Physbones
Physbones 是可以为模型的头发、尾巴、耳朵、服装等部件增加物理效果的组件,它们能使您的模型看起来更加灵动和真实。
在技术迭代关系上,Physbones 是 Dynamic Bones 的替代品。虽然两者存在着很多共同点,但 Physbones 提供了一些完全不同的参数,因此不是所有的 Dynamic Bones 组件都可以直接自动转换为 VRChat 的 Physbone.
在SDK的VRCSDK/Examples3/Dynamics/Robot Avatar
目录下可以找到使用 Avatar Dynamics 的示例。
VRCPhysbone
它定义了一个通过 Physbones 的功能实现动画的骨骼链。这些骨骼链可以用于模拟例如头发、尾巴、耳朵等身体部位跟随躯干运动的效果。VRCPhysbone 提供了一些选项参数供您对其效果进行精细化调整。
此外,Physbones 能与玩家发生交互。如果您给予其他玩家权限,那么其他人可以抓住您模型上的 Physbones ,同时按下扳机键来锁定它的位置。您也可以在组件的配置选项中禁用此功能,例如不允许锁定、不允许抓取或不允许碰撞。
虽然 Physbones 没有专门为布料效果而优化,但它也可以作为布料组件的下位替代品,直到我们实现自己的布料组件为止。
![](/assets/physbones-ca9ee06-2022-05-04_18-23-09_Unity.D22di6Jd.png)
版本选择
您现在可以直接在组件中,选择要使用的 VRCPhysbone 组件的版本。当您创建新组件时,将默认选择最新版本。现有的模型将继续使用旧版本 VRCPhysbone ,除非您手动更新它们并重新上传模型。
版本1.0:
- VRCPhysbone 组件的最初版本。
版本1.1:
- 弹性骨骼更新,允许骨骼被挤压、拉伸。
- 重力现在表现为影响骨骼在静止时旋转的程度系数。骨骼向重力方向移动需要一个正的拉力。
- 刚度现在表现为影响骨骼停留在其先前方向的程度系数。
Transform
Root Transform
- 骨骼链的起点变换。如果此处留空,则默认为拥有该组件的游戏对象。 Ignore Transforms
- 不受此组件影响的变换列表。除被列入的变换外,这些变换的所有子级变换也不会受此组件影响。 Endpoint Position
- 用于在骨骼链的各个终点添加额外骨骼的向量,值非零时生效。通常,您会希望沿着 +Y 增加此值,即沿着起点指向骨骼终点的方向。 Multi-Child Type
- 当定义了多个骨骼链时,根骨骼的运动模式。这包括三种模式:
如果设置为 Ignore ,根骨骼将不会出现物理效果。这对于头发等物体非常有用,因为您可以只在根骨骼上设置一个 Physbone 组件即可作用于所有子级头发骨骼!
如果设置为 First ,根骨骼将与层级中的第一个骨骼连接形成一个连续的链。其他所有链仍然有效,但它们将从每个相应链的第一个骨骼开始,而不是从根骨骼开始。
第一个骨骼指的是什么?
第一个骨骼指的是具有 VRCPhysbone 组件的根骨骼下的各个子级骨骼,它们就是根骨骼下不同骨骼链的起点。
如果设置为 Average ,则 VRCPhysbone 会以根骨骼为起点,生成一个不一定与子级骨骼重合的虚拟骨骼链,这个虚拟链的位置与大小取根骨骼下的各骨骼变换平均值,其摆动时,会带动根骨骼下的各骨骼摆动。
危险
如果您要放置 VRCPhysbone 组件的目标骨骼是单个根骨骼,或着单个根骨骼及其多个子级(但没有孙级),则您 必须 定义一个非零的Endpoint Position
!
例如,如果您将 Physbone 组件放在下面的任何一个 根骨骼
上,那么为了使 Physbones 正常工作,您必须定义一个 Endpoint Position 。这与 Dynamic Bones 不同!
