要想让游戏看上去栩栩如生，动画表现往往扮演着十分重要的角色，我们打开一座陈旧的遗迹大门，打翻一架沉重的钢琴，或是按下“R”释放一团闪耀着的大火球。。这些都需要动画来赋予他生命，刚体动画，骨骼动画，粒子动画等等，否则，一切元素都会归于静止而显得枯燥和缺乏生命力。
什么是动画
在基本的层面上，动画就是时间和变化这两个独立特征之间关系的表示，这么说未免显的太隐晦，不如说，动画定义了一段时间内的变化。如红绿灯由红灯变为黄灯，这就是一段动画，表示一段时间（红灯开始到黄灯亮起）内的变化（颜色变黄）。
因为我本身不是动画设计师，所以没能从艺术角度分析什么是动画，但毫无疑问优秀的动画可以有效得表达情绪，氛围，场景以及理念等特征。大大加强游戏的代入感。（例如经典的奥日与黑暗森林，用了大量动画效果打造出一个幻想的世界）
1.帧
帧是我们在游戏中经常能听到的概念，在动画表示中，时间需要被划分为变化过程中独立且离散的单位，这一单位就是帧。，这一概念的出现给属性变化提供了机会————我们可以在某一帧内打开大门或是移动角色。但是每秒的帧数（即FPS）是因计算机设备而异的，通常较差的帧率意味着较低的性能。
1.1关键帧
虽然帧为我们的动画提供了改变机会，但并不是每一帧都需要改变，例如无人开启的大门将一直保持静止状态，直到有人用钥匙唤醒它，即大门有两个状态，开启状态和闭合状态，这两个状态变化时刻就可以表示动画中的关键节点，即关键帧。通常我们只要定义关键帧的动画，Unity会自动帮我们生成中间帧，平滑的补全中间动画，这一数学过程称之为差值运算，也是我们在Unity中常用的一种运算方法。
动画类型
从技术角度上动画可以根据实现方式的不同划分为不同的动画类型，我们先简要介绍他们，随后的章节我们会补全更多的知识。
1.刚体动画
刚体动画用于创建预制动画序列，通常不需要我们过多的人工干涉，直接利用Unity的动画组件进行配置即可。刚体动画多用来移动和改变对象的整体属性，如奔驰的车辆，沿合页闭合的大门，翻倒的大树等，均是作为独立的整体进行操作，在动画结束后，其内部结构和组成未发生任何变化，这一类动画可直接在Unity的动画编辑窗口加以定义，其中曲线中的结点为关键帧（变化帧）。
2.骨骼动画
如果仅靠刚体动画，我们是无法表现人类的追逐跑动，独眼巨人霸气的一记重击，对此就要用到骨骼动画，这类动画通常不改变整体的位置，旋转和缩放，而会在帧间对内部组成和结构进行移动或变形。动画设计师往往创建特定骨骼对象的网状物，并以底层网状骨骼予以近似，进而对周边和内部几何体实现方便独立的操作。十分有效的模拟人物行走时手臂的摆动或是头部的转动。通常情况下，骨骼动画会在3D建模软件中完成，但是Unity也提供相应的组件进行设置，我们后期给予讨论。
一个简单易懂的2D骨骼动画教程 by Brackeys（youtube）
3.精灵动画
这是对于2D动画，图形用户界面以及各类3D特效（例如水纹，刀光）通常要用到的动画，这类动画不会像刚体那样运动，其内部结构也不会发生改变。而是利用图像或帧序列以特定的帧速率播放，进而呈现一致的动画外观，例如2D动画中角色的行走，跑动，跳跃，通常是已经绘制完毕并放置与精灵表单中，在需要时直接轮换播放。
4.物理动画
在很多时候，我们希望动画呈现真实的效果并动态的与场景反馈，但很多时候是我们无法预知的，我们希望落石因为重力而下坠，希望气球因为浮力而上升，但我们无法控制所有的落石，气球。这是最常用的方法是采用Unity提供的物理系统，让其自动模拟真实世界的行为方式。
5.变形动画
