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IK（反向動力學）有利于提升 VR 應用中的沉浸感，我們可以通過 IK 實現(xiàn) VR 中全身模型的追蹤。本篇教程將基于 Unity 的 XR Interaction Toolkit 和 Final IK 插件中的 VRIK 功能介紹如何模擬 VR 中人物上半身的運動，特別是手臂和手肘的姿態(tài)。
XR Interaction Toolkit 是 Unity 一款實用的 VR 開發(fā)工具包，具體的環(huán)境配置方法和使用方法可以參考我往期的教程。
Final IK 是 Unity 一款功能強大的 IK 插件，其中擁有適用于 VR 的 IK 功能（稱為 VRIK，Asset Store 鏈接：https://assetstore.unity.com/packages/tools/animation/final-ik-14290）
注：這個插件是付費的，但是 VRIK 的配置方法是非常簡單的。
本篇教程使用的 Unity 版本：2021.3.5
XR Interaction Toolkit 版本：2.3.0
Final IK 版本：2.2
（以上的版本其實無所謂，基本上都適用）
使用的 VR 設備：Meta Quest 2 （只要你的設備能支持 Open XR 的運行環(huán)境就行）
最終實現(xiàn)的效果：
- 人物模型的頭部能夠跟隨 VR 頭顯旋轉和移動
- 人物模型的手能夠跟隨 VR 手柄旋轉和移動，并且?guī)幽Ｐ偷氖直?，肩部運動
- 在現(xiàn)實中下蹲，人物模型也能下蹲
- 推動手柄搖桿能夠控制人物模型移動
??第一步：配置 OpenXR + XR Interaction Toolkit 的開發(fā)環(huán)境
這一步參考我之前的安裝配置教程 Unity VR開發(fā)教程 OpenXR+XR Interaction Toolkit (一) 安裝和配置
最終場景中有配置好的 XR Origin 就行：
人物移動的話參考我這篇教程：Unity VR 開發(fā)教程 OpenXR+XR Interaction Toolkit (三) 轉向和移動，原理是一樣的。
移動方式選擇 Continous Move 持續(xù)移動，這樣就能用手柄搖桿來控制人物模型的移動。
??第二步：導入人物模型
推薦 Humanoid 的模型，這樣 VRIK 能夠自動配置骨骼，否則需要手動配置骨骼，會比較麻煩。
?VRM 模型導入 Unity 的方法
有些小伙伴可能想使用 VRoid 制作的 VRM 模型。要想在 Unity 中使用，一種方法是將 VRM 模型先導入建模軟件，通過插件轉換成 Fbx 文件。另一種方法是通過 Unity 的插件，直接將 VRM 格式的文件轉換成 Prefab，我將介紹這種方法。
使用到的插件：
UniVRM https://github.com/vrm-c/UniVRM
SimpleURPToonLitOutlineExample(這是一個 URP Shader，如果你是 URP 項目，需要配合這個插件來轉換 VRM 文件，因為 UniVRM 沒有 URP Shader) https://github.com/simplestargame/SimpleURPToonLitOutlineExample
首先打開 UniVRM 的 Github 頁面，打開 Release 可以找到插件的包。
我這里選的是 VRM 1.0 的版本：
下載過后導入 Unity，導入成功后可以看到 Unity 上方的菜單欄多了這兩個東西：
項目文件夾會多出這三個文件夾：
如果你是 URP 項目，我們需要打開 URP Shader 的網址，同樣在 Releases 下載后導入 Unity。
導入成功后可以在項目文件夾找到這個文件夾：
找到 SimplestarGame/SimpleURPToonLitOutlineExample/Scripts/MaterialFactory.cs 這個腳本，用它來替換先前導入 UniVRM 中的 VRMShaders/GLTF/IO/Runtime/Material/Importer/MaterialFactory.cs 腳本。
現(xiàn)在，我們就可以將 VRM 文件復制到 Unity 項目文件夾：
然后在 Inspector 面板中勾選 Migrate To Vrm1，點擊 Apply
這時候模型就轉化成了 Prefab，上面附帶了一些 UniVRM 的腳本。
??第三步：配置 VRIK
?給模型加上 VRIK 組件
首先我們將人物模型拖至場景，給模型添加 VRIK 組件：
可以看到 VRIK 組件中的 Reference 已經自動幫我們引用好了人物的骨骼，這是因為我們的模型是 Humanoid 的。如果不是 Humanoid 就需要自己綁定了。