单个根骨骼:
根骨骼
多个子骨骼,单个根骨骼:
根骨骼
子骨骼1
子骨骼2
子骨骼3
子骨骼4
您还可以通过在每个子骨骼
之后添加“末端骨骼”来解决此问题,但这涉及对骨架的编辑工作。
Forces (受力)
Integration Type 定义了用于模拟骨骼变换运动受外界影响的受力表现类型。根据您选择的类型,该部分的可用选项将发生变化。您可以在以下两种类型之间选择:
Simplified
是一种更稳定的方法,表现更慢,对外部冲击和外力反应不太敏感,但更容易配置。Advanced
不太稳定,并且对外部冲击和外力反应更敏感,但允许更复杂的配置。 在默认设置下,这两种模式的表现非常相似,它们之间的差异可以通过细调设置和测试来体现。
信息
下面的大多数(不是全部)选项都可以通过在滑块旁边按下 C 按钮来使用曲线。曲线可以让您微调 Physbone 在链的不同长度上的受力属性,借此您可以让骨骼呈现出一些复杂的力学表现!
下方的大多数 Physbones 设置都可以使用曲线!
![physbones-054e326-2022-04-19_11-32-12_Unity.png](/assets/physbones-054e326-2022-04-19_11-32-12_Unity.B6FBVTON.png)
Pull
- 用于将骨骼恢复到其静止位置的力量大小。 Spring
- 当骨骼试图达到其静止位置时,骨骼发生摆动的程度。仅在Simplified
类型中可用。 Momentum
- 当骨骼试图达到其静止位置时,骨骼发生摆动的程度。仅在Advanced
类型中可用。其实际效果与Spring
略有不同。 Stiffness
- 骨骼试图保持在其静止位置的程度。仅在Advanced
类型中可用。 Gravity
- 影响骨骼的重力大小。是正值则向下拉动骨骼,是负值则向上拉动骨骼。 Gravity Falloff
- 仅在Gravity
值非零时可用。它控制骨骼在静止位置时忽略重力影响的程度。值为 1.0 则表示在静止位置时完全不受重力影响。这样,当骨骼由旋转离开初始位置时,重力可以影响骨骼的运动状态,而不会影响骨骼的静止状态。
使用Gravity Falloff
参数的一种方法是,如果您的头发已经被建模为在正常站立时的静止状态,您可以将该参数设置为 1.0。这样,当您只是站立不动时,您的头发不会受到重力影响,并保持在其原始建模位置。如果您的头发被建模为 45 度向外伸展,并且您希望它受到足够的重力影响以形成漂亮的曲线(但不完全向外伸展或完全向下伸展),那么您可以调整滑块,来使用 0.5-0.8 之间的值,这样会在静止姿势时对头发施加一部分重力。
Immobile Type
更改Immobile
的工作模式。
如果设置为All Motion,Immobile
会减少从根变换的父级计算出的任何运动的程度。这是新的 Physbones 和转换后的 Dynamic Bones 的默认模式。在此模式下,Immobile
系数将抑制场景空间或播放空间中的所有 Physbone 运动。
如果设置为 World (Experimental) , Immobile
仅从场景根变换的参考位置减少位置运动。动画或 IK 引起的运动仍会正常影响骨骼。此模式可能会在将来更改!
这意味着在播放空间中移动仍会正常影响 Physbones 的运动,但是这时Immobile
系数也会同样抑制 Physbones 的运动。
Limits (限制)
设置 Limits (限制)可以限制 Physbone 链的旋转程度。这种办法适用于阻止头发穿模进入头部,并比设置碰撞器更加高效!
此外,在配置限制选项时,当您选择 Physbone 链上的物体时,场景视图中将可视化显示这些限制。在微调限制时,这些显示将非常有帮助!