有些情况下，我们对动画有更为复杂的要求，我们希望主角晚上看到月亮变成魁梧的狼人，希望青蛙变成帅气的王子，类似这些情况，我们需要将网格状态混合，或通过平滑方式从一帧合并至另一帧的不同状态中去，这一过程称之为变形动画，或形状混合，实际上，该方案依赖于动画关键帧之间网格的对应定点，以及中间帧不同形态见得混合结果，该方案计算量较大，对性能会产生一些影响，但可以产生精美切逼真的外观表现。
6.视频动画
Unity可播放视频文件，将视频转化为.OGV格式，即可将其作为资源文件。根据此类文件，Unity可将视频视为网格对象上的动画纹理进行回放。
7.粒子动画
动画模拟过程中经常会出现某些不具备特定形状的非实体对象，例如火焰，花火，雾效，云朵，这时候就是粒子动画的主场了。粒子系统作为Unity的重要组件有着很强大的作用，通常可配置出令人惊艳的动画效果。
8.可编程动画
一定时间内动画属性的变化来自于程序设计，即开发者针对特定功能编写的代码，这样的动画，我们称之为可编程动画。也是我们最常见的动画类型。当然多数时候，动画效果都是通过设计师制作完成，代码仅仅在运行期间对动画行为进行触发和引导。
编写代码实现动画
下面通过实例来解释Unity动画中一些重要的概念，一致性动画，运动向量，协同程序和动画曲线。这里我假设已经掌握了Unity的基础知识，懂得Unity中窗口和组件的名称所指，熟悉创建物体，创建脚本并编写简单代码。
一致性动画
我们创建这样一个2D场景（所有技术均可以扩展到3D项目），一艘宇宙飞船正在关卡中匀速前进。这看起来很简单，但是很酷不是吗。
创建我们的飞船（其实是一个小方块贴图，可随意更换），位置归零，调色，创建脚本Ship.cs挂载到飞船上，然后就如下所示：
现在我们要飞船移动前进，修改update()函数，改变物体的position，让其每一帧前进0.05个单位，因为帧率很快，所以这个速度绝对不算慢：
void Update () {
transform.position += new Vector3(0.05f, 0, 0);
}
但是这里有一个问题，我们知道update函数每一帧会调用一次，但是帧数是根据硬件和软件环境有所不同的，所以对于FPS为70的机器，1s他会移动70 * 0.05=3.5个单位，而对于FPS为50的机器来说，他会移动50 * 0.05=2.5个单位，用户的体验就得不到同样的保证，而且在对于多人游戏来说更是一种不平衡，必须所有玩家都处于同步状态！
解决方法就是一致性动画————速度，时间和deltaTime
根据上述条件我们知道，因为帧率的不同我们不能用它来表示物体的移动，我们按照现实世界的规律可以采用速度——距离——时间公式，让距离=速度*时间，对于1m/s的物体，5s就移动5米！这种思考就不会受到帧速率的影响。另外不同的计算机在时间上都是保持一致的，1s在所有设备上不多不少，这时就要用到deltaTime。
deltaTime表示为Unity本地变量，作为time类中的数据在各帧中被更新，表示了据上一帧所经历的时间，这是一个很重要的消息，当乘以速度后我们就可以对速度就行缩放，进而将帧率不同的设备上取得一致的速度。例如我的FPS大约为100，那么我这一次执行update距上次大约为过去0.01s，所以deltaTime就为0.01，我的速度会乘0.01，另一台机器FPS假设为50，那么它的deltaTime为0.02，速度会乘0.02，我帧率虽然是他的两倍，但因为缩放，最终效果是一样的移动距离。这就是deltaTime的神奇之处。(虽然看起来没啥变化= =)
//添加了速度变量，方便操作，因为帧率大约缩放了0.01，所以我的速度值乘以100
public float speed = 5.0f;
//...
