BlueRoseNote/03-UnrealEngine/Animation/UE5动画重定向核心逻辑笔记.md

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title: UE5动画重定向核心逻辑笔记
date: 2023-08-18 18:08:12
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# 前言
最近研究过了一下UE的重定向逻辑，所以写点笔记作为记录。（IK部分没有去看）

- FIKRetargetBatchOperation::RunRetarget()：编辑器调用的重定向函数。主要是复制对应需要重定向资产并且进行重定向，之后通知UI。
- FIKRetargetBatchOperation::RetargetAssets()：重定向资产逻辑。
	- 复制所有曲线轨道（不含数值）。
	- 设置Skeleton与PreviewMesh资产。 
	- 提前调用重定向资产的PostEditChange()，以避免编辑后钩子函数被调用，产生依赖顺序问题。
	- ConvertAnimation()
	- 替换动画蓝图并且编译。
# ConvertAnimation()
一开始是一些初始化逻辑，主要的是调用UIKRetargetProcessor的Initialize()。里面初始化了
- SourceSkeleton & TargetSkeleton：用于重定向计算用的数据载体，存储了骨骼链、骨骼、当前重定向Pose等数据。
- RootRetargeter：根骨骼重定向器。
- ChainPairsIK、ChainPairsFK：用于FK与IK的骨骼链数据。
- UIKRigProcessor：IK重定向处理器。
- 所有FIKRigGoal

从FRetargetSkeleton& SourceSkeleton & FTargetSkeleton& TargetSkeleton获取对应参数来进行之后的动画资产重定向循环，循环逻辑如下：
- 获取动画帧数，并且重新构建骨骼动画数据轨道。
- 取得速度曲线。
- 之后对每一帧Pose进行重定向，主要是的逻辑是：
	- 取得当前帧Pose，并将其转化WorldSpace。
	- UIKRetargetProcessor Processor->RunRetargeter()
	- 将重定向完的结果转化成LocalSpace，并且将每个骨骼的数据放入对应骨骼动画数据轨道。
	- 调用IAnimationDataController的AddBoneTrack() & SetBoneTrackKeys()给资产设置上关键帧。

# RunRetargeter()
此为核心重定向逻辑，分为RunRootRetarget()、RunFKRetarget()、RunIKRetarget()、RunPoleVectorMatching()。

重定向数据会直接修改TargetSkeleton的Pose数据。Root与FK重定向执行完之后会调用UpdateGlobalTransformsBelowBone()更新后续骨骼的WorldSpace Transform。

## RunRootRetarget()
FRootRetargeter::EncodePose():
取得输入的根骨骼Transform数据并给`FRootSource Source`赋值。

FRootRetargeter::DecodePose():
```c++
FVector Position;  
{  
    // 关键：InitialTransform 为重定向Pose计算出的数值，通过比值计算出Target的Current数值
    const FVector RetargetedPosition = Source.CurrentPositionNormalized * Target.InitialHeight;  
    // 根据RetargetSetting中设置的BlendToSourceWeights与BlendToSource，与SourcePosition进行混合。
    Position = FMath::Lerp(RetargetedPosition, Source.CurrentPosition, Settings.BlendToSource*Settings.BlendToSourceWeights);  
  
    // 应用vertical / horizontal的缩放  
    FVector ScaledRetargetedPosition = Position;  
    ScaledRetargetedPosition.Z *= Settings.ScaleVertical;  
    const FVector HorizontalOffset = (ScaledRetargetedPosition - Target.InitialPosition) * FVector(Settings.ScaleHorizontal, Settings.ScaleHorizontal, 1.0f);  
    Position = Target.InitialPosition + HorizontalOffset;  
    // 应用RetargetSetting中Position偏移。
    Position += Settings.TranslationOffset;  
  
    // blend with alpha  
    Position = FMath::Lerp(Target.InitialPosition, Position, Settings.TranslationAlpha);  
  
    // 记录偏差
    Target.RootTranslationDelta = Position - RetargetedPosition;  
}  
  
FQuat Rotation;  
{  
    // calc offset between initial source/target root rotations  
    const FQuat RotationDelta = Source.CurrentRotation * Source.InitialRotation.Inverse();  
    // add retarget pose delta to the current source rotation  
    const FQuat RetargetedRotation = RotationDelta * Target.InitialRotation;  
  
    // add static rotation offset  
    Rotation = RetargetedRotation * Settings.RotationOffset.Quaternion();  
  
    // blend with alpha  
    Rotation = FQuat::FastLerp(Target.InitialRotation, Rotation, Settings.RotationAlpha);  
    Rotation.Normalize();  
  
    // record the delta created by all the modifications made to the root rotation  
    Target.RootRotationDelta = RetargetedRotation * Target.InitialRotation.Inverse();  
}  
  
// apply to target  
FTransform& TargetRootTransform = OutTargetGlobalPose[Target.BoneIndex];  
TargetRootTransform.SetTranslation(Position);  
TargetRootTransform.SetRotation(Rotation);
```
## RunFKRetarget()
FChainEncoderFK::EncodePose():
从骨骼链拷贝全局输入到CurrentGlobalTransforms

FChainDecoderFK::DecodePose():