【Unity-Animator】通过 StateMachineBehaviour 实现回调

引言

StateMachineBehaviour (SMB) 是 Unity Animator 系统中的行为脚本基类，允许开发者在动画状态机的特定时机执行自定义逻辑。它提供了比传统 Animation Event 更强大的功能，支持状态进入/退出、更新、过渡等生命周期回调。SMB 特别适合实现动画同步、状态管理、音效触发、粒子控制等需求。

SMB 的优势在于解耦设计：动画逻辑与代码分离，状态机可重用；可视化编辑：在 Animator 窗口直接配置参数；继承扩展：支持多重继承和组合。适用于 Unity 2018.4+，推荐 Unity 2022 LTS。

StateMachineBehaviour 生命周期详解

核心回调方法

SMB 提供了完整的状态机生命周期钩子：

回调方法	时机	用途
`OnStateEnter`	状态进入时（一次）	初始化、音效播放、粒子发射
`OnStateUpdate`	状态更新时（每帧）	动画混合、动态参数调整
`OnStateExit`	状态退出时（一次）	清理资源、状态切换逻辑
`OnStateMove`	有移动时（每帧）	角色控制器同步、IK 调整
`OnStateIK`	IK 更新时（每帧）	逆运动学、手脚定位
`OnStateMachineEnter`	状态机进入时	全局初始化、层级设置

参数传递机制

Animator 参数：通过 Animator.GetFloat/SetFloat 等访问
SMB 属性：序列化字段暴露到 Inspector
反射参数：Animator.StringToHash 优化性能

基础实现示例

1. 基本状态进入回调

using UnityEngine;

public class AttackStateBehaviour : StateMachineBehaviour
{
    [Header("Attack Settings")]
    public float damage = 50f;
    public AudioClip attackSound;
    public ParticleSystem hitEffect;

    public override void OnStateEnter(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        // 播放攻击音效
        AudioSource audioSource = animator.GetComponent<AudioSource>();
        if (audioSource && attackSound)
            audioSource.PlayOneShot(attackSound);

        // 触发粒子效果
        if (hitEffect)
            hitEffect.Play();

        // 应用伤害（通过事件通知）
        CharacterCombat combat = animator.GetComponent<CharacterCombat>();
        if (combat)
            combat.DealDamage(damage);
    }
}

2. 动画结束检测与回调

public class AnimationCompleteBehaviour : StateMachineBehaviour
{
    public string completeParameter = "AttackComplete";  // Animator 布尔参数

    public override void OnStateUpdate(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        // 检测动画是否完成（normalizedTime >= 1）
        if (stateInfo.normalizedTime >= 1.0f && !animator.GetBool(completeParameter))
        {
            animator.SetBool(completeParameter, true);
            Debug.Log("Animation Complete!");
        }
    }

    public override void OnStateExit(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        // 重置参数
        animator.SetBool(completeParameter, false);
    }
}

高级应用场景

1. 动画事件系统（自定义回调）

创建事件委托系统，实现解耦回调：

using UnityEngine;
using System;

public class AnimationEventSystem : MonoBehaviour
{
    public static AnimationEventSystem Instance;

    // 全局事件委托
    public event Action<string, object[]> OnAnimationEvent;

    void Awake()
    {
        if (Instance == null)
        {
            Instance = this;
            DontDestroyOnLoad(gameObject);
        }
    }

    public void TriggerEvent(string eventName, params object[] args)
    {
        OnAnimationEvent?.Invoke(eventName, args);
    }
}

// SMB 中触发事件
public class EventTriggerBehaviour : StateMachineBehaviour
{
    [Header("Event Settings")]
    public string eventName = "OnFootstep";
    public float eventTime = 0.5f;  // 动画时间点

    public override void OnStateUpdate(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        if (stateInfo.normalizedTime >= eventTime && eventTime > 0)
        {
            AnimationEventSystem.Instance?.TriggerEvent(eventName, 
                new object[] { animator.gameObject, stateInfo });
            eventTime = -1f;  // 防止重复触发
        }
    }
}

