[游戏开发]2022-06-30 Unity核心8——模型导入

一、模型导入概述

? Unity 支持很多模型格式。比如 .fbx /.dae /.3ds /.dxf /.obj 等等。

? 99%的模型都不是在 Unity 中制作的，都是美术人员在建模软件中制作，如 3DMax、Maya 等等。

? 当他们制作完模型后，虽然 Unity 支持很多模型格式但是官方建议是将模型在建模软件中导出为 FBX 格式后再使用

? 使用 FBX 模型格式的优势：

1. 减少不必要数据，提升导入效率
2. 不需要再每台计算机上安装建模软件的授权副本
3. 对 Unity 版本无要求，使用原始 3D 模型格式可能会因为版本不同导致错误或意外

? 在 Project 窗口选中导入的模型，在 Inspector 窗口进行相关设置，4 个页签分别是

1. Model 模型页签

2. Rig 操纵（骨骼）页签

3. Animation 动画页签

4. Materials 材质纹理页签

? 通过这 4 个页签对模型动作相关信息设置完成后，我们才能在场景中更好的使用这些模型资源

二、Model 模型页签

? 该页签主要是用于设置。

? 比如：

• 模型比例设置
• 是否导入模型中的摄像机和光源
• 网格压缩方式 等等相关信息
• 修改模型中存储的各种元素和属性

? 最终会影响在 Unity 中使用模型时的一些表现

（一）Scene 场景设置

1. Scale Factor：模型的全局比例

   Unity 的物理系统希望游戏世界中的 1 米在导入模型文件中为 1 个单位

2. Convert Units：将模型文件中定义的模型比例转换为 Unity 的比例

   不同格式的比例如下：

   .fbx / .max / .jas = 0.01

   .3ds = 0.1

   .mb / .ma / .lxo / .dxf / .blend / .dae = 1

3. Import BlendShapes：是否允许 Unity 随网格一起导入混合形状

   当导入包含混合形状的网格时，将使用 Skinned MeshRenderer 组件

   注意：

   • 导入混合形状法线需要在 FBX 文件中具有平滑组

   • 如果想要导入具有法线的混合形状：

     1）把下方的 Blend Shape Normals 属性设置为 Import， 将使用 FBX 文件的法线

     2）把下方的 Blend Shape Normals 属性设置为 Calculate，Unity 将使用相同的逻辑来计算网格和混合形状上的法线

4. Import Visibility：是否导入可见性，开启后可以从 FBX 文件中读取可见性属性

   比如模型动作里，有一些动作是要隐藏模型形象的，开启后才会生效

   一些 3D 建模软件对可见性属性不支持或者有限制，比如 Maya 和 Blender

   一般可以不勾选

5. Import Camera：是否导入摄像机

   是否把 FBX 文件中的摄像机也导入，但是 Unity 只支持 FBX 中摄像机的部分属性。

   比如：正交 / 透视、动画、物理属性、远近裁剪面等

6. Import Lights：是否导入光源

   支持的光源类型：全局光、聚光灯、方向光、面光源

   支持的光源属性：范围、颜色、强度、角度

   一般不使用

7. Preserve Hierarchy：始终创建一个显示预制体根

   通常在导入的时候，FBX 会将模型中的空根节点进行优化去掉

   但是如果多个 FBX 文件中包含同一层级的空根对象，可以勾选它来保留它们

   主要作用：例如有两个文件 1、2，其中文件 1 包含骨骼和网格，文件 2 只包含骨骼动画。如果不启用该属性而导入文件 2，Unity 将剥离根节点，会让层级不匹配，使得动画不能正常播放

8. Sort Hierarchy By Name：在层级窗口中根据名字排序子物体

   如果不启用，会保留 FBX 文件中定义的层级顺序

（二）Meshes 网格设置

1. Mesh Compression：网格压缩，设置压缩比及减小网格的文件大小

   提高压缩比会降低网格的精度，调整该参数可以优化游戏包的大小

   • Off：不使用压缩
   • Low：低压缩比
   • Medium：中等压缩比
   • High：高压缩比

2. Read / Write Enabled：是否开启读写网格信息

   如果开启，Unity 将网格数据传给 GPU后，在 CPU 中还会保留可寻址内存，意味着我们可以通过代码访问网格数据进行处理。

   如果不开启，Unity 将网格数据传给 GPU 后，会将 CPU 中的可寻址内存中网格数据删除，我们无法再得到网格数据

   开启时，会增加内存占用；关闭时，可以节约运行时的内存使用量

   以下情况可以考虑开启：

   • 需要在代码中读取或写入网格数据
   • 需要运行时合并网格
   • 需要使用网格碰撞器
   • 需要运行时使用 NavMesh 构建组件来烘焙 NavMesh

