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前言

在Unreal Engine 5 (UE5) 中，腿部IK（Inverse Kinematics，逆向運動學）是一個重要的動畫技術，用于實現(xiàn)角色腳部準確地放置在地面上，以提高動畫的真實感。Foot placement是腿部IK的一個具體應用，它確保了角色的腳能夠自然地與地面或其他表面接觸，避免穿?；驊铱盏那闆r。
首先看下效果
1.不使用IK的效果：可以看到角色腳是懸空的，并沒有和地面交互

2.使用IK的效果：角色腿部能自適應地面

一、FootPlacement 是什么？

FootPlacement 是 UE5 中一個非常強大的動畫節(jié)點，它綜合了多種技術來提升角色動畫的質量，特別是對于有腿角色的腳部放置和行走表現(xiàn)。下面是對 FootPlacement 功能點的詳細描述，以及它是如何工作的：

1. 自動腳步鎖定
   功能：FootPlacement 能夠自動檢測角色腳下地形的高度，并將角色的腳精確地放置在地面上，無論地形如何變化。
   實現(xiàn)：通過使用射線檢測（Raycast）技術，FootPlacement 可以實時計算出腳下的地面高度，并調整腳部骨骼的位置，使其貼合地面。
   優(yōu)點：減少了手動調整腳部位置的工作量，使得角色在不同地形上的移動更加自然。
2. 可靠的盆骨控制
   功能：FootPlacement 不僅關注腳部的位置，還考慮到了盆骨的穩(wěn)定性和自然運動。
   實現(xiàn)：通過計算盆骨的位置和旋轉，確保角色在行走或跑步時，盆骨的運動既自然又穩(wěn)定。這包括在不同地形上行走時的微調，以防止角色看起來僵硬或不自然。
   優(yōu)點：提高了整體動畫的流暢性和真實性。
3. IK的預計算
   功能：FootPlacement 會預先計算出腳部的IK解，以確保在動畫播放過程中，腳部能夠快速而準確地響應地形變化。
   實現(xiàn)：在動畫序列開始前，FootPlacement 會預先計算出每個關鍵幀的腳部位置和方向，存儲在緩存中。這樣在實際播放時，可以直接使用這些預計算的結果，減少實時計算的負擔。
   優(yōu)點：提高了性能，特別是在復雜的地形和多角色場景中。
4. 自動適配地形
   功能：FootPlacement 能夠自動適應各種地形，包括平坦地面、斜坡、樓梯等。
   實現(xiàn)：通過射線檢測和地形分析，FootPlacement 可以識別出腳下的地形類型，并相應地調整腳部和盆骨的位置及旋轉。
   優(yōu)點：使得角色在不同地形上的表現(xiàn)更加真實和自然。
5. 彈簧插值
   功能：FootPlacement 使用了大量的彈簧插值技術，使角色的動作更加平滑和自然。
   實現(xiàn)：彈簧插值是一種模擬物理彈簧行為的技術，可以在兩個目標位置之間平滑過渡。FootPlacement 使用這種技術來平滑腳部和盆骨的運動，減少突兀的跳躍和抖動。
   優(yōu)點：提高了動畫的平滑度和自然感，使得角色的運動更加逼真。
   代碼結構和原理
   代碼量：FootPlacement 節(jié)點的代碼量大約有2000行，這是因為它集成了多種功能和技術。
   模塊化設計：盡管代碼量較大，但 FootPlacement 采用了模塊化設計，每個功能都有獨立的模塊負責，使得代碼結構清晰，易于理解和維護。
   核心算法：
   射線檢測：用于檢測腳下的地形高度和類型。
   IK求解：用于計算腳部的精確位置和旋轉。
   彈簧插值：用于平滑運動。
   緩存機制：用于預計算和存儲IK解，提高性能。
   盆骨控制：用于確保盆骨的穩(wěn)定性和自然運動。
   使用方法
   添加節(jié)點：在動畫藍圖中，添加 FootPlacement 節(jié)點。
   配置參數(shù)：根據需要調整 FootPlacement 節(jié)點的各種參數(shù)，如射線檢測的距離、IK權重、彈簧插值的阻尼系數(shù)等。
   測試和調試：在編輯器中運行游戲模式，觀察角色的腳部和盆骨運動是否符合預期，必要時進行調整。

二、具體實現(xiàn)

1.動畫藍圖加入FootPlacement 節(jié)點，以及LegIK節(jié)點

2.配置FootPlacement 節(jié)點

3.配置LegIK節(jié)點