Limit Type
有多种模式。这些模式都允许在 Pitch
、Yaw
和 Roll
等方面对 Rotation
进行调整,或者分别沿 X、Y 和 Z 轴进行调整。
None
None
表示此骨骼链上没有启用限制。这个模式没有配置选项。
Angle
![Angle](/assets/physbones-b7abe1f-2022-04-19_11-49-26_Unity.U2EO4EBI.png)
Angle
表示骨骼链将以 Rotation
定义的轴为中心,限制在 Max Angle
内。在场景视图中,这被可视化为一个圆锥体。
Hinge
![Hinge](/assets/physbones-b7723cc-2022-04-19_11-50-04_Unity.Cmb3jYjf.png)
Hinge
表示骨骼链将仅在由 Rotation
定义的平面上,并被限制在 Max Angle
内。在场景视图中,这被可视化为一个圆片的切片,类似于披萨或馕。
Polar
![](/assets/physbones-824db3c-2022-04-19_11-51-22_Unity.7D-ZTvvn.gif)
Polar
有点复杂。它就像用 Hinge
沿 Yaw
扫过一定角度得到的图形球段。您可以配置 Max Pitch
和 Max Yaw
来调整球段的大小,并使用 Rotation
来定义该段在球体上的位置。它的可视化可以帮助您更好的配置其选项。
不要过度使用 Polar
限制,因为它们会产生一定的性能成本。大量使用它(超过64个)可能会导致一些问题。如果您的 Max Pitch
和 Max Yaw
值相似或相同,则考虑转用 Angle
限制,因为它在性能方面成本较低。
碰撞
Radius
- 骨骼的碰撞半径(以米为单位)。用于碰撞和抓取。 Allow Collision
- 允许骨骼与此组件上碰撞器列表以外的碰撞器发生碰撞。目前,这些碰撞器仅包括每个玩家的手和手指,它们的大小和位置由对应的模型定义。 Colliders
- 会与这些骨骼发生碰撞的碰撞器列表。
伸缩和压缩
Stretch Motion
- 运动对骨骼的伸展/压缩的影响程度。值为零意味着骨骼只会因抓取或碰撞而伸展/压缩。 Max Stretch
- 骨骼可以伸展的最大量。该值是原始骨骼长度的倍数。注意:最大边界Max Squish
- 骨骼可以压缩的最大量。该值是原始骨骼长度的倍数。
抓取和定位
Allow Grabbing
- 允许玩家抓取骨骼。 Allow Posing
- 允许玩家在抓取后锁定骨骼。 Grab Movement
- 控制被抓取的骨骼的移动速度。值为零时, Pull
和 String
将影响骨骼移动到抓取位置的速度。值为 1 时,骨骼 将立即移动到抓取位置。 Snap To Hand
- 当骨骼被抓取时,它是否要与抓取它的骨骼对齐。
选项
Parameter
- 用于为模型控制器提供多个参数的前缀。如将该参数设置为Tail
,则下文参数名中的{parameter}
将被替换为Tail
。{parameter}_IsGrabbed
- [Bool] 骨骼是否被抓取。{parameter}_IsPosed
- [Bool] 骨骼是否被锁定。{parameter}_Angle
- [Float] 值范围为 0.0-1.0。从其原始静止位置到末端骨骼的 180 度角度的归一化值。换句话说,如果您完全扭曲一个骨骼,使其与起始方向相反,那么此参数的值将为 1.0。{parameter}_Stretch
- [Float] 值范围为 0.0-1.0。骨骼被拉伸到其最大伸展长度的百分比量。Is Animated
- 允许对骨骼变换进行动画处理。每帧骨骼静止位置将根据动画进行更新。如果您想让 Physbone 链中的任何骨骼(包括根骨骼!)的位置能被动画更新,则必须启用此选项。Reset When Disabled
