?GPU 3D骨骼動(dòng)畫和 GPU 2D?Spine動(dòng)畫插件均包含在【萬人同屏整合方案】中，老板們可在某寶搜：[游戲開發(fā)資源商店] 以獲取全套方案的所有源碼插件。

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插件功能：

1. 支持3D動(dòng)畫轉(zhuǎn)GPU動(dòng)畫?

2. 支持2D Spine動(dòng)畫轉(zhuǎn)GPU動(dòng)畫

3. 支持掛點(diǎn)、支持掛載物、動(dòng)態(tài)切換掛載物、實(shí)時(shí)獲取掛點(diǎn)Transform信息

4. 支持實(shí)時(shí)獲取gpu動(dòng)畫信息，如動(dòng)畫幀數(shù)、動(dòng)畫時(shí)長、動(dòng)畫是否循環(huán)

5. 支持動(dòng)畫事件

GPU骨骼動(dòng)畫視頻介紹：

GPU動(dòng)畫是實(shí)現(xiàn)萬人同屏的前置條件，在之前的文章中已介紹過GPU頂點(diǎn)動(dòng)畫的實(shí)現(xiàn)方法：【Unity】渲染性能開掛GPU Animation, 動(dòng)畫渲染合批GPU Instance_skinmeshrender合批-CSDN博客

GPU頂點(diǎn)動(dòng)畫的優(yōu)缺點(diǎn)：

GPU頂點(diǎn)動(dòng)畫是將每一幀動(dòng)畫的Mesh頂點(diǎn)/法線存入貼圖，在Shader中直接讀取頂點(diǎn)/法線使用。

優(yōu)點(diǎn)：由于沒有過多的計(jì)算，因此性能較高；

缺點(diǎn)：如果一個(gè)模型有多個(gè)SkinnedMeshRenderer需要先合并Mesh； 生成的動(dòng)畫/法線貼圖較大；不支持切換掛載武器；

GPU骨骼動(dòng)畫的優(yōu)缺點(diǎn)：

GPU骨骼動(dòng)畫是將每一幀動(dòng)畫的所有骨骼的矩陣信息存入貼圖，每一個(gè)頂點(diǎn)至多受4根骨骼影響，在Shader中用這4根骨骼的矩陣和4根骨骼對應(yīng)的蒙皮權(quán)重對頂點(diǎn)位置和法線進(jìn)行變換，得到受骨骼影響后的頂點(diǎn)/法線值。

優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)畫貼圖很??；無需合并Mesh；支持掛載武器切換；可以實(shí)時(shí)獲取到某個(gè)掛點(diǎn)位置

缺點(diǎn)：需要一定計(jì)算量，因此性能比頂點(diǎn)動(dòng)畫略低；

GPU骨骼動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)：

一，讀取骨骼數(shù)據(jù)，生成動(dòng)畫貼圖，Mesh

?1. 獲取蒙皮動(dòng)畫的骨骼信息：

可通過SkinnedMeshRenderer的rootBone查找到根骨骼，或者直接使用bones字段，該字段為SkinnedMeshRenderer關(guān)聯(lián)的所有骨骼的Transform數(shù)組；

2. 從動(dòng)畫曲線獲取每個(gè)動(dòng)畫幀記錄的骨骼Transform數(shù)值：

以獲取動(dòng)畫每幀的骨骼位置為例：

private Vector3 GetBonePositionAtTime(string bonePath, AnimationClip clip, float animTime)
{
    var localPosXCurve = EditorCurveBinding.FloatCurve(bonePath, typeof(Transform), "m_LocalPosition.x");
    var localPosYCurve = EditorCurveBinding.FloatCurve(bonePath, typeof(Transform), "m_LocalPosition.y");
    var localPosZCurve = EditorCurveBinding.FloatCurve(bonePath, typeof(Transform), "m_LocalPosition.z");

    Vector3 pos = Vector3.zero;
    pos.x = AnimationUtility.GetEditorCurve(clip, localPosXCurve).Evaluate(animTime);
    pos.y = AnimationUtility.GetEditorCurve(clip, localPosYCurve).Evaluate(animTime);
    pos.z = AnimationUtility.GetEditorCurve(clip, localPosZCurve).Evaluate(animTime);
    return pos;
}

