Rotación

Estas modificaciones se producirán a lo largo de un período de tiempo y que conformará la animación.

Por ejemplo:

• Podemos tener un soldado que siempre se esté moviendo de izquierda a derecha sin parar y que se desplace 10 metros.
• O un pájaro que vuele por la pantalla siguiendo una ruta 'predefinida' y que se repita continuamente.

• En cuanto a las animaciones ya incorporadas a los modelos, estas animaciones están asociadas a un nombre (por ejemplo, andar, correr,...)

Unity permite crear una máquina de estados en las que cada animación tiene lugar en función del estado en que se encuentre el GameObject. Este pasará de un estado a otro en función de los valores que puedan tomar variables definidas por nosotros.

Importando modelos con animaciones

• Muchas de las animaciones que vamos a poder utilizar son aquellas en las que el modelo tiene asociado un esqueleto o bones.

Como vemos en la imagen, la figura 3D tiene asociado un RIG.

Básicamente consiste en asociar a un modelo 3D un conjunto de huesos los cuales están asociados a la figura, de tal forma que al mover dichos huesos, movemos las partes de la figura 3D asociada.

Este tipo de animaciones se denominan Humanoid en Unity y están asociados a un Avatar.

Los modelos que vienen con este tipo de animaciones tienen una pose en T.

Suelen ser todos bípedos y con unas características comunes para que:

• Los esqueletos y movimientos asociados puedan ser aplicados a cualquier figura 3D con esta forma (retargeting)
• Permite realizar Inverse Kinematic, es decir, indicar un punto determinado del espacio y hacer que los huesos del esqueleto se muevan correctamente para llegar a ese punto.

• Podemos disponer de modelos 3D que no se adaptan a este tipo y que Unity denomina Generic:

En la imagen tenemos una figura 3D que no responde al tipo de 'Humanoide'.

• Uno de los sitios que actualmente es gratuito y permite 'asociar' animaciones a modelos 3D es https://www.mixamo.com.

Una vez registrados accederemos a su página que actualmente tiene este aspecto:

• Modelos en Mixamo
• 

  Una vez registrados vemos en la parte superior dos opciones. Una para ver los modelos que podemos utilizar. Escogeríamos el modelo que nos guste y pasará a ser el modelo 'activo'.

• 

  En la parte de animaciones disponemos de animaciones 'pre-hechas'. Al seleccionar una animación, se aplica al modelo seleccionado. En la parte de la derecha aparecen diversos parámetros para ajustar la animación.

• Indicar que tanto en animaciones como en modelos, podemos filtrar los resultados buscando por palabras claves.
• Si nos vale alguno de los modelos, veremos a continuación como hacer uso de ellos en Unity.

En el ejemplo siguiente partimos que no nos vale ninguno de los modelos y que utilizamos otro descargado o diseñado por nosotros mismos.

Recordar que esto solo vale para animaciones de tipo 'humanoide' como ya explicamos anteriormente.

• Actualmente se puede descargar la aplicación Fuse de Adobe que permite diseñar nuestros avatares de forma totalmente personalizable.

• Importando modelos animados a Unity
• 

  Vamos a alguna página de descarga de modelos 3D. En el ejemplo es https://www.turbosquid.com. Al elegir el modelo mejor es que tenga un rigged asociado. En caso contrario, Mixamo puede intentar crear uno, pero algunas veces no funciona. Depende del modelo.

• 

  Descargamos el archivo. Preferiblemente que se .fbx, aunque Mixamo admite .obj.

• 

  Una vez tengamos el archivo .fbx podemos subirlo a Mixamo. Recordar que este solo es necesario si no os vale ninguno de los modelos que ya existen en la web.

• 

  Con el modelo ya subido, este pasa a ser el modelo activo. Ahora podemos ir a buscar las animaciones que nos interesen. Podemos limitar los resultados buscando por animaciones que tengan que ver con 'zombies'.

• 

  Seleccionamos una de ellas (Zombie Idle)

• 

  Podemos ajustar alguno de sus parámetros.

• 

  Una vez tengamos la animación como nos gusta, descargamos la figura con la animación. Lo que vamos a hacer es descargar varias animaciones, pero como el modelo es siempre el mismo, solo descargaremos la información del esqueleto en uno de los archivo. Esta primera animación la descargamos con el modelo (with Skin).

• 

  Escogemos ahora otra animación diferente (walking).

• 

  Como el modelo 3D lo vamos a mover nosotros desde Unity, escogemos la opción de In Place. Podemos ajustar el resto de parámetros a nuestras necesidades.