3. Optimize Mesh：确定三角形在网格中列出的顺序以提高 GPU 性能

   • Nothing：无优化
   • Everything：对顶点及多边形顶点索引进行重新排序
   • Polygon Order：仅对多边形重新排序
   • Vertex Order：仅对顶点重新排序

4. Generate Colliders：生成碰撞器

   启用后会自动附加网格碰撞器的情况下导入你的网格

   建议不移动的环境几何体可以开启它，但是需要移动的几何体建议不要开启

（三）Geometry 设置

1. Keep Quads：保留四边形

   启用后，Unity 不会将 4 个顶点的多边形转为三角形

   当使用曲面细分着色器时可能需要启用此选项，因为四边形的曲面周色漆比多边形的效率更高

   Unity 可以导入任意类型的多边形（三角形到 N 边形）。顶点数量超过四个的多边形将始终转换为三角形，无论此设置如何。

   如果一个网格有四边形和三角形（或者转换为三角形的 N 边形），那么 Unity 会创建两个子网格来分离四边形和三角形。每个子网格要么只包含三角形，要么只包含四边形。

2. Weld Vertices：合并在空间中共享相同位置的顶点，前提是这些顶点总体上共享相同的属性（UV，法线，切线等等）

   开启后相当于会通过减少网格的总数量来优化网格的顶点计数

   一般都开启，除非你想有意保留这些重复顶点，之后想通过代码去获取他们来进行处理

3. Index Format：网格索引缓冲区的大小

   一般都选择 16 bits，Auto 会默认选择 16 bits。

   只有在必要时使用 32 bits，16 bits 既通用又节约内存

4. Legacy Blend Shape Normals：启用后会基于 Smoothing Angle 值来计算法线

5. Normals：定义如何计算法线

   • Import：从文件中导入法线，如果文件中不包含发现信息，将使用 Calculate 模式计算法线
   • Calculate：根据 Normals Mode、Smoothness Source 和 Smoothing Angle 属性来计算法线
   • None：不计算法线

6. Blend Shape Normals：定义如何为混合形状计算法线

   只有当 Legacy Blend Shape Normals 禁用时出现

7. Normals Mode：计算法线的模式，只有当上方的 Normals 设置为 Import 或 Calculate 才会出现

   • Unweighted Legacy：2017.1 版本之前计算法线的方式，如果是在该版本之前导入的所有 FBX 模型，默认设置为该模式
   • Unweighted：法线不加权重
   • Area Weighted：法线按照图面面积加权重
   • Angle Weighted：法线按照每个图面上的顶角加权重
   • Area And Angle Weighted：法线按照每个图面上的图面面积和顶角加权重，这是默认选项

8. Smoothness Source：如何确定平滑，哪些边应该平滑，哪些应该粗糙

   只有当 Legacy Blend Shape Normals 禁用时出现

   • Prefer Smoothing Groups：尽可能使用模型文件中的平滑组
   • From Smoothing Groups：仅使用模型文件中的平滑组
   • From Angle：使用 Smoothing Angle 值来确定哪些边应该是平滑的
   • None：不拆分硬边的任何顶点

9. Smoothing Angle：控制是否为硬边拆分顶点

   通常，值越大，产生的顶点越少

   仅当 Normals 设置为 Calculate 时才可用

   注意：此设置仅用于非常光滑的或者非常复杂的模型，否则，最好在 3D 建模软件中手动平滑然后导入，始终建议建模的时候就做好，更加准确

10. Tangents：定义如何导入或计算顶点切线

    仅当 Normals 设置为 Calculate 或 Import 时，此属性才可用

    • Import：如果 Normals 设置为 Import，则从 FBX 文件中导入顶点切线，如果网格没有切线，那么将无法使用法线贴图着色器
    • Calculate Legacy：使用旧版算法计算切线
    • Calculate Legacy With Split Tangents：使用旧版算法计算切线，并在 UV 图表上进行拆分。如果网格上的接缝碰坏了法线贴图光照，请使用此属性
    • Calculate Mikktspace：使用米克特空间计算切线
    • None：不导入顶点切线，网格没有切线，则无法使用法线贴图着色器