外部监听示例：

public class FootstepListener : MonoBehaviour
{
    void Start()
    {
        AnimationEventSystem.Instance.OnAnimationEvent += HandleAnimationEvent;
    }

    void HandleAnimationEvent(string eventName, object[] args)
    {
        if (eventName == "OnFootstep")
        {
            GameObject target = args[0] as GameObject;
            // 播放脚步音效
            AudioSource.PlayClipAtPoint(footstepClip, target.transform.position);
        }
    }
}

2. 状态切换与条件管理

public class StateTransitionBehaviour : StateMachineBehaviour
{
    [Header("Transition Conditions")]
    public string nextStateParameter = "CanMove";
    public float minDuration = 1.0f;
    private float stateEnterTime;

    public override void OnStateEnter(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        stateEnterTime = Time.time;
    }

    public override void OnStateUpdate(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        // 满足条件时切换状态
        if (Time.time - stateEnterTime >= minDuration)
        {
            bool canTransition = CheckTransitionConditions(animator);
            if (canTransition)
            {
                animator.SetBool(nextStateParameter, true);
            }
        }
    }

    private bool CheckTransitionConditions(Animator animator)
    {
        // 自定义切换逻辑
        PlayerInput input = animator.GetComponent<PlayerInput>();
        return input != null && input.IsGrounded && !input.IsAttacking;
    }
}

3. IK 与移动同步

public class IKSolverBehaviour : StateMachineBehaviour
{
    [Header("IK Settings")]
    public bool enableFootIK = true;
    public float footHeight = 0.1f;
    public LayerMask groundLayer = 1;

    public override void OnStateIK(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        if (!enableFootIK) return;

        SolveFootIK(animator, stateInfo);
    }

    private void SolveFootIK(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo)
    {
        animator.SetIKPositionWeight(AvatarIKGoal.LeftFoot, 1f);
        animator.SetIKPositionWeight(AvatarIKGoal.RightFoot, 1f);

        // 左脚 IK
        RaycastHit leftHit;
        if (Physics.Raycast(animator.GetIKPosition(AvatarIKGoal.LeftFoot) + Vector3.up * 0.5f,
            Vector3.down, out leftHit, 1f, groundLayer))
        {
            Vector3 footPos = leftHit.point + Vector3.up * footHeight;
            animator.SetIKPosition(AvatarIKGoal.LeftFoot, footPos);
        }

        // 右脚 IK（类似）
        // ...
    }
}

参数配置与优化

1. Inspector 可视化配置

使用自定义属性绘制器增强 SMB 编辑体验：

using UnityEngine;
using UnityEditor;

public class SMBPropertyDrawer : PropertyDrawer
{
    public override void OnGUI(Rect position, SerializedProperty property, GUIContent label)
    {
        EditorGUI.BeginProperty(position, label, property);

        // 自定义参数分组
        EditorGUILayout.PropertyField(property.FindPropertyRelative("damage"), new GUIContent("Damage Amount"));
        EditorGUILayout.PropertyField(property.FindPropertyRelative("attackSound"), new GUIContent("Sound Clip"));

        EditorGUI.EndProperty();
    }
}

2. 性能优化技巧

public class OptimizedSMB : StateMachineBehaviour
{
    private static readonly int HashDamage = Animator.StringToHash("Damage");
    private bool hasTriggered = false;

    public override void OnStateEnter(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        // 使用哈希优化参数访问
        animator.SetFloat(HashDamage, damage);
        hasTriggered = false;
    }

    public override void OnStateUpdate(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        // 避免每帧检查，使用状态标志
        if (!hasTriggered && stateInfo.normalizedTime > 0.2f)
        {
            TriggerEffect(animator);
            hasTriggered = true;
        }
    }
}

