VPA在HMI中属于一个画龙点睛的板块，往往能给人眼前一亮的感觉。本篇内容将从VPA相关的动画制作展开，介绍VPA动画在Unreal引擎中的制作方法。
在了解骨骼动画的时候，总是免不了会听到“骨骼”、“蒙皮”、“权重”、“绑定”这几个词，那么他们分别是什么，之间有何联系，在生物动画的制作中分别起到什么作用？
骨骼的定义：骨骼是一组相互连接的刚性结构，用于模拟生物体的骨骼系统。骨骼通常由多个骨头组成，这些骨头之间通过关节相连。所有的骨骼动画都是通过关节的旋转来实现的。
蒙皮的定义：蒙皮是将3D模型的网格与骨骼绑定的过程。模型的网格顶点被分配给一个或多个骨骼，并且每个顶点会有一个权重值，这个权重值决定了该顶点在骨骼运动时受到的影响程度。如图1.1.2所示，图中黑白亮度表示各个顶点在人物右大臂骨骼上的权重，也就是右大臂在运动时对模型顶点的影响程度。
在了解完骨骼“骨骼”、“蒙皮”、“权重”、“绑定”四者的关系之后，我们也对生物动画制作的过程有了大概的认知：制作骨骼——绑定模型——整理权重——制作动画。
本篇以Maya的操作为例。其他软件的制作思路也是相同的，具体操作细节不同软件会有些许差异。
首先导入准备好的VPA模型到场景中。进入骨骼系统，找到骨骼创建工具，进入正视视图或者侧视视图开始制作骨骼。切记，不能在透视视图直接创建骨骼，不然骨骼会严重错位，如图1.2.3.
制作好手臂和脊椎的骨骼之后，需要将手臂的骨骼作为子集放置到第三节脊椎骨骼关节之下，这样才能正确的联动脊椎与骨骼之间的关系。
在创建好骨骼之后，需要将骨骼命好名，以便后续刷权重和蒙皮做区分。一般的命名规则都是以关节的部位名称加上编号做区分，如spine_01（脊椎第一部分）、head（头部）。当有左右之分时，使用前缀进行处理，如L_upArm（左上臂）。
我们可以通过dispaly—Animation—Joint Size调用关节尺寸设置，来调节关节的大小。
选择好骨骼与模型，再选择Skin—Bind Skin，即可将骨骼与模型绑定。
这个时候我们尝试给骨骼制作一组简单的动画，测试蒙皮后的动画效果如何。
我们可以看到模型跟着骨骼的动画产生了形变，说明骨骼与模型绑定成功了。但模型的形变很明显并不是我们想要的控制效果，所以接下来我们需要通过调整蒙皮的信息修改控制效果。
接下来选择Skin—Paint Skin Weights开始绘制蒙皮权重。
选择一个模型，我们可以看到在Tool Settings上有相应的骨骼名称，这些骨骼都是受到该网格体分配权重的，也就是骨骼的动画会影响到该网格体的形变。同时下面还有一个渐变色的颜色调节，从红色到蓝色渐变，对应的权重值为从1到0渐变。通过颜色的分布，可以快速识别哪些区域的权重分配不合理，方便调整权重的分配。
接下来我们需要做的就是整理模型的权重。先分析模型的各个部位分别需要受到哪些骨骼的影响，而哪些不用。分清楚之后我们先将不需要的模型全部涂黑，也就是权重归零。顶点上的权重在所有骨骼上的分配值加起来为1，所以我们优先将不需要的部分去零，如果有一些骨骼需要完全控制整个模型的，则直接涂满为1，比如例子中的头部模型就完全由骨骼Spine_03控制。
有时候处理好权重之后，如果没有将权重分配完，系统就会随机分配。比如头部的模型只接受一个骨骼控制0.7的权重，而其他的全部分配为0，那么系统就会自动将剩余0.3的权重随机分配。
一边处理权重可以一边通过1.3制作的动画来检查蒙皮的权重分配是否合理。处理权重并没有什么技巧，只需要耐心的对每一个模型单独分配，并多次通过动画检查即可。
在处理好蒙皮的权重之后，我们就可以直接在骨骼上制作动画。结合骨骼的旋转和动画曲线的调整，制作完整的VPA动画。
需要注意的是骨骼动画本质上是关节的旋转，虽然我们是制作VPA，但是关节的动画也要合理，同时避免一些穿模或者关节过度旋转的情况，如图1.5.2就是反面案例。
首先我们需要先将当前的工程文件另存一份，做备份处理方便后续调整动画。
然后将VPA的动画烘焙到每一个关键帧上。切换到动画板块，选中骨骼之后选择Key—Bake Simulation烘焙好每一帧的骨骼动画。
在烘焙完骨骼动画之后，选中骨骼可以看到每一帧都是关键帧，如图2.1.2所示，这表明已经烘焙成功了。
接下来选择骨骼动画与VPA模型，导出成fbx文件即可。切记在导出的时候一定要勾选上包括动画信息。
打开Unreal引擎，创建好文件夹后，直接将模型拖入Unreal引擎中，此时会弹出弹窗，我们需要勾选上骨骼网格体、导入网格体、导入骨骼层级中的网格体，同时导入内容类型选择几何体和蒙皮权重。
往下滚动，我们还需要勾选导入动画、导入骨骼层级中的网格体、导入骨骼轨道，在动画长度一项选择导出的时间即可。
可以看到我们导入的模型包含骨骼网格体、动画序列、物理资产以及骨骼信息。
我们打开动画序列，可以看到动画会自动循环播放，并且与Maya绑定的动画是一致的，说明动画导入成功。
动画导入成功后，我们需要借助关卡序列帧并结合UMG调用动画。
创建关卡序列，将VPA的骨骼网格体和关卡序列放入场景中，然后将VPA加入到关卡序列中去。
此时我们会发现关卡序列中并没有动画，需要在关卡序列中调用动画信息。我们在关卡序列中点击VPA轨道下的动画一行右侧的“+”，这时候就会跳出对应的动画序列，如图2.3.2所示。选中动画序列之后，动画就成功添加到关卡序列中去。
到这一步为止，我们就完成了将VPA添加到关卡序列的过程。接下来还需要结合之前所学的知识，在UMG中调用VPA的动画，也就是调用这个带有VPA动画的关卡序列。
在UMG中新建一个变量，类型为关卡序列actor，同时勾选【可编辑实例】、【生成时公开】，编译。
最后打开关卡蓝图，将场景中的关卡序列直接拖入到关卡蓝图中，将关卡序列连接到创建新控件节点，也就是调用UNG的节点，如图2.3.5所示，此时便完成了对关卡序列帧的调用。
本篇笔记详细的介绍了VPA的骨骼动画制作，并演示了在Unreal引擎中调用的方法。VPA的制作难度并不大，但需要有耐心去雕琢蒙皮的权重分配与动画细节。如果想了解更多关于Unreal HMI 3D解决方案的信息，欢迎邮件联系我们（mkt@eptcom.com）。