• 

  Como el modelo ya lo tenemos descargado con la animación anterior, esta vez solo descargamos la animación por lo que escogemos la opción Without Skin.

• 

  Escogemos otra animación, esta vez la de Zombie Death.

• 

  Como en el caso anterior solo descargamos la animación por lo que escogemos la opción Without Skin.

• 

  Escogemos otra animación, esta vez la de Zombie Atack.

• 

  Como en el caso anterior solo descargamos la animación por lo que escogemos la opción Without Skin.

• 

  Ahora debemos importar los archivos descargados a Unity. Para ello los podemos arrastrar desde un explorador de archivos a la carpeta Assets o podemos ir por el menú principal Assets => Import new assets.

• 

  Ahora seleccionando los cuatro modelos desmarcamos las opciones indicadas en la sección Model de la ventana Inspector.

• 

  Pulsamos el botón Apply para guardar los cambios.

• 

  Ahora escogemos el modelo con la animación (Zombie Idle) y en la sección Rig escogemos como 'Animation Type' => Humanoid. Como 'Avatar Definition' => Create from this Model. Marcamos la opción optimized Game Object y pulsamos el botón Apply.

• 

  Con el Zombie Idle seleccionado, podemos ir a la sección Animation de la ventana Inspector. En ella podemos ver que dicho modelo tiene asociado un Clip que es la animación descargada. Podemos ver como es dicha animación en la parte baja de la ventana Inspector. Puede suceder que un modelo tenga guardadas varias animaciones y por tanto aparecería una lista de Clips. También es posible desde Unity 'trocear' un Clip en varias partes.

• 

  Ahora seleccionamos otro de los modelos, por ejemplo 'Zombie Atack'. Si recordáis, cuando descargamos el modelo de Mixamo escogimos la opción Without Skin. Es por eso que ahora tenemos que informar a Unity que este modelo va a hacer uso de los datos del modelo 'Zombie Idle'. Recordar pulsar el botón Apply.

• 

  Hacemos lo mismo con el modelo Zombie Death.

• 

  Hacemos lo mismo con el modelo Zombie Walking.

Gestionando las animaciones. Animation Controller

Creando un Animation Controller. Animación inicial

• En este punto ya disponemos de 4 modelos con 4 animaciones (Clips).

Fijarse que solo en una de ellas se previsualiza el modelo.

Si desplegáis el contenido de cada modelo (presionando la flecha hacia la derecha en cada uno) podéis ver como en todos ellos disponemos de un 'Clip' que viene a ser la animación asociada al mismo.

Ahora es necesario gestionar dichas animaciones. Debemos de tener algún mecanismo que nos permite controlar cuando la figura 3D está en una animación o en otra.

Cuando pulsa una tecla quiero que pase de Idle a Walk.

Cuando presiono el botón de disparo quiero un Attack.

• Todo esto se controla con una máquina de estado a a través de un Animation Controller de Unity.

• Creando un Animation Controller
• 

  Primero debemos añadir un Animation Controller a la carpeta 'Assets' del 'Project Window'. Podemos hacerlo presionando el botón derecho del ratón...

• 

  O escogiendo la opción del menú principal Assets => Create => Animation Controller...

• 

  O a través de la opción Create de la ventana Project Window.

• Al pulsar dos veces sobre el AnimationController (darle un nombre adecuado), accedemos a la máquina de estados:

• Gestionando un Animation Controller
• 

  Como vemos aparece una serie de 'cajas' que indican estados. Por defecto tenemos tres estados: entry que indica el estado inicial cuando la figura 3D aparece en la escena, any state que representa cualquier estado y exit cuando queremos indicar que debe salir de la máquina de estados, pero lo que provoca es que vuelva al estado Entry. En la figura, estamos arrastrando la animación del Zombie Idle al AnimationController. Al hacerlo se crea un nuevo estado y aparece una flecha que va desde el estado 'Entry' al estado 'mixamo_com' que es la animación del zombie estando idle.

• 

  Vamos a cambiar el nombre de la animación por algo más significativo.

• 

  Ahora arrastramos el modelo 'Zombie Idle' a nuestra escena (con ello se crea un nuevo GameObject) y después arrastramos el Animation Controller a la propiedad del GameObject que hemos creado.

• 

  Si ahora ejecutamos el juego podemos ver como nuestro zombie se mueve según la animación puesta. Pero observaremos que se mueve y para. Esto es así ya que el Clip asociado al modelo no repite la animación cuando acaba.

