【Unity动画捕获插件】Animation Recorder 运行时与编辑器动画捕获的完整实现思路详解

在 Unity 动画制作流程中，动画通常来自 DCC 工具（如 Maya、Blender），或由 Animator Controller 驱动播放。但在越来越多的应用场景中，“动画并不是提前做好的，而是运行时产生的”：例如 VR 体感动作、程序驱动的骨骼运动、BlendShape 表情捕捉、玩家行为回放等。

Animation Recorder 正是为这一类需求而设计的工具。它的核心价值在于：

把“实时变化的数据”转化为“可编辑、可导出、可复用的动画资源”。

本文将从整体架构 → 核心录制机制 → 数据结构 → 导出原理 → VR 扩展几个层面，系统解析 Animation Recorder 的工作原理。

一、Animation Recorder 的整体架构设计

从功能上看，Animation Recorder 同时覆盖了 Editor 模式 与 运行时（Runtime） 两种动画捕获场景，其整体架构可以拆解为四个核心模块：

1. 数据采集层（Recorder Layer）
2. 时间轴与关键帧管理（Timeline & Keyframe）
3. 数据序列化与动画重建（Serialization & Reconstruction）
4. 导出系统（Export Pipeline）

它并不是简单地“录屏式记录动画”，而是真正意义上的动画数据采集系统。

二、动画捕获的核心思想：采样而不是回放

Animation Recorder 的底层思想可以用一句话概括：

在每一帧，对目标对象的“动画驱动属性”进行采样，并保存为时间序列。

这些被采样的属性主要包括两大类：

1️⃣ 骨骼动画（Skeleton Animation）

• Transform.localPosition
• Transform.localRotation
• Transform.localScale

插件会遍历 Animator 所绑定的 骨骼层级结构（Transform Hierarchy），对每一个骨骼节点进行采样。

2️⃣ BlendShape 动画（Morph Target）

• SkinnedMeshRenderer.GetBlendShapeWeight(index)

每一个 BlendShape 实际上就是一个 float 曲线，Animation Recorder 会将其视为与骨骼动画同等重要的动画通道。

三、Recorder 的工作流程拆解

1. 录制启动（Run Animator）

当你在 Animation Recorder 窗口点击 Run Animator 时，插件内部会做几件关键事情：

• 锁定当前选中的 GameObject
• 获取其 Animator 组件
• 解析 Animator 绑定的 Avatar / Skeleton
• 构建一份“可记录节点列表”

这一步本质上是在做 动画目标分析（Target Analysis）。

2. 实时采样（Per-Frame Recording）

在录制过程中，每一帧都会执行如下逻辑：

当前时间 → 遍历骨骼 → 记录 Transform         → 遍历 SkinnedMesh → 记录 BlendShape

关键点在于：

• 采样基于 Time.deltaTime
• 每一帧的数据都会被打上时间戳
• 数据并不会立即生成 AnimationClip

而是先进入 内存中的时间序列缓存结构。

四、关键帧与时间轴管理机制

1️⃣ 时间轴并不是“帧索引”

Animation Recorder 并不是简单地记录「第 N 帧的状态」，而是构建了一个 浮点时间轴（float time）。

这意味着：

• 支持不同帧率下的重建
• 支持动画曲线平滑与插值
• 更利于跨平台与跨工具导出（GLB / FBX）

2️⃣ 动画通道（Animation Channel）

在内部，每一种动画属性都会被抽象为一个 动画通道：

• 一个骨骼的 Position 是 3 个通道（X/Y/Z）
• Rotation 是 4 个（Quaternion）
• 每个 BlendShape 是 1 个通道

最终形成的是一个类似这样的结构：

AnimationData ├─ Bone_Head.Rotation.X → Keyframes[] ├─ Bone_Head.Rotation.Y → Keyframes[] ├─ BlendShape_Smile → Keyframes[]

这与 Unity AnimationClip 的底层结构高度一致。

五、动画修改能力的实现原理

Animation Recorder 并不只是“录完就完了”，它支持对捕获数据进行修改，这背后依赖两个机制：

1️⃣ 中间数据结构（非 AnimationClip）

在导出前，动画数据始终以 自定义数据结构存在，而不是直接写入 AnimationClip。

好处包括：

• 可删除、合并、裁剪动画段
• 可对某些骨骼或 BlendShape 做过滤
• 可进行动画叠加与拼接

2️⃣ 非破坏式编辑（Non-Destructive）

修改操作并不会影响原始采样数据，而是基于拷贝或引用层进行，这使得插件非常适合作为：

• 动画编辑器
• 调试工具
• 动画重建工具

六、导出系统的技术原理

1️⃣ Generic Animation Clip 生成

在 Unity Editor 中创建 AnimationClip 的流程是最基础的一种：

• 遍历所有动画通道
• 将 Keyframe 写入 AnimationCurve
• 绑定到对应的路径（Transform Path）

这是 Lite 版本也支持的能力。

2️⃣ GLB 导出的实现思路

GLB（glTF Binary）是一种跨平台动画格式，Animation Recorder 的导出逻辑大致为：

• 将骨骼结构转为 glTF Node
• 将动画通道映射为 glTF Animation Sampler
• 时间轴 → input
• 数值曲线 → output

由于 glTF 原生支持骨骼动画和 Morph Target，这使得：

• 移动端
• WebGL
• VR 应用

都能非常自然地使用这些动画数据。

3️⃣ FBX 导出（Windows）

FBX 导出依赖平台相关 SDK，因此只在 Windows 下提供。其本质是：

• 构建 FBX Skeleton
• 将时间序列写入 FBX Animation Layer
• 生成可被 Maya / Blender 读取的动画文件

七、VR Body Tracking 的工作机制

Animation Recorder 与 Meta Movement SDK 的结合，是一个非常典型的应用场景。

其核心逻辑是：

• VR SDK 驱动 Avatar 骨骼实时运动
• Animation Recorder 仅作为“数据监听者”
• 每一帧采样 VR 设备驱动后的骨骼状态

这意味着：

插件本身并不关心“动画来自哪里”，它只关心 Transform 和 BlendShape 的最终状态。

这也是它能适配各种体感、程序动画、AI 驱动动画的根本原因。

八、典型应用场景的技术价值总结

从技术角度看，Animation Recorder 的价值主要体现在：

• 运行时动画资产化
• 动画调试可视化
• 程序动画 → 美术动画的桥梁
• VR / AR 动作捕获的低门槛实现

它并不是 Animator 的替代品，而是一个连接“实时行为”与“动画资源”的中间层工具。

九、结语

Animation Recorder 本质上解决的是一个长期存在、但常被忽视的问题：

Unity 动画系统“只能播放动画”，但很难“反向生成动画”。

通过对骨骼与 BlendShape 的实时采样、时间轴管理和多格式导出，它让动画不再只是美术资产，而成为一种可记录、可分析、可重构的数据形态。

如果你正在做：

• VR 动作捕捉
• 程序驱动动画
• 动画编辑工具
• 或动画调试系统

那么 Animation Recorder 的实现思路，本身就非常值得深入学习和借鉴。