11. Swap UVs：在网格中交换 UV 通道

    如果漫反射纹理使用光照贴图中的 UV，请使用此选项

12. Generate Lightmap UVs：为光照贴图创建第二个 UV 通道

三、Rig 模型页签

? 该页签主要是用于设置如何将骨骼映射到导入模型中的网格，以便能够将其动画化

? 对于人形角色模型，需要分配或创建 Avatar（替身信息）

? 对于非人形角色模型，需要在骨骼中确定根骨骼

? 简单来说 Rig 页签主要是设置骨骼和替身系统相关信息的，设置了他们，动画才能正常的播放

（一）面板参数

? Animation Type：动画类型。Unity 依据动画将模型分为以下四大类

1. None：不存在动画，主要用于一些环境静态模型

   

2. Humanoid：人形模型

   一般情况下，有头和四肢（一个头两条腿两只手）为人形

   人形模型需要使用 Avatar 化身系统，绑定人主要关节的映射关系

   

   • Avatar Definition：选择获取 Avatar 定义的位置

     • No Avatar：没有化身系统信息
     • Create From This Model：根据此模型创建 Avatar 化身信息
     • Copy from Other Avatar：指向另一个模型上设置的 Avatar 化身信息

   • Source：复制另一个具有相同骨架的 Avatar 化身信息以导入其动画剪辑

     使用 Copy From Other Avatar 时才有

     

   • Configure…：打开 Avatar 化身配置

     使用 Create From This Model 时才有

   • Skin Weights：设置影响单个顶点的最大骨骼数量

     • Standard（4 Bones）：使用最多 4 个骨骼来产生影响。默认值，处于对性能考虑，建议使用此设置
     • Custom：设置自定义的最大骨骼数，选择后会出现下方的两个选项
     • Max Bones / Vertex：定义每个顶点的最大骨骼数，值越大性能消耗越大
     • Max Bone Weight：设置考虑骨骼权重的最低阈值，权重计算时将忽略小于此值的内容

   • Optimize Game Objects：在 Avatar 化身系统和 Animator 动画组件中删除和存储所导入角色的游戏对象骨骼层级信息。

     如果启用会出现下方的 Extra Transforms to Expose 选项。角色将使用 Unity 动画系统的内部骨架，可以提高动画角色的性能

     

   • Extra Transforms to Expose：要公开的骨骼层级，在下方打钩将公开该骨骼层级信息

     • 放大镜：通过名称搜索对应骨骼信息

     • Toggle All：全选或者反选

     • Collapse All：全部折叠

     • Expand All：全部展开

3. Generic：通用模型，非人形模型

   不是标准的人形模型，可以是任意形状，可能有 8 只腿两个头等等

   这种模型主要需要设置骨骼根节点

   
   • Root Node：选择用于此 Avatar 的根节点的骨骼，仅当选择 Create From This Model 才会出现

4. Legacy：旧版动画类型

   与 Unity3.x 及更早版本导入和使用动画，一般不使用

   
   • Generation：动画导入方法
     • Dont Import：不导入动画
     • 第 2 ~ 4 选项：已禁用，不要使用
     • Store in Root（New）：导入动画将其存储在模型的根节点中

（二）Avatar 化身系统

? 理解化身系统首先要知道骨骼动画是什么

? 3D 动画的本质，也是骨骼动画。为制作好的模型绑定骨骼制作动画是模型动画的制作流程

? 形象的理解：对于人来说，人的整体结构都是一致的，另一个人能做的动作理论上来说我们是完全可以模仿出来的

? 而化身系统的本质，就是动作的模仿（复用）。我们可以把一个标准人形动作通过化身系统复用到其它人形模型上，只要保证他们的关节点对应关系是一致的

? 而下面学习的就是如何设置人形模型在化身系统中关节的对应关系

? Mapping：关节映射信息设置

? 我们需要在这个页签对模型关节进行映射设置，因为人物动画无非就是改变这些关节的角度

1. 关节映射信息设置

   
   • Body：身体关节
   • Head：头部关节
   • Left Hand：左手关节
   • Right Hand：右手关节

2. 关节点映射关系

   

3. Mapping：映射文件设置

   
   • Clear：清空映射
   • AutoMap：自动映射
   • Load：从文件中读取
   • Save：保存映射信息

4. Pose：设置模型姿势

   
   • Reset：重置姿势
   • Sample Bind-Pose：绑定姿势示例
   • Enforce T-Pose：强制 T 姿势，推荐一般使用

? Muscles&Settings：肌肉和设置

1. Muscle Group Preview：肌肉群预览

   

   可以在这里预览在不同姿势的旋转变化，用来观察之前的关联映射关系是否合理

   主要起到预览作用

2. Per-Muscle Settings：肌肉设置

   

   用于设置各骨骼在旋转时的范围限制，因为如果不设置限制，在一些极限角度时会非常奇怪

   我们可以在这里单独设置限制范围

3. Additional Settings：高级设置

   