3. 將骨骼矩陣寫入動(dòng)畫貼圖：

把矩陣的前3行數(shù)值，以骨骼個(gè)數(shù)為偏移量分別寫入動(dòng)畫貼圖：

for (int boneIdx = 0; boneIdx < bones.Length; boneIdx++)
                {
                    var bone = bones[boneIdx];
                    bool noBone = bone.GetComponent<MeshRenderer>() != null;
                    if (!noBone && bone.TryGetComponent<SkinnedMeshRenderer>(out var sMeshRender) && sMeshRender.rootBone == null)
                    {
                        noBone = true;
                    }
                    var boneMatrix = bone.localToWorldMatrix;
                    if (!noBone)
                    {
                        boneMatrix *= bonesW2LMatrices[boneIdx];
                    }

                    animBoneTex.SetPixel(boneIdx, curFrameIndex, boneMatrix.GetRow(0));
                    animBoneTex.SetPixel(bonesCount + boneIdx, curFrameIndex, boneMatrix.GetRow(1));
                    animBoneTex.SetPixel(bonesCount * 2 + boneIdx, curFrameIndex, boneMatrix.GetRow(2));
                }

4. 將每個(gè)動(dòng)畫的開始幀/結(jié)束幀、動(dòng)畫時(shí)常、動(dòng)畫是否循環(huán)播放的信息寫入動(dòng)畫貼圖的最后一列像素?

?5. 生成Mesh網(wǎng)格：

有了骨骼信息的動(dòng)畫貼圖，還需要知道每個(gè)頂點(diǎn)受哪些骨骼影響，才能在Shader中取到對應(yīng)的骨骼信息對頂點(diǎn)和法線進(jìn)行變換；

為了節(jié)省資源和讀取方便，我們可以直接把頂點(diǎn)關(guān)聯(lián)的4根骨骼以及每根骨骼的權(quán)重分別塞到Mesh的UV2和UV3兩個(gè)通道。

?二、GPU骨骼動(dòng)畫Shader實(shí)現(xiàn)：

?1. 從動(dòng)畫貼圖中解析當(dāng)前動(dòng)畫的起始/結(jié)束幀，根據(jù)是否Loop來計(jì)算出當(dāng)前動(dòng)畫幀：

?2. 以當(dāng)前幀為動(dòng)畫貼圖采樣的V坐標(biāo)，采樣獲取所有骨骼矩陣每行數(shù)值，構(gòu)建骨骼矩陣并計(jì)算頂點(diǎn)/法線：

3.? 通過自定義函數(shù)得到轉(zhuǎn)換后的頂點(diǎn)坐標(biāo)和法線并應(yīng)用到GPU骨骼動(dòng)畫shader:

?這樣就完成了GPU骨骼動(dòng)畫功能，切換動(dòng)畫時(shí)傳入動(dòng)畫Index和當(dāng)前時(shí)間Time.time，動(dòng)畫片段將自動(dòng)從起始幀開始播放，并且完美支持動(dòng)畫是否循環(huán)。對于在骨骼上掛載的武器，無論是MeshRenderer還是SkinnedMeshRenderer都完美支持，因?yàn)閽燧d武器的節(jié)點(diǎn)Transform本身也作為骨骼寫入到了動(dòng)畫貼圖，Shader中會(huì)自動(dòng)通過骨骼的Local2WorldMatrix對頂點(diǎn)進(jìn)行變換，自然而然武器就會(huì)跟著骨骼動(dòng)。

三，獲取掛點(diǎn)位置?

例如GPU動(dòng)畫人物手里拿著一把槍，發(fā)射子彈時(shí)就需要在槍口的位置創(chuàng)建并發(fā)射子彈，由于GPU動(dòng)畫已經(jīng)沒有了骨骼Transform，槍口的位置怎么獲取呢？

GPU動(dòng)畫因?yàn)槭羌僑hader實(shí)現(xiàn)，所以切換動(dòng)畫只需要修改材質(zhì)的ClipId屬性即可，其中x作為動(dòng)畫索引，y作為動(dòng)畫播放的開始時(shí)間，即Time.time。

有了動(dòng)畫索引和播放的開始時(shí)間，我們就可以得到當(dāng)前動(dòng)畫已經(jīng)播放了多久，根據(jù)已經(jīng)播放時(shí)長就可以算出動(dòng)畫播到了第幾幀，通過第幾幀就可以從動(dòng)畫貼圖讀出任意骨骼的矩陣，這樣就實(shí)現(xiàn)了隨用隨取的高性能獲取掛載點(diǎn)位置、旋轉(zhuǎn)、縮放。

四，GPU動(dòng)畫幀事件：?

