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title: UE5动画重定向核心逻辑笔记
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date: 2023-08-18 18:08:12
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# 前言
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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）
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- 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。
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- FIKRetargetBatchOperation::RetargetAssets()：重定向资产逻辑。
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- 复制所有曲线轨道（不含数值）。
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- 设置Skeleton与PreviewMesh资产。
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- 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。
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- ConvertAnimation()
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- 替换动画蓝图并且编译。
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# ConvertAnimation()
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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
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- 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。
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- RootRetargeter：根骨骼重定向器。
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- ChainPairsIK、ChainPairsFK：用于FK与IK的骨骼链数据。
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- UIKRigProcessor：IK重定向处理器。
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- 所有FIKRigGoal
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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：
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- 获取动画帧数，并且重新构建骨骼动画数据轨道。
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- 取得速度曲线。
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- 之后对每一帧Pose进行重定向，主要是的逻辑是：
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- 取得当前帧Pose，并将其转化WorldSpace。
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- UIKRetargetProcessor Processor->RunRetargeter()
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- 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。
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- 调用IAnimationDataController的AddBoneTrack() & SetBoneTrackKeys()给资产设置上关键帧。
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# RunRetargeter()
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此为核心重定向逻辑，分为RunRootRetarget()、RunFKRetarget()、RunIKRetarget()、RunPoleVectorMatching()。
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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。
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## RunRootRetarget()
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FRootRetargeter::EncodePose()：
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取得输入的根骨骼Transform数据并给`FRootSource Source`赋值。
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FRootRetargeter::DecodePose()：
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```c++
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FVector Position;
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{
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// 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
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const FVector RetargetedPosition = Source.CurrentPositionNormalized * Target.InitialHeight;
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// 根据RetargetSetting中设置的BlendToSourceWeights与BlendToSource，与SourcePosition进行混合。
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Position = FMath::Lerp(RetargetedPosition, Source.CurrentPosition, Settings.BlendToSource*Settings.BlendToSourceWeights);
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// 应用vertical / horizontal的缩放
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FVector ScaledRetargetedPosition = Position;
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ScaledRetargetedPosition.Z *= Settings.ScaleVertical;
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const FVector HorizontalOffset = (ScaledRetargetedPosition - Target.InitialPosition) * FVector(Settings.ScaleHorizontal, Settings.ScaleHorizontal, 1.0f);
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Position = Target.InitialPosition + HorizontalOffset;
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// 应用RetargetSetting中Position偏移。
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Position += Settings.TranslationOffset;
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// blend with alpha
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Position = FMath::Lerp(Target.InitialPosition, Position, Settings.TranslationAlpha);
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// 记录偏差
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Target.RootTranslationDelta = Position - RetargetedPosition;
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}
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FQuat Rotation;
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{
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// 计算Source的旋转偏差值
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const FQuat RotationDelta = Source.CurrentRotation * Source.InitialRotation.Inverse();
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// 将偏移加到Target上
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const FQuat RetargetedRotation = RotationDelta * Target.InitialRotation;
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// 将RetargetSetting上的旋转偏差值加上。
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Rotation = RetargetedRotation * Settings.RotationOffset.Quaternion();
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Rotation = FQuat::FastLerp(Target.InitialRotation, Rotation, Settings.RotationAlpha);
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Rotation.Normalize();
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// 记录Target的旋转偏差值
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Target.RootRotationDelta = RetargetedRotation * Target.InitialRotation.Inverse();
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}
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// 将数据应用到根骨骼上
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FTransform& TargetRootTransform = OutTargetGlobalPose[Target.BoneIndex];
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TargetRootTransform.SetTranslation(Position);
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TargetRootTransform.SetRotation(Rotation);
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```
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## RunFKRetarget()
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遍历所有骨骼链，并执行FChainEncoderFK::EncodePose()与FChainDecoderFK::DecodePose()。
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FChainEncoderFK::EncodePose()：
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1. 遍历所有骨骼链，根据骨骼链Index得到BoneIndex，之后将对应骨骼的WorldSpace Transform赋予到对应骨骼链Index的CurrentGlobalTransforms中。
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2. Resize CurrentLocalTransforms，其长度与SourceBoneIndices相同。
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3. FillTransformsWithLocalSpaceOfChain()
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1. 遍历所有骨骼链，取得对应骨骼的Index以及父骨骼Index。（跳过根骨骼）
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2. 计算相对Transform后放入对应ChainIndex的OutLocalTransforms中。
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4. 根据ChainParentBoneIndex，将父骨骼Transform赋予给ChainParentCurrentGlobalTransform。
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FChainDecoderFK::DecodePose()：
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