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UE5 腿部IK 解决方案 footplacement

news 来源：原创 2025/8/3 10:22:02

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文章目录

  • UE5系列文章目录
  • 前言
  • 一、FootPlacement 是什么？
  • 二、具体实现

前言

在Unreal Engine 5 (UE5) 中，腿部IK（Inverse Kinematics，逆向运动学）是一个重要的动画技术，用于实现角色脚部准确地放置在地面上，以提高动画的真实感。Foot placement是腿部IK的一个具体应用，它确保了角色的脚能够自然地与地面或其他表面接触，避免穿模或悬空的情况。
首先看下效果
1.不使用IK的效果：可以看到角色脚是悬空的，并没有和地面交互
在这里插入图片描述
2.使用IK的效果：角色腿部能自适应地面
在这里插入图片描述

一、FootPlacement 是什么？

FootPlacement 是 UE5 中一个非常强大的动画节点，它综合了多种技术来提升角色动画的质量，特别是对于有腿角色的脚部放置和行走表现。下面是对 FootPlacement 功能点的详细描述，以及它是如何工作的：

  1. 自动脚步锁定
    功能：FootPlacement 能够自动检测角色脚下地形的高度，并将角色的脚精确地放置在地面上，无论地形如何变化。
    实现：通过使用射线检测（Raycast）技术，FootPlacement 可以实时计算出脚下的地面高度，并调整脚部骨骼的位置，使其贴合地面。
    优点：减少了手动调整脚部位置的工作量，使得角色在不同地形上的移动更加自然。
  2. 可靠的盆骨控制
    功能：FootPlacement 不仅关注脚部的位置，还考虑到了盆骨的稳定性和自然运动。
    实现：通过计算盆骨的位置和旋转，确保角色在行走或跑步时，盆骨的运动既自然又稳定。这包括在不同地形上行走时的微调，以防止角色看起来僵硬或不自然。
    优点：提高了整体动画的流畅性和真实性。
  3. IK的预计算
    功能：FootPlacement 会预先计算出脚部的IK解，以确保在动画播放过程中，脚部能够快速而准确地响应地形变化。
    实现：在动画序列开始前，FootPlacement 会预先计算出每个关键帧的脚部位置和方向，存储在缓存中。这样在实际播放时，可以直接使用这些预计算的结果，减少实时计算的负担。
    优点：提高了性能，特别是在复杂的地形和多角色场景中。
  4. 自动适配地形
    功能：FootPlacement 能够自动适应各种地形，包括平坦地面、斜坡、楼梯等。
    实现：通过射线检测和地形分析，FootPlacement 可以识别出脚下的地形类型，并相应地调整脚部和盆骨的位置及旋转。
    优点：使得角色在不同地形上的表现更加真实和自然。
  5. 弹簧插值
    功能：FootPlacement 使用了大量的弹簧插值技术，使角色的动作更加平滑和自然。
    实现：弹簧插值是一种模拟物理弹簧行为的技术，可以在两个目标位置之间平滑过渡。FootPlacement 使用这种技术来平滑脚部和盆骨的运动，减少突兀的跳跃和抖动。
    优点：提高了动画的平滑度和自然感，使得角色的运动更加逼真。
    代码结构和原理
    代码量：FootPlacement 节点的代码量大约有2000行，这是因为它集成了多种功能和技术。
    模块化设计：尽管代码量较大，但 FootPlacement 采用了模块化设计，每个功能都有独立的模块负责，使得代码结构清晰，易于理解和维护。
    核心算法：
    射线检测：用于检测脚下的地形高度和类型。
    IK求解：用于计算脚部的精确位置和旋转。
    弹簧插值：用于平滑运动。
    缓存机制：用于预计算和存储IK解，提高性能。
    盆骨控制：用于确保盆骨的稳定性和自然运动。
    使用方法
    添加节点：在动画蓝图中，添加 FootPlacement 节点。
    配置参数：根据需要调整 FootPlacement 节点的各种参数，如射线检测的距离、IK权重、弹簧插值的阻尼系数等。
    测试和调试：在编辑器中运行游戏模式，观察角色的脚部和盆骨运动是否符合预期，必要时进行调整。

二、具体实现

1.动画蓝图加入FootPlacement 节点，以及LegIK节点
在这里插入图片描述
2.配置FootPlacement 节点
在这里插入图片描述

3.配置LegIK节点
在这里插入图片描述

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