• 

  Para que la repita, seleccionamos el modelo y en la sección Animation del Inspector chequeamos la propiedad Loop Time.

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  Si movemos la ventana Animator a otro lugar en la que podamos tener visible al mismo tiempo la ventana 'Scene' o 'Game' y teniendo seleccionado el GameObject Zombie de la escena, al ejecutar podemos ver como en la ventana 'Animator' nos va indicando en que estado nos encontramos.

Reutilizando las animaciones sobre otros modelos

• Imaginemos que estas mismas animaciones las queremos utilizar con otros 'modelos', en este caso, de tipo 'Humanoide'.

• Reutilizando animaciones
• 

  En este ejemplo vamos a descargar otra figura 3D de Mixamo pero sin animaciones asociadas.

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  Descargamos el archivo .fbx en T-Pose y lo importamos a Unity.

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  Cambiamos el nombre del modelo y en la sección Model del Inspector volvemos a hacer lo mismo que con el modelo del Zombie.

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  En la sección 'Rig' indicamos que va a ser un Humanoid. Recordar pulsar Apply.

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  Si cuando vayáis a la sección Animation o Material, la figura no aparece con las texturas, será que aún no arreglaron el bug del programa, por lo que tendréis que extraer las texturas y el material asociado. Os pedirá una carpeta. Dejar la que abre por defecto. Seguramente os saldrá una ventana indicando que una textura debe ser usada como 'Normal Map'. Presionar el botón Fix Now.

• 

  Ahora se puede comprobar que la figura aparece con las texturas correctas. Para ordenar un poco todo, podemos crear una carpeta para guardar las texturas y otra para guardar el material, quedando solo el modelo.

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  Arrastramos el modelo a la escena, creando un nuevo GameObject. Como se puede ver la ZombieGirl es muy grande. Vamos a modificar el factor de escala. Recuerda que ya vimos en esta Wiki como ajustar la escala de los modelos importados.

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  Cambiamos la escala a 0.8

• 

  Ahora creamos un nuevo AnimatorController. Fijarse que esto no sería necesario si los estados y las condiciones para pasar de un estado a otro fueran los mismos en todos los zombies. En ese caso podríamos asociar el AnimatorController del Zombie a esta ZombieGirl.

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  Ahora tenemos que buscar la animación 'por defecto' que vamos a asignar a la ZombieGirl. Esta animación la tenemos dentro del modelo Zombie. Para hacerlo diferente al anterior, escojo la animación del Zombie Attack. Arrastro la animación (el Clip) y le cambio el nombre en el Animator Controller.

• 

  Por último tenemos que asociar el AnimatorController al GameObject creado en la escena. Seleccionamos el GameObject Zombie Girl de la Hierarchy Window y arrastramos el AnimatorController a la propiedad Controller del Component Animator.

• 

  Podemos comprobar si ejecutamos el juego, como la ZombieGirl está atacando por defecto.

Analizando la máquina de estados

• Más información:

• https://docs.unity3d.com/Manual/AnimationParameters.html
• https://docs.unity3d.com/Manual/class-Transition.html

• Como ya comentamos anteriormente el Animator Controller permite tener una máquina de estados. En cada estado vamos a poder 'asociar' una animación y vamos a poder pasar de un estado a otro en base a diferentes tipos de condiciones.

Esas condiciones las vamos a poder modificar por medio de scripts.

• Imaginemos un caso típico en el que en base a la vida que le queda al zombie, este se muere.

Para ello vamos a necesitar un parámetro vida o bien una variable de tipo boolean que indique cuando el zombie ha muerto.

Vamos a optar por la variable de tipo boolean.

Podríamos optar por el parámetro de vida si por ejemplo, al tener diferentes valores, quisiéramos diferentes animaciones. Imaginar que en caso de que le quede 5 de vida, pasaríamos a que el zombie se arrastrara. Y en caso de llegar a 0 moriría.

• Estando en el Animator Controller del Zombie podemos ver los tipos de parámetros que podemos crear:

• Float: Una variable de tipo Flotante.
• Int: Una variable de tipo Entero.
• Bool: Una variable de tipo Booleana.
• Trigger: Viene a ser una variable de tipo Booleana (admite valores true/false) con la diferencia que una vez la transición se ha producido su valor vuelve a valer false automáticamente.

Un ejemplo de uso de este tipo de variables puede ser cuando estamos disparando un arma y se acaba la munición. En ese momento debemos de pasar a la animación de cargar el arma (sería poniendo a true una variable de este tipo) e inmediatamente después continuaríamos con la animación de disparar. Al pasar a la animación de disparar, la variable Trigger ya valdría false otra vez.