- 如果启用该选项,则当此组件被禁用时,骨骼将自动重置到其默认位置。
重要说明、使用技巧等
不要在同一个游戏对象上同时放置约束和 Physbone 组件,因为这会导致执行顺序问题。
您仍然可以将约束放在父游戏对象上,并把将约束的目标设置为原含有 Physbone 组件的游戏对象。
Quest限制
** Physbones 在 Meta Quest (一体机 VR)上有严格的限制。**这是为了防止这些设备遇到性能问题,因为通常这些设备的 CPU 处理能力受限。
您可以将这些限制视为 Quest 的 Very Poor 的限制,详细信息请参阅最低显示性能等级文档。
每个组件的限制
**单个 Physbone 组件不能同时影响超过 256 个变换。**这包括根骨骼以及其所有子级。这也会影响 Dynamic Bone 的转换!
您应该在一开始就尽量避免有太多的骨骼。尝试将链中的骨骼向上合并到其直接父级。社区创建的工具(如Cat's Blender插件)可以为您完成此操作。
动画属性
Physbone 的受力属性,如 Spring、Pull、Stiffness 等,在模型初始化时就会被设置,之后无法被动画处理。
但是,如果您设置动画为:关闭 Physbone 组件,对组件的属性进行动画处理,然后再打开组件,那么您可能可以完成对受力属性的动画化更改。请注意,我们不会官方支持和维护这一种对属性进行动画处理的方法。(换句话说,它可能会失效。如果失效,我们不会尝试修复它。)
人体骨骼
**不要将人体躯干的骨骼设置为 Physbone 的根骨骼。**换句话说,不要将 Hip、Spine、Chest、Upper Chest、Neck、Head 或任何肢体骨骼设置为根骨骼。这将导致严重问题。
相反,复制要用作根骨骼的骨骼,并将要动画的所有子骨骼重新连接到新的复制根骨骼。这应该在 Blender 中完成。社区制作的工具(如 Cat's Blender 插件)可以为您完成此操作。
Physbone 旋转
与 Dynamic Bones 不同,** Physbone 链的根骨骼可以旋转**。但是它不能平移。这可能会对某些设置产生一些影响-请自行尝试以了解其表现。
Physbone AV3参数
您无需出于需要同步的目的,在 VRCExpressionParameters
对象中定义 Physbone 的参数,因为这些参数会自动在本地和远端机器间同步。
Physbone Immobile
行为
Dynamic Bones 的 Inert
值基于组件的放置位置,而不是根变换。这可能是 Dynamic Bones 的一个错误。因此, Physbones 的 Immobile
值基于根变换。这可能会影响某些情况下的行为。
最佳组件使用
由于 Physbones 的多线程特性,不推荐将所有骨骼定义到同一个链中,因为这不会那么高效。多个组件使我们能够在线程之间分解工作。尽管如此,您仍然应该努力减少组件的数量...但是与 Dynamic Bones 相比,模型上拥有多个组件不会带来大量的性能代价。
如果您真的需要提高帧数,那么当您的单个组件影响超过 128 个骨骼时,您应考虑拆分它,例如如果您有一个包含 256 个骨骼的裙子,并且它们从根出发,分为数条骨骼链,那么将其分割为两个或三个组件将起到优化作用。
但是,如果单个组件只影响大约 32 个骨骼时...不用担心。正如您可能已经注意到的,这些都不是严格的限制!当它们看起来能被以更好的方式设置时,我们会提出一些软警告。
最大边界
每个 VRCPhysbone 组件都有一个边界框,随着骨骼的移动而增长和收缩。这些边界框有助于检测触摸和抓取 Physbones 的玩家的碰撞。为了效率起见,边界框被强制为最大为 10×10×10 米。 Physbones 可以超出此范围并继续正常工作。但是玩家可能由于超出边界框范围,而无法触摸或抓取这些骨骼。
边界框仅考虑具有碰撞和半径大于零的骨骼。在需要提供非常长的伸展的情况下,只要在伸展点之后存在具有碰撞的骨骼,您就可以避免达到此最大边界限制。
VRCPhysboneCollider
定义了一个会影响 Physbones 的碰撞器(前提是对应的 Physbone 有正确地配置了碰撞选项)。
