Sumo Digital如何创作《Spyder》复杂的动画系统

这个虚拟移动表面并不是用作蜘蛛的位置和朝向的目标，而是作为指导来确定蜘蛛的当前参考帧。我们使用这个信息来告诉蜘蛛朝哪个方向“附着”，以及如何调整自身的朝向。

截止此时，我们有了一个很好的系统，而且对最新沙盒测试关卡的遍历效果也很好。不幸的是，我们的测试关卡缺少一个字面意义上的边缘案例。

在我们颇为棱角分明的初始测试关卡中，这运动系统在微型的山丘、山谷、悬崖和墙壁上运行良好。但是当我们开始试验美术团队创作的更有代表性的关卡几何体时，问题就开始出现了。

被我们称为“乒乓”的问题来自蜘蛛的朝向系统中的一条反馈回路，因为我们需要这套系统在遍历关卡时能够快速反应并正确地调整蜘蛛的朝向，所以我们不能过度抑制这个旋转运动。

为了做到这一点，我们缓存了探测到的表面。这些缓存会一直保持有效，直到蜘蛛的移动超过一定的距离，或者旋转幅度超出指定量，或者缓存的某个表面发生移动为止。当发生这些情况时，我们就清除缓存，重新开始。

这最终解决了我们看到的问题，而且带来了一个令人高兴的副作用，就是大大减少了在一段时间中执行的扫描量。
 

还是不启用物理吧

我们把浮动Pawn移动采样代码作为蜘蛛移动系统的基础，这表明我们很想做出一个符合动力学的角色。原先的游戏设计并不要求制作任何与物理相关的效果，重力始终指向角色行走的表面。

所以，当被要求给角色的能力添加一些与物理相关的要素（为了提高游戏性）时，我们就面临两种选择：
 

• 在主角身上启用物理系统，把所有运动代码都转换为使用各种力。

或
 

• 用更有利于游戏性的方式模拟我们所需要的力。

我们选择了后者。

促使我们做出这个决定的主要因素是我们的项目一开始就有的蜘蛛角色。

那个蜘蛛是用蓝图编写的，是从原先的内部Sumo Digital游戏创作赛会原型发展起来的。它是基于一个物理对象构建的，所有的移动、旋转和表面吸附都是通过对该角色添加各种力来实现的。每个用过它的人都认为，要在准确符合物理定律的模拟和有趣而迷人的游戏性之间取得平衡很困难。

这对我们来说可不好。我们必须有一套易于调整和平衡的系统，所以我们选择了第二个选项。
 

把猫头鹰画全

前面已经提到，我们需要给蜘蛛增加一些附加的能力。

设计部门要求我们利用虚幻引擎中的物理材质进行扩展，具体说来就是模拟摩擦的方式。

因为我们已经在蜘蛛身上做我们自己的物理模拟了，所以在此范畴中扩展摩擦计算来支持设计部门所要求的粘滞表面效果相当容易。

我们接到的第二个请求是支持我们自定义的游戏中风力系统。

开发这个自定义风力系统是为了让我们能够吹动关卡中的游戏性对象，我们也需要让蜘蛛对这个系统做出同样的反应。要用这套系统来移动蜘蛛，只需要给代码增加一些简单的内容，我们已经对蜘蛛添加了AddForce和AddImpulse函数的实现，所以只要把它们关联一下就好。

但这个过程并不是一帆风顺的，事实证明，要让这个系统在各种帧率下保持一致，比我们预料的要难得多。

这个系统在我们的开发PC上以很高的帧率运行时表现良好。但是，把它放到我们支持的低端设备上时，就是另一回事了。

如果我们只对蜘蛛应用风力，那么这不一定会成为问题，但是我们还要使用同样的系统移动各种游戏性对象，而在这套系统下，两者的行为不一致。

我们花了不少时间调试和优化我们自己的物理模拟，最终在其中实现了物理分步。最后添加的这部分代码让我们得到了需要的一致结果。
 

后续工作

随着《Spyder》发售，代码团队也有机会来反思开发历程，整理积累的知识，并思考尚未解决的问题。

说到将来可能要做的工作，我们就想到了两个功能：

• 让小蜘蛛成为物理对象。
  • 这将会更符合虚幻引擎的框架。通过这一措施，我们可以对我们的设计师赋能（他们纯粹使用蓝图工作），使他们能够更自由地使用当前虚幻引擎的现成功能设计原型。
• 这种粘性运动技术的其他使用。
  • 《Wipeout》式的悬浮竞速。
  • 《超级马里奥银河》式的平台跳跃。
  • 《旺达与巨像》的游戏玩法。

动画是虚幻引擎的一个积极发展的方面，有一些有趣的新技术，值得我们在今后的工作中去研究。我们已经提到过试验性的可编脚本骨架绑定系统Control Rig，它可能是以更模块化、功效更强大的方式重新实现IK逻辑的好选择。惯性混合可以提供性能和混合质量方面的增益。用来检查游戏性状态和实时动画行为的新分析工具Animation Insights似乎对开发很有用。这里还有许多功能可以为未来的改进提供途径。

在我们动画系统的未来迭代方面，我们将考虑改进生成的样条的时间稳定性，以减少当跟踪在不同帧中返回的结果差异很大时出现腿脚闪烁的几率。我们的动画混合行为也还有改进的余地，目标是避免不同姿势之间过快混合，例如在蜘蛛从跑动中停下时。

我们希望了解我们的《Spyder》开发过程能让你感受到乐趣，如果你想和Agent 8一起拯救世界，那就去玩玩Apple Arcade上的《Spyder》吧！