Animation Rigging — процедурная анимация и IK

Стандартный Animator проигрывает записанные анимации. Что делать, если:

• Персонаж должен смотреть на динамическую цель (на врага, на мышиный курсор).
• Рука должна удерживать ручку двери, пока та поворачивается.
• Стопа должна корректно касаться неровного пола (foot IK).

Animation Rigging пакет (com.unity.animation.rigging) даёт процедурные constraint’ы, которые накладываются поверх обычной анимации Animator’а.

Главная идея — riggable layer

Структура:

Player (Animator)
└── Hips (root bone)
    ├── Spine → Chest → Neck → Head
    ├── LeftShoulder → ...
    └── RightShoulder → ...

Player → RigBuilder (компонент)
└── Rig (GameObject)
    └── HeadAimConstraint (узел)
        constrained_object: Head
        source_objects: [Target]
        weight: 1.0

RigBuilder собирает все constraint’ы и применяет их после базовой анимации Animator’а. Constraint’ы — отдельные GameObject’ы с компонентом-логикой.

Установка

1. Package Manager → Animation Rigging → Install.
2. На GameObject с Animator → Add Component → Rig Builder.
3. Дочерним к нему — Empty GameObject “Rig” → добавьте Rig компонент.
4. В Rig Builder указываете “Rig” в Layers list.
5. К Rig добавляете constraint-узлы как детей.

TwoBone IK — рука дотягивается до точки

Самый частый IK. Цель — указать “куда тянется кисть”, решатель находит положение локтя.

1. На Rig добавьте Empty GameObject “RightArmIK”.
2. Add Component → Two Bone IK Constraint.
3. В Inspector:
   • Root: правое плечо bone
   • Mid: правый локоть bone
   • Tip: правая кисть bone
   • Target: пустой объект (куда тянется кисть)
   • Hint: пустой объект (направление к локтю — чтобы решатель знал, “куда сгибать”)

Двигаете Target — кисть автоматически дотягивается, локоть гнётся естественно.

public class GrabHandle : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Transform ikTarget;
    [SerializeField] private TwoBoneIKConstraint armIK;

    public void GrabAt(Transform doorHandle) {
        ikTarget.position = doorHandle.position;
        ikTarget.rotation = doorHandle.rotation;
        StartCoroutine(BlendWeight(0f, 1f, 0.3f)); // плавно включаем
    }

    private IEnumerator BlendWeight(float from, float to, float duration) {
        float t = 0;
        while (t < duration) {
            t += Time.deltaTime;
            armIK.weight = Mathf.Lerp(from, to, t / duration);
            yield return null;
        }
        armIK.weight = to;
    }
}

weight = 1.0 — IK полностью активен. weight = 0 — оригинальная анимация Animator. Между 0 и 1 — смесь. Это даёт smooth “хватаемся за ручку” анимацию.

Aim Constraint — смотреть на цель

Голова персонажа следит за target’ом:

1. На Rig добавьте “HeadAim”.
2. Multi-Aim Constraint.
3. Constrained Object: Head bone.
4. Source Objects: array с одним target’ом (или несколькими с весами).
5. Aim Axis: forward Z обычно.
6. World Up Type: ObjectRotationUp → object: Head (чтобы голова не “переворачивалась”).
7. Limits: ±60° (нельзя голову повернуть на 180° — это не сова).

[SerializeField] private MultiAimConstraint headAim;
[SerializeField] private Transform aimTarget;

private void Update() {
    // Цель = курсор мыши через raycast
    var ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
    if (Physics.Raycast(ray, out RaycastHit hit, 50f)) {
        aimTarget.position = hit.point;
    }
}

Теперь голова персонажа следит за курсором в реальном времени, без записанной анимации “повернуть голову к точке”.

Multi-Parent Constraint — две руки на одном объекте

Сценарий: персонаж несёт меч обеими руками. Анимация ходьбы написана для одной руки; другую нужно процедурно держать на рукояти.

1. На Rig → “LeftHandToSword”.
2. Multi-Parent Constraint.
3. Constrained Object: левая кисть bone.
4. Source Objects: [SwordHandle_Left] (target на мече, где должна быть левая ладонь).
5. Constrained Properties: Position + Rotation.

Теперь куда бы ни двигалась правая рука (с мечом), левая всегда “прилипает” к нужной точке меча.

Chain IK — для длинных цепей (хвост, щупальце)

TwoBoneIKConstraint — 3 кости. Для длинной цепи (4+):

• Chain IK Constraint — для произвольного количества костей. Алгоритм FABRIK.

Применение: щупальца, хвосты, гибкие животные.

Override Transform — full control одной кости

Если нужно полностью контролировать позицию/поворот конкретной bone, минуя Animator:

• Override Transform Constraint.
• Источник — Transform-объект на сцене.
• Целевая bone полностью копирует его трансформ.

Полезно для:

• Прикрепления оружия к hand bone (или используйте Bone Attachment-pattern с child GameObject).
• “Заморозить” bone в определённом положении.

Damped Transform — задержка / “пружина”

Constraint, где bone догоняет target с задержкой:

• Damped Transform Constraint.
• Damp Position / Damp Rotation — насколько отстаёт.

Применение: серёжки, болтающиеся аксессуары, длинные волосы.

Performance

Каждый constraint — это per-frame compute. Десятки constraint’ов на одном персонаже могут заметно стоить. Профайлите.

Особенно дорого:

• Multi-Aim с большим количеством source-objects.
• Chain IK с длинной цепью.
• Override Transform на каждой bone.

Оптимизация: выключайте RigBuilder.enabled = false для off-screen / далёких персонажей.

Workflow: смешиваем готовое и процедурное

Классический подход:

1. Animator проигрывает Walk-Run blend tree → базовая поза.
2. Rig Builder применяет:
   - Head Aim → голова к врагу
   - Left Hand IK → ладонь на оружии (если двуручное)
   - Foot IK → стопы корректно стоят на лестнице
3. Окончательная поза рендерится.

Игрок видит: персонаж естественно идёт по сцене, смотрит на врага, идёт по лестнице корректно ставя ноги — без 50 записанных анимаций для разной геометрии.

Когда не нужен Animation Rigging

• Если все нужные движения уже в записанной анимации — не добавляйте лишний компонент.
• На массовых NPC в open-world — слишком дорого; используйте упрощённый Humanoid IK.
• В 2D-проектах — там 2D Animation package и Sprite Skin.