![](/assets/physbones-ac38f46-2022-05-04_18-35-11_Unity.XBFKlm6U.png)
Root Transform
- 放置此碰撞器的变换。如果为空,则默认为含有该组件的游戏对象。Shape Type
- 此碰撞器使用的碰撞形状类型。您可以选择球体、胶囊体或平面碰撞器。Radius
- 从其原点延伸的碰撞器的大小。Height
- 沿 Y 轴的胶囊体高度。Position
- 相对于根变换的位置偏移量。Rotation
- 相对于根变换的旋转偏移量。Inside Bounds
- 启用时,此碰撞器将会把骨骼吸附在其形状内,而不是把骨骼排斥在其形状外。Bones As Sphere
- 启用时,此碰撞器将 Physbone 碰撞半径视为以骨骼位置为中心的球体,而不是沿骨骼长度的胶囊体。
标准碰撞器
在 Avatar Descriptor 中定义了一组“标准碰撞器”,这些碰撞器位于一个名为 “Colliders” 的新部分中。此部分允许您定义一些存在于每个模型上的标准碰撞器。如果您不进行任何更改,则将自动设置这些碰撞器,但也可以进行微调以完全适应您的模型。这些碰撞器不会影响性能评级。
- Head
- Torso
- Hands L/R
- Feet L/R
- Fingers L/R
- Index
- Middle
- Ring
- Little
这些碰撞器主要作为 Contact 发送器,其他人可以用其模型检测到。但同时,手指和手部碰撞器也用于创建全局的 Physbone 碰撞器,它们可以与其他人的 Physbones 发生互动。
自动 Dynamic Bone 转换
默认情况下,客户端将自动将 Dynamic Bones 转换为 Physbones。这样做是为了提高整体性能,并且这对于模型之间的交互也是必要的。如果需要,您可以在主菜单的性能选项部分关闭此选项,但您会失去对应的性能提升和模型交互能力。
默认情况下,Dynamic Bone 转换后使用 Advanced 模式,因为我们能够更精确地将 DB 配置与使用 Advanced 模式的 Physbone 配置匹配。此外,DB 转换使用 Ignore 作为 Multi-Child 类型(因为使用 First 或 Average 类型会使得几乎所有情况下的 Physbone 出现问题。)。这可能会导致某些特殊的 DB 设置出现问题。
关闭转换意味着您将无法与由 Dynamic Bones 驱动的模型骨骼进行任何交互。但是,原生使用 Physbones 和 Contacts 的模型将不受影响。
**重要说明: Dynamic Bones 和 Physbones 并不相同。**自动转换过程并不完美,我们打算随着时间的推移对其实施更多更新。但请记住:不会存在完美的自动转换!自动转换旨在大多数设置工作表现正常,而不是完全还原 Dynamic Bones 中的表现。我们预计所有创作者都将逐渐过渡到使用 Physbones ,以确保其模型的准确渲染和未来兼容性。
手动 Dynamic Bone 转换
您可以选择使用 SDK 将模型从 Dynamic Bones 转换为 Physbones。
此过程将从模型中删除以前的 Dynamic Bone 组件,且它们无法轻易被恢复。因此,在尝试此转换之前,请备份您的模型。
您可以通过查看 Build Control Panel 或在 Unity 菜单中访问 VRChat SDK/Utilities/Convert DynamicBones to Physbones
来访问此工具。在此之前,您必须先选择一个模型。
未迁移的 Dynamic Bone 组件
Dynamic Bones 中的某些功能和行为在 Physbones 中不存在,因此不会迁移。
Force
- Dynamic Bone中 X 或 Z 方向的 Gravity
和 Force
值不会被转换与迁移,因为在 Physbones 中没有相应的值。
Dynamic Bone 最终将被弃用
Dynamic Bones 最终将从 VRChat 中完全删除。到那时,所有旧模型的 Dynamic Bones 将被自动转换。
稍后,我们将提供一个弃用日期,以便允许模型作者有足够的时间进行转换。