   可以设置手脚的扭转和伸展值，一般不会修改他们

   其中 Translation DoF 比较重要

   如果启用，将启用人形角色的移动动画

   如果禁用，Unity 仅使用旋转对骨骼进行动画化

   但是启用后，会提升性能消耗，因为动画需要执行额外步骤来重定向人形动画，除非动画包含角色某些骨骼的动画式移动才会启用

   一般情况下禁用即可

4. Muscles：重置所有设置

   

四、Animation 动画页签

? 当我们选中包含动画剪辑的的模型时，该页签将显示动画设置相关的内容

? 动画剪辑是 Unity 动画的最小构成元素，代表一个单独的动作

? 当美术同学做好动画导出时建议将模型和动画文件分别导出

1. 导出包含网格信息不包含动作信息模型

2. 导出不包含网格信息包含动作信息的动作（模型）文件

? Animation 动画页签分为 4 大部分：

1. 基础信息设置
2. 动画剪辑属性基本设置
3. 动画剪辑属性其它设置
4. 预览窗口

（一）基础信息设置

1. Import Constraints：从此资源导入约束

   启用后，Unity 会自动添加相应的约束组件将其关联到正确的游戏对象

2. Import Animation：从此资源导入动画

   如果禁用，下面的都没有，并且不会导入任何动画

3. Anim. Compression：导入动画时使用的压缩类型

   • Off：禁用动画压缩，在导入时 Unity 不会减少关键帧数量，效果最好性能较低，文件较大，运行时内存占用也大。通常不建议使用
   • Keyframe Reduction：减少冗余关键帧，仅适用于 Generic 通用动画类型
   • Keyframe Reduction and Compression：减少关键帧并在文件中存储动画时压缩关键帧，会影响文件大小，但是内存大小和 Keyframe Reduction 相同，仅适用于 Legacy 旧版动画类型
   • Optimal：让 Unity 决定如何压缩，仅适用 Generic 通用和 Humanoid 人形动画类型

4. Rotation Error：设置旋转曲线压缩容错度（百分比），原始旋转值和减小值之间的最小角度

5. Position Error：设置位置曲线压缩容错度（百分比）

6. Scale Error：设置缩放曲线压缩容错度（百分比）

   如果原始值和消减值之间的差小于原始值乘以容错百分比，会删除关键帧

   这些内容仅在 Keyframe Reduction 或 Optimal 压缩时可用

7. Animated Custom Properties：导入你指定为自定义用户属性的任何 FBX 属性

8. Clips：动画剪辑选择列表

   

   在这里我们可以看到所有的动画剪辑，可以通过 + 或 - 来新增剪辑或者删除所选的剪辑

   在这里选择一个动画剪辑后，我们可以在下方编辑具体的相关属性信息

（二）动画剪辑属性基本设置

1. Loop Time：播放动画剪辑时是否循环播放，到结尾时重新开始

   • Loop Pose：无缝循环运动
   • Loop Match：循环匹配，能够循环匹配则显示绿色，否则显示红色
   • Cycle Offset：循环动画在其他时间开始时的周期偏移

2. Root Transform Rotation：根位置的角度相关

   • Bake Into Pose：将根旋转烘焙到骨骼移动，禁用此选项将存储为根运动
   • Based Upon：根旋转的基础
     • Original：保持源文件中的原始旋转
     • Root Node Rotation：使用根节点的旋转（仅适用 Generic 通用动画类型）
     • Body Orientation：保持上半身朝前（仅适用于 Humanoid 人形动画类型）
   • Offset：根旋转偏移（单位：度）

3. Root Transform Position（Y）：根垂直位置（Y 轴方向）

   • Bake Into Pose：将垂直根运动烘焙到骨骼移动。禁用此选项将会存储为根运动
   • Based Upon（at Start）：垂直方向根位置的基础
     • Original：保持源文件中的垂直位置
     • Root Node Position：使用垂直根位置（仅适用 Generic 通用动画类型）
     • Center Of Mass：保持质心与根位置对其（仅适用 Humanoid 人形动画类型）
     • Feet：保持双脚与根变换位置对齐（仅适用 Humanoid 人形动画类型）
   • Offset：垂直根位置偏移

4. Root Transform Position（XZ）：根水平位置（XZ 平面）

   • Bake Into Pose：将水平根运动烘焙到骨骼移动。禁用此选项将会存储为根运动
   • Based Upon：水平根位置的基础
     • Original：保持源文件中的水平位置
     • Root Node Position：使用水平根位置（仅适用 Generic 通用动画类型）
     • Center Of Mass：保持与根位置对其（仅适用 Humanoid 人形动画类型）