?將模型的頭部和手部的位置作為 VR 追蹤目標的子物體
VR 追蹤目標為現(xiàn)實中的頭顯和兩個 VR 手柄。在 XR Interaction Toolkit 中的 XR Origin 對應的就是 Camera Offset 下的這三個物體。
然后，我們回到人物模型上 VRIK 組件，鎖定頭部，左手，右手這三個物體：
這三個物體對應著 VR 追蹤的三個目標：頭顯，左手柄，右手柄。
我們找到這三個物體在人物模型中的位置，分別復制頭部，左手，右手的游戲物體：
復制后：
最后，我們先將這幾個復制體的 position 設為 0，再把頭部復制體，左手復制體，右手復制體分別作為 XR Origin 中的 Main Camera, LeftHand Controller 和 RightHand Controller 的子物體：
?添加 VRIK 的 IK Target
接下來，我們回到 VRIK 組件，找到 Sovler 中的 Head Target, Left Arm Target 和 Right Arm Target，把剛剛復制的頭部，左手，右手復制體拖過去：
這三個 Target 作為 IK Target，用于解算人物上半身的姿態(tài)。
現(xiàn)在，我們已經成功配置好了 VRIK。
理論上，其他的 VR SDK 也是類似的配置方法，需要將頭部，雙手的復制體作為該 SDK 中 頭部，雙手追蹤位置的子物體。
??調整 IK 位置和旋轉角度
這個時候如果運行程序，會發(fā)現(xiàn)雙手的位置可能并不是我們想要的，而且可能攝像機的位置會被模型的臉或者頭發(fā)擋住。這時候我們就需要調整剛剛復制的頭部，左手，右手的 IK Target，使上半身的 IK 達到我們想要的效果。我們可以在游戲運行的時候動態(tài)調整這三個 Target 的 position 和 rotation，達到滿意的效果后復制 Component, 退出運行模式后再粘貼復制的 Component Values
VRIK 上其實也有很多參數(shù)可以微調，大家可以自行嘗試，調整出自己滿意的 IK 效果，每個參數(shù)是什么意思可以參考這篇博客：
https://blog.csdn.net/love_c_s/article/details/123351153?spm=1001.2014.3001.5501
??使用 Twist Relaxer 緩解手腕扭曲的問題
配置好 VRIK 后，大家可能會遇到這個問題：手腕的轉動無法帶動前臂的轉動，手腕和前臂有點斷層的樣子，于是手腕稍微轉過一定角度后（比如將手腕面向自己），前臂基本不轉，導致手腕處的模型扭曲得很厲害。
這個時候，我們可以用 Final IK 中的 Twist Relaxer 組件來緩解這個問題。
首先找到人物模型中前臂的位置：
在前臂物體上添加 Twist Relaxer 組件，并且像下圖所示賦好值，將 VRIK 組件賦給 IK，前臂物體賦給 Transform 和 Parent，手的物體賦給 Children，然后將 Weight 改為 1， Parent Child Crossfade 改為 0.5：
現(xiàn)在運行程序，手腕嚴重扭曲的問題可以得到一定緩解：
雖然手腕轉過很大角度后還是會有一點扭曲現(xiàn)象，但是相比添加前已經緩解了許多，我們也可以微調下圖中的這三個參數(shù)，達到自己滿意的效果：
配置完后，我們已經能夠實現(xiàn)以下功能：文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-523902.html
- 人物模型的頭部能夠跟隨 VR 頭顯旋轉和移動
- 人物模型的手能夠跟隨 VR 手柄旋轉和移動，并且?guī)幽Ｐ偷氖直?，肩部運動
- 在現(xiàn)實中下蹲，人物模型也能下蹲
- 推動手柄搖桿能夠控制人物模型移動
但是現(xiàn)在模型行走的方式比較奇怪。如果你想實現(xiàn)比較好的腿部行走姿勢，可以接著看下一篇教程：VRIK+Unity XR Interaction Toolkit 配置 VR 全身模型（下）：實現(xiàn)腿部行走動畫文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-523902.html
到了這里，關于VRIK+Unity XR Interaction Toolkit 配置 VR 全身模型（上）：實現(xiàn)上半身的追蹤（附帶VRM模型導入Unity方法和手腕扭曲的解決方法）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內容，請在右上角搜索TOY模板網以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網！
