[玩转UE4/UE5动画系统＞应用篇＞功能模块] 之 Foot Lock系统（ALS V4实现方案详解）

本教程采用图文教程+视频教程的多元化形式，我会为不同的知识点选择适当的表达方式。教程内容将同步免费发布于 开发游戏的老王（知乎|CSDN）的专栏《玩转UE4/UE5动画系统》。教程中使用的资源及工程将以开源项目的形式更新到GitHub：玩转UE4上。

工程文件： 玩转UE4(GitHub)

0. 效果演示

本文提供的项目仅包含拆解版的Foot Lock系统，而Foot Lock系统需要结合其它系统才能体现出它的效果，所以我借用了ALS V4原作者的Youtube频道中Foot Lock系统的演示视频。

通过演示视频可以看到Foot Lock系统和Foot IK系统一样，也是一种装饰性的功能，而且是更精细的效果，不仔细观察甚至都感觉不出它的存在。简言之，Foot Lock系统的作用就是当角色在地面做旋转、翻滚等动作时防止重心脚打滑。

1. 概述与原理

因为一定是脚与地面接触才涉及到Foot Lock，所以ALS V4的作者把它放在了Foot IK系统中实现，相当于Foot IK的子系统，所以阅读本文之前请先阅读本系列的另一篇教程《[玩转UE4/UE5动画系统＞应用篇＞功能模块] 之 Foot IK系统（ALS V4实现方案详解）》

在Character中Mesh组件是Capsule的子组件，因此当Capsule有Transform（指：Location和Rotation）时Mesh也会有Transform，这时就不可避免地造成脚底打滑现象。于是，我们计算出当前脚部的Transform，再让它减去由Capsule产生的Transform，这样脚部就被Lock住了。

Foot Lock系统的实现包含两个核心方法：

• SetFootLocking方法： 获取脚部Transform（Location和Rotation）。
• SetFootLockOffsets方法： 计算由Capsule产生的Transform，反向补偿给脚部，这样脚部就被Lock住了。

具体哪些动画的哪些帧需要Foot Lock，分别由动画曲线FootLock_L和FootLock_R决定。

和Foot IK一样，动画蓝图的事件图负责计算数值，而动画图中的Transform(Modify)Bone负责实际的移动骨骼。

2. 动画蓝图 事件图

SetFootLocking方法

具体实现

注释：

1. 获取FootLock曲线值Foot Lock Curve Value。
2. 只有当Foot Lock Curve Value等于1或者Foot Lock Curve Value小于Current Foot Lock Alpha（当前的Foot Lock Alpha）时，才把Foot Lock Curve Value更新给Current Foot Lock Alpha。

换句话说只在Foot Lock Curve Value瞬时达到1或者Foot Lock Curve Value在逐渐减弱时才更新，只有这样Foot Lock才会有一种锁定的效果（你细品）。

3. 如果Current Foot Lock Alpha等于1则记录当前的ik_foot在Component Space的Location（Current Foot Lock Location）和Rotation（Current Foot Lock Rotation）。
4. 当Current Foot Lock Alpha大于0时，更新Foot Lock偏移量，即使此时胶囊体有位移，脚部也能保持不动。

SetFootLockOffsets方法

注释：

1. 计算前后两帧之间Rotation Different（旋转差值）。
2. 计算前后两帧之间Location Different（位置差值）。

注：先计算出世界坐标系上的偏移量，然后用Mesh的WorldRotation计算出Mesh空间的Location Difference

3. 当前Location减去Location Different（Component Space）。
4. 当前Rotation减去Rotation Different（Component Space）。

Location Different和Rotation Different都是用于反向补偿的偏移量。

3. 动画蓝图 动画图

Foot Lock在动画图中模块接入的位置

注：Transform(Modify)Bone的Translation/Rotation Mode 都是Replace Existing;Translation/Rotation Space 都是Component Space

4. 动画曲线

下面举几个ALS V4中使用了Foot Lock的动画资源的例子

动画资源：ALS_N_TurnIP_R90

动画资源：ALS_CLF_GetUpBackMontage_RH

动画资源：ALS_N_Mantle_1m_Montage_LH

它们的共同特征是当重心脚着地的一瞬间，重心脚的FootLock曲线值要设置为1。

另外还需要注意的是，FootLock只有在FootIK曲线有值的时候才有效，部分动画属于地面动画（包含在Locomotion状态机中），它们本身虽然没有FootIK曲线，是因为在状态机中使用了Modify Curve方法动态将FootIK曲线值设为1了。