5. Mirror：在此剪辑中进行左右镜像（仅 Humanoid 人形动画类型才显示）

6. Additive Reference Pose：启用后可以设置附加动画层基础参考姿势的帧。在时间轴中可以看到蓝色标记

   附加动画层：在动画控制器（状态机）中可以添加新的动画层

   • Pose Frame：当启用参考姿势帧时，该项就是选择的具体是哪一帧

（三）动画剪辑属性其它设置

1. Curves：曲线设置

   

   曲线可以配合 Animator 作为参数，通过加入曲线值可以利用它标记重要的点

   可以修改曲线的名字，名字就类似参数名，通过加减来添加或删除曲线信息

   

   曲线中的值 X 轴代表标准化时间（0 ~ 1）代表动画的开始和结尾，Y 轴的值可以根据需求自己设置，也可以使用下方提供的预设曲线

2. Events：动画事件

   

   类似 Animation 窗口中的动画事件，可以在这里为动画剪辑添加一个事件，当动画播放到事件处时会自动找对象脚本中的同名函数

   当我们希望在动画某一时刻进行逻辑处理时非常常用，比如某一时刻进行伤害判断

3. Mask：动画遮罩

   

   主要作用是当播放该动画时，可以指定哪一部分或者哪些骨骼排除在外不受动作影响

   • Humanoid（人形动画的快捷设置）

     我们分别可以控制头、左右臂、左右手、左右腿、根等。点击他们让他们变成红色，就代表做该动作时不影响该部位

   • Transform（明确指定哪些骨骼关节点不受影响）

4. Motion：动作设置

   

   当导入的动画剪辑包含根运动时，我们可以在这里手动设置特定骨骼关节点作为我们的根运动节点，展开后看到的都是骨骼关节节点

5. Import Messages：模型导入信息

   

   当我们导入动画出现问题，看到黄色的警告符号时，你可以将 Generate Retargeting Quality Report 选中

   Unity 会帮我们生成更多的有关重定向问题的具体信息，我们便可以看到具体的一些问题

   只有看到警告动画不正确时才启用，可以帮助我们排查问题

（四）预览窗口

1. IK：是否开启脚步反动力学预览

2. 2D 模式预览

3. 坐标箭头：是否显示轴心和质心辅助图标

4. 人形：切换预览操作的游戏对象，只要其对应的 Avatar 符合要求即可播放动画

5. AssetBundle：AB 包设置，之后讲解

五、Materials 材质纹理页签

1. Material Creation Mode：定义希望 Unity 如何为模型生成或导入材质

   • None：不使用此模型中嵌入的任何材质，改用 Unity 的默认漫反射材质

   • Standard：导入时，Unity 使用默认规则来生成材质。一般使用此项

   • Import via MaterialDescription（Experimental）：导入时，Unity 使用 FBX 文件中嵌入的材质描述来生成材质。

     与 Standard 相比，该方法结果更准确，并且支持更广泛的材质类型,

2. sRGB Albedo Colors：是否在伽马空间中使用反射率颜色

   对于使用线性颜色控件的项目，禁用此选项
   如果上面的选项选择的是 Import via MaterialDescription（Experimental），该属性不可用

3. Location：定义如何访问材质和纹理

   • Use Embedded Materials：将导入的材质保持在导入的资源中
   • Use External Materials（Legacy）：将导入的材质提取为外部资源。旧版材质处理方式，适用于 2017.1 或更早的 Unity 版本创建的项目

4. Extract Textures / Materials：当选择 Use Embedded Materials 后会出现的内容。这两个按钮可以提取导入的资源中嵌入的所有材质和纹理

   如果没有需要提取的子资源，这两个按钮会显示为灰色、

5. Naming：定义材质的命名规则

   • By Base Texture Name：使用导入材质的漫反射纹理名称来命名材质。如果未将漫反射纹理分配给材质，Unity 将使用导入材质的名称
   • From Model’s Material：使用导入材质的名称来命名材质
   • Model Name + Model’s Material：使用模型文件的名称与导入材质的名称相结合来命名材质

6. Search：定义查找现有材质的位置规则

   • Local Materials Folder：在本地 Materials 材质子文件夹（模型文件所在的同—文件夹）中查找现有材质
   • Recursive-Up：在所有父文件夹（一直向上追溯到 Assets 文件夹）中所有 Materials 子文件夹中查找现有材质
   • Project-Wide：在所有 Unity 项目文件夹中查找现有材质

7. EthanWhite：重新映射的材质

   如果找到了，Unity 会自动关联；否则，我们可以手动进行关联