Unity中动画的无损压缩（一）

永远就三年疗 · 发表于 2020-12-26 16:39

此文参考了：

前言：虽然动画压缩早是一个老生常谈的话题，且很多动画制作软件都有着对动画压缩的一套很完备的策略，其中也包括游戏引擎Unity。Unity在动画压缩方面提供了一套方案，但是有损的。本篇讲述如何在Unity中实现动画的无损压缩。希望你看了能有很大帮助o(∩_∩)o

   由于制作动画的同学水平参差不齐，实现同一效果的方式也千变万化，所以导致个项目的动画文件及其繁杂。随着项目不断迭代，动画这部分慢慢的会占据着巨大的一部分资源，而且还不敢随便碰，不然容易导致动画文件损坏。
   在谈动画压缩方案之前我们先聊聊Unity中的动画系统。
Unity中的动画系统：

   在Unity中，大部分角色的动画都是Animation。Animation是由Animation Curve来表示的，大部分项目中的角色动画一般Curve只有Position，Rotation和Scale。
一个复杂的角色动画
   每条曲线上都有着N个KeyFrame，这些关键帧存储着顶点变化，位移变换等重要信息。
   动画文件的存储形式是.anim文件，用Notepad打开可以看到其详细信息。
某一关键帧的信息
   可以看到一个KeyFrame中存储了Value、inSlope、outSlope信息。
   Unity中对于KeyFrame的处理其实就是相邻读取，线性插值。读到这里聪明的你肯定会说了：这里的KeyFrame数据精度这么高，直接对他裁剪不就优化了吗？
   在这里，我可以明确的告诉你，这种方法是不起任何作用的！
如果你真的这么做了，那么你会惊喜的发现.anim文件在磁盘上减少了很多占用，但他并不会对我们打包后的apk有任何帮助。
   为什么呢？因为Unity会对.anim的文件先进行裁剪和加工，之后打包成Asset Bundle，而Asset Bundle是二进制文件，同一个Float，不管精度如何它都占用同样的大小，所以也就失去了意义。
   虽然裁剪精度是无用功，但我们可以裁减掉.anim文件中无用的Scale曲线，减少包体和少部分的数据处理耗时。
   在一般的角色动画制作流程中，几乎很少有人会对骨骼来进行Scale缩放，尤其是对于手游来说，很少有人会用骨骼的Scale来实现效果的。因为类似的效果完全可以用周围顶点偏移来完成，操作方便且运算量小，除非一些及其特殊的需求，才会偶尔用到骨骼Scale。
一个无用的Scale曲线
   那么我们就可以来删减.anim文件中所有无用的Scale曲线。这个操作是不会对动画效果有任何损失的，做到真正意义上的无损压缩。
具体实现：

   第一步是要找到文件夹下的所有.anim文件。
通过递归找到所有的anim文件
   找到所有的.anim文件后对其进行遍历，逐个优化。这里我们只处理Scale曲线。
过滤掉position和rotation曲线
   我们要先收集所有的Constant的Scale曲线。这里我记录第一帧的Value，如果该曲线不是Constant那么曲线上的Value一定有不同的，所以对曲线上的KeyFrame Value逐个比对即可。
找到所有的!Constant曲线
   之后进行剔除，注意这里foreach遍历的是所有的曲线（包括Position、Rotation），这里还需要单独对Scale检索一次。
删除!Constant曲线
测试：

   这里我们拿一个较为复杂的动画文件来做测试。
压缩前占用比
压缩前的曲线细则
   可以看到几乎每个骨骼下都有一个Scale
压缩后占用比
压缩后的曲线细则
   可以看到还是删除了不少的Scale曲线，Constant数量由357->138，裁减了进220条无用曲线，内存占用也少了2.6KB，这对于一个无损压缩方案来说还是很可观的。
我用此方法在王者荣耀的工程里对所有英雄的动画文件进行压缩，是没有任何问题的。足以说明此方案的可行性。
要说明的一点：

   使用了Scale裁剪策略后，.anim文件会有巨量的增长。
压缩前
压缩后
   那么我们来看看到底增加了些什么
压缩前的.anim文件
压缩后的.anim文件

压缩前
压缩后
m_EditorCurves和m_EulerEditorCurves部分的信息是编辑器内记录动画的信息，是冗余的，删除的话也没有任何影响，所以这部分增量是可以忽略的。
   除此以外还有
压缩后会增加的字段
   这里需要注意一下，这里的.anim文件大小只是在磁盘中的占用，上文也提到过，Unity打包Asset Bundle的时候会进行裁剪，所以这里的增量是可以忽略的。

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