GPU動(dòng)畫轉(zhuǎn)換工具會(huì)自動(dòng)把Animation Clip中包含的事件數(shù)據(jù)保存到文件里，無需手動(dòng)處理。并且支持隨意增刪事件。

GPU動(dòng)畫事件同時(shí)支持 Mesh Renderer渲染和BRG渲染。

兩種渲染模式觸發(fā)邏輯不同：

1. 使用MeshRenderer渲染只需掛載一個(gè)事件腳本，然后就像為Button添加/移除監(jiān)聽事件一樣簡單。

2. 使用BRG渲染, BRG提供了獲取觸發(fā)事件的接口，接口使用Jobs檢測當(dāng)前幀觸發(fā)的事件，并將事件列表返回，由用戶在主線程自行調(diào)用觸發(fā)。大大提升了海量GPU動(dòng)畫單位事件觸發(fā)性能。

同時(shí)GPU動(dòng)畫事件處理時(shí)會(huì)進(jìn)行插幀計(jì)算，不會(huì)因?yàn)榭D問題導(dǎo)致跳過動(dòng)畫事件的觸發(fā)。

例如：一個(gè)弓箭手射箭動(dòng)畫，動(dòng)畫前大部分是搭箭、拉弓，動(dòng)畫最后一幀才松手，為了顯示效果同步，就需要在最后一幀弓箭手松手時(shí)讓箭發(fā)射出去，而不是在搭箭/拉弓的時(shí)候就發(fā)射箭。通過使用幀事件就能完美卡點(diǎn)解決這個(gè)問題。

五，GPU動(dòng)畫過渡/融合：?

?目前市面上的GPU動(dòng)畫插件要么是沒有動(dòng)畫融合，要么就是使用腳本計(jì)算融合，會(huì)導(dǎo)致性能大打折扣。為了保證性能優(yōu)先、兼容性高，最佳方案還是純shader處理。

如何用最小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)GPU動(dòng)畫平滑過渡呢？GPU動(dòng)畫切換動(dòng)畫時(shí)需要修改material上的shader參數(shù)clipId(Vector4)，其中x為動(dòng)畫clip的索引，y為動(dòng)畫切換時(shí)間，zw是預(yù)留屬性，暫未用到。

已知clip索引和切換動(dòng)畫的時(shí)間就可以輕易計(jì)算出動(dòng)畫已經(jīng)播了多久，進(jìn)而計(jì)算出播到第幾幀，然后通過幀數(shù)就可以從動(dòng)畫貼圖中讀取到當(dāng)前幀所有骨骼的Transform信息，然后所有骨骼從當(dāng)前的Transform數(shù)值平滑過渡到下一動(dòng)畫clip索引的第一幀骨骼Transform不就能實(shí)現(xiàn)骨骼平滑過渡了嗎？我們還需要指導(dǎo)上一個(gè)動(dòng)畫索引和上一個(gè)動(dòng)畫開始播放的時(shí)間，正好存入預(yù)留的zw中。

GPU 2d Spine動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)：

有多個(gè)網(wǎng)友反饋有2D GPU動(dòng)畫的需求，不過我們通常會(huì)認(rèn)為2D很難存在渲染瓶頸，然而并非如此。經(jīng)過實(shí)際測試同屏顯示相同的動(dòng)畫人物，1W個(gè)Spine動(dòng)畫 vs 1W個(gè)Animator動(dòng)畫。測試結(jié)果令人大跌眼鏡！Spine動(dòng)畫和Animator動(dòng)畫性能接近，1W單位下都只有8幀左右。要知道，我們之前測試的五百多頂點(diǎn)的3D人物，同數(shù)量級下能達(dá)到近9幀左右。Spine動(dòng)畫性能竟然如此之差！

看來對于數(shù)量級超過百、千單位的項(xiàng)目，非常有必要使用GPU Spine動(dòng)畫。

?實(shí)現(xiàn)原理其實(shí)就是把Spine動(dòng)畫轉(zhuǎn)換為Animator動(dòng)畫，由于2D動(dòng)畫都是有面片Mesh組成，z軸全為0. 因此必須解決渲染層級的問題，這一轉(zhuǎn)換過程需對Mesh進(jìn)行修改以使得渲染層級正確。轉(zhuǎn)換為Animator動(dòng)畫后就可以使用我們的GPU動(dòng)畫轉(zhuǎn)換工具直接進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同樣支持頂點(diǎn)動(dòng)畫/骨骼動(dòng)畫兩種模式。

同屏1W個(gè)單位測試環(huán)境下，Spine動(dòng)畫轉(zhuǎn)換為GPU 2D動(dòng)畫后幀數(shù)直接提升10倍以上，使用萬人同屏方案合批渲染功能后，相比Spine動(dòng)畫提升接近恐怖的40倍，對于2D割草游戲絕對是最佳方案。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-836597.html

到了這里，關(guān)于【Unity】GPU骨骼 GPU Spine動(dòng)畫 2D/3D渲染性能開掛 合批渲染 支持武器掛載 動(dòng)畫事件 動(dòng)畫融合 實(shí)時(shí)獲取骨骼位置的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！