Постановка стоп через IK: сохраняйте контакт, не мешая циклу ходьбы

Исправляйте позу через цель контакта

Постановка стоп использует обратную кинематику для адаптации анимированной ноги к нужному контакту. Анимация задаёт походку, цель IK — позицию и, возможно, ориентацию стопы. Решателю для двух костей также требуется разумное направление сгиба. Unity предоставляет настройки цели и направляющей точки, а Epic описывает порядок решателей и изменение тела перед расчётом ног. [1][2]

Получите цель, связанную с землёй

Проводите проверку сверху от ожидаемой позиции стопы в соответствующем направлении земли, исключая самого персонажа. Проверяйте поверхность попадания, уклон и расстояние контакта. Учитывайте смещение между целью лодыжки и подошвой, иначе лодыжка окажется на месте, а обувь проникнет в пол. Выравнивайте подошву по допустимой нормали поверхности, не задавая невозможный поворот лодыжки.

Определяйте силу коррекции по контактной фазе анимации. Переносимая нога должна свободно подниматься. Во время опоры сохраняйте контактный якорь, а не тяните его постоянно вслед за исходной анимацией. На движущейся платформе выражайте якорь в её координатах и обновляйте вместе с её трансформацией.

Расчётный пример: досягаемость ограничена геометрией

Возьмём условную ногу с длинами сегментов 0.42 метра и 0.43 метра. Без растяжения максимальная досягаемость лодыжки равна 0.42 + 0.43 = 0.85 метра. Цель непосредственно на 0.92 метра ниже бедра нельзя достичь одним вращением этих сегментов.

В этой упрощённой вертикальной схеме опускание бедра на 0.09 метра оставляет 0.92 - 0.09 = 0.83 метра — достижимое расстояние с некоторым сгибом. Реальное изменение таза должно учитывать обе ноги и ограничения тела: опускание ради одной стопы может ухудшить другую. Числа показывают геометрию, а не универсальные настройки персонажей.

Диагностируйте контакты до полировки

Показывайте начала проверочных лучей, нормали попаданий, цели лодыжек, фазы контакта и направляющие коленей. Сначала испытайте ровный пол, затем лестницы, склоны, края и движущиеся платформы. Сравните позу до и после изменения таза и решайте ноги после соответствующего движения тела.

Плавно вводите и снимайте контакт, избегая видимых скачков, но проверяйте, не вызывает ли сглаживание скольжение опорной стопы. Ограничивайте диапазоны коррекции и задайте ясный запасной вариант при отсутствии земли или недостижимости цели. Сбрасывайте якоря после телепортации, разрывов анимации или потери опорной платформы. Проверяйте разные частоты обновления и переходы между ходьбой, прыжком и приземлением.

Отделяйте визуальную коррекцию от управления движением

IK стоп не меняет способность контроллера взойти на препятствие или удерживаться на нём. Чрезмерная коррекция может скрыть неподходящую походку, создавая неестественные колени или бёдра. Начните с подходящей анимации и движения контроллера, затем добавляйте контакты в пределах измеренного бюджета расчёта позы. Оценивайте всего движущегося персонажа, а не только неподвижный крупный план стопы.

Источники

• [1] Two Bone IK — Unity Technologies, Animation Rigging documentation.
• [2] IK Rig Solvers — Epic Games, Unreal Engine documentation.