• Veamos un ejemplo práctico.

• Creando un parámetro en la máquina de estados
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  Dentro del animator controller del zombie, creamos un nuevo parámetro de tipo Trigger. Le damos de nombre muerto. Podemos ver a la derecha del parámetro un check que podemos presionar para cambiar su valor por defecto.

• 

  Arrastramos la animación del Zombie Death a la máquina de estados y le cambiamos el nombre.

• 

  Ahora debemos de plantearnos ¿ cuando el zombie pasa al estado de muerto ?. La respuesta es obvia, cuando pierde toda su vida. Pero ¿Desde qué estado puede pasar a muerto ?. La respuesta también es obvia. DESDE CUALQUIER ESTADO. Es decir, desde cualquier estado el Zombie puede morir. Por tanto necesitamos crear una transición desde AnyState a Zombie Death. Para ello pulsamos el botón derecho del ratón sobre el estado 'Any State' y escogemos la opción Make Transition.

• 

  Y pulsamos sobre el estado 'Zombie Death', apareciendo una línea con una flecha indicando que vamos a poder pasar del estado 'AnyState' al estado 'Zombie Death'.

• 

  Si pulsamos sobre la transición creada vemos ver en la parte derecha como se produce el cambio desde un estado al otro, pudiendo hacer una previsualización y cambiando varios parámetros de la transición.

• 

  Si pulsamos sobre el símbolo + de la sección Conditions aparecerá el único parámetro creado hasta ahora, indicando el valor que debe de tomar para pasar de una transición a otra. Como es de tipo trigger, cuando se active (pasa a true) cambiará de estado a Zombie Death. Este tipo de variable no se le indica que valor tiene que tomar para pasar de estado.

• 

  Si ejecutamos el juego, seleccionamos el GameObject Zombie y distribuimos las ventanas para poder ver el Animator Controller, podemos observar como no para de ejecutar la animación del estado 'Zombie Parado'.

• 

  Si pulsamos sobre la variable 'Muerto' podemos ver como se cambia de estado y la animación se reproduce.

La pregunta que te estás haciendo es, ¿ por qué hago uso de una variable de tipo Trigger y no de una de tipo Boolean ?

Haz la prueba y comprueba lo que pasa.

El problema estriba en que AnyState es cualquier estado aún sin acabar de ejecutarse la animación.

Si haces uso de una variable booleana, el valor de dicha variable seguirá valiendo 'true' hasta que cambies nuevamente a 'false', por lo tanto, si hacemos la prueba gráficamente veremos que se ejecuta continuamente la animación de Zombie Death sin que acabe nunca.

Esto se puede solucionar a nivel de programación, cambiando el valor de dicha variable a false inmediatamente después de ponerla a true (veremos como hacerlo). Pero esto es lo que hace la variable de tipo Trigger. Se pone a false inmediatamente después de true.

• Vamos a realizar ahora otro caso práctico que va a consistir en añadir un parámetro velocidad, para que en función del valor del parámetro cambie de estado de Zombie_Parado a Zombie_Walk y viceversa.

• Creando un parámetro en la máquina de estados
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  Como hicimos antes, agregamos un nuevo parámetro de tipo float. Añadimos una nueva animación del zombie (la del Zombie_Walk) y le cambiamos el nombre. Pulsamos sobre el estado 'Zombie_Parado' y con el botón derecho del ratón creamos una nueva transición, marcando el estado 'Zombie_Walk'.

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  Marcando la transición, creamos una nueva condición añadiendo el parámetro 'velocidad' creado previamente e indicando que la transición tenga lugar cuando la velocidad tenga un valor mayor que 0.1f (por qué 0.1 y no 0. Pues porque al trabajar con números de tipo float, no tenemos un valor exacto debido a la precisión y redondeo de este tipo de números).

• 

  Ahora realizamos el proceso inverso, es decir, pasamos del estado andando al estado parado cuando la velocidad es menor o igual que 0.1.

• 

  Si ahora ejecutamos el juego podemos ver que si cambiamos el valor de la velocidad por un valor mayor a 0.1, la animación cambia. Si volvemos a poner un valor menor a 0.1, volverá al estado parado.

Modificando los parámetros por medio de scripts

Opciones avanzadas

• Blend Tree

• SubStates Machines

Creando animaciones propias

-- Ángel D. Fernández González -- (2018).