//用deltaTime对速度进行缩放
void Update () {
transform.position += new Vector3(speed * Time.deltaTime, 0, 0);
}
(p.s 如果移动的很慢很慢，一定是你的Inspector窗口的速度没变，Unity会自动保存之前的值)
某一方向的运动行为
如果你看过星球大战，那么你一定知道真正飞船拖着炫彩的火焰尾巴在宇宙中盘旋，翻滚躲避激光，相比之下我们的飞船移动太过生硬了，肯定会被一发导弹就炸毁！现在我们要将他在任意方向上移动。
这里需要用到向量这个概念，相信你不会陌生，因为向量既有方向，又有大小，这不正好符合我们的速度吗。例如(1,0,0)代表x轴正方向移动，(0,-1,0)代表y轴负方向移动，我们甚至可以使用(1,1,0)表示在x轴和y轴的45°夹角方向进行移动。代码如下：
//重新定义一个方向变量
public float speed = 0.05f;
//...
//三者相乘
void Update () {
transform.position += direction.normalized * speed * Time.deltaTime;
}我们在inspector窗口改变其方向，运行结果如下：
动画曲线
但是这还不是我们想要的，我们不想要直线运动，而是要让飞船在宇宙空间画一个完美的曲线！或者速度从快到慢进行一个过度。这时候就到了动画曲线出场了。
//添加动画曲线
public AnimationCurve AnimCurve;
//乘以动画曲线
void Update () {
transform.position += direction.normalized * AnimCurve.Evaluate(Time.time) * speed * Time.deltaTime;
}这是我们Inspector窗口出现了可配置的曲线属性，点击打开曲线窗口就可对曲线进行编辑。曲线中横轴表示时间，纵轴便是曲线的值，可以点击左下角的预制曲线进行快速配置，也可以在曲线上点击添加控制点，我们以创建常用的曲线为例：开始时速度递增，结束时速度递减，运动1s，其中开始点，和结束点均位于0点便是速度为0，静止状态，中间1表示达到最大速度。
我们在曲线中心插入控制点拖动到1，两端控制点拖动到0，并移动控制点两端的线段使其平滑，通常右键设置Auto，Unity会自动帮我们平滑处理，更多的操作参考官方文档。最终效果如下：
协同程序
下面我们应用协同程序实现一个常用的动画效果，朝目标平滑旋转。这在游戏里也是常用的技巧之一，例如RPG游戏中我们让前进的角色向右走，角色会先把身体转向右边再执行行走动画，如果在我们输入指令后角色突然面向右边了，就太诡异了。
以两个方形为例，我们让橘红色方块（假设是一辆坦克战舰）始终瞄准飞船。新建Tank.cs脚本如下：
//瞄准的目标
public Transform target;
//旋转速度
public float RotateSpeed = 100f;
// Use this for initialization
//游戏开始时执行协程
void Start () {
StartCoroutine(TrackRotation(target));
}
//旋转协程
IEnumerator TrackRotation(Transform target)
{
while (true)
{
if (target != null)
{
//找到旋转方向
Vector3 dir = target.position - transform.position;
//转化为Quaternion
Quaternion newRotation = Quaternion.LookRotation(Vector3.forward,dir);
//应用旋转
transform.rotation = Quaternion.RotateTowards(transform.rotation, newRotation, RotateSpeed * Time.deltaTime);
}
yield return null;
}
}这段代码涉及的东西有些多，我们一一来说，IEnumerator即协同程序类似与多线程，多任务机制，可以与其他处理一同进行，对于动画而言，这是十分有用的特性，他至少包含一条yield语句，代表留空多长时间，上段程序yield return null表示我们跳过一帧然后再回到while循环。协程程序需要StartCoroutine()来开启，用法与函数没有太大不同。
至于Quaternion四元数我会专门用一章时间来介绍，因为旋转是Unity中十分重要的操作之一，而且理解起来也不容易，等我写好后会放在博客上。现在只需要知道，我们找到旋转方向后把方向转化为四元数（一种的旋转表示方法），然后让Y轴始终指向dir方向即可。
效果如下：
其实这些只是Unity动画系统中很少的一部分，涉及的知识也是很基础的知识，要想深入了解动画系统，需要投入很大的精力，但是别急，这次只是Unity动画基础知识讲解和一些实验，接下来我们一起学习其他的知识。
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