3. 多状态共享逻辑

使用基类封装公共功能：

public abstract class BaseCombatBehaviour : StateMachineBehaviour
{
    [Header("Shared Combat Settings")]
    public float baseDamage = 10f;
    public AudioClip[] hitSounds;

    protected CharacterCombat GetCombatComponent(Animator animator)
    {
        return animator.GetComponent<CharacterCombat>();
    }

    protected void PlayRandomHitSound(Animator animator)
    {
        if (hitSounds.Length > 0)
        {
            AudioClip clip = hitSounds[Random.Range(0, hitSounds.Length)];
            AudioSource.PlayClipAtPoint(clip, animator.transform.position);
        }
    }
}

public class LightAttackBehaviour : BaseCombatBehaviour
{
    public override void OnStateEnter(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        baseDamage *= 0.8f;  // 轻攻击伤害
        GetCombatComponent(animator)?.DealDamage(baseDamage);
        PlayRandomHitSound(animator);
    }
}

调试与测试

1. SMB 调试工具

public class SMBDebugger : StateMachineBehaviour
{
#if UNITY_EDITOR
    public override void OnStateEnter(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        Debug.Log($"[{GetType().Name}] Entered state: {stateInfo.shortNameHash} at time: {Time.time}");
    }

    public override void OnStateUpdate(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.F1))  // 调试热键
        {
            Debug.Log($"State Info - NormalizedTime: {stateInfo.normalizedTime}, Length: {stateInfo.length}");
        }
    }
#endif
}

2. 动画状态可视化

在 Animator 窗口：

选中状态 → Inspector → Behaviours 列表查看 SMB
右键状态 → Debug 模式观察参数变化
Animation Window 配合使用，精确时间点测试

常见问题与解决方案

问题	原因	解决方案
SMB 不触发	状态未激活/层级错误	检查 Animator 层权重、状态机连接
参数不同步	并发修改	使用 `Animator.SetTrigger` 而非布尔
性能问题	OnStateUpdate 每帧执行	添加条件判断，减少计算
IK 不生效	Avatar 配置错误	检查 Rig → Humanoid 设置
多层冲突	层级遮罩问题	调整 Layer Mask，设置正确权重

最佳实践总结

单一职责：每个 SMB 专注一个功能，避免复杂逻辑
参数化配置：大量使用序列化字段，支持运行时调整
事件驱动：通过委托/事件系统实现组件间通信
性能意识：避免 OnStateUpdate 中的重计算，使用缓存
版本兼容：测试不同 Unity 版本的行为差异
文档化：在 SMB 中添加详细注释和使用说明

完整工作流示例

// 1. 创建 SMB → 2. 配置参数 → 3. 拖拽到状态 → 4. 测试回调
// Animator 状态：Idle → Attack (SMB: AttackBehaviour) → Recovery (SMB: RecoveryBehaviour)

通过 StateMachineBehaviour，开发者可以构建高度模块化、可重用的动画系统，大幅提升开发效率和维护性。结合 Animator 参数和事件系统，能实现复杂的动画状态管理！

如需特定动画效果的 SMB 实现或调试帮助，请提供更多细节！

引言

StateMachineBehaviour 生命周期详解

核心回调方法

参数传递机制

基础实现示例

1. 基本状态进入回调

2. 动画结束检测与回调

高级应用场景

1. 动画事件系统（自定义回调）

2. 状态切换与条件管理

3. IK 与移动同步

参数配置与优化

1. Inspector 可视化配置

2. 性能优化技巧

3. 多状态共享逻辑

调试与测试

1. SMB 调试工具

2. 动画状态可视化

常见问题与解决方案

最佳实践总结

完整工作流示例

【Unity】Amplify Shader Pack效果预览

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【OpenXR】OpenXR接入MRTK笔记

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基础实现示例

1. 基本状态进入回调

2. 动画结束检测与回调

高级应用场景

1. 动画事件系统（自定义回调）

2. 状态切换与条件管理

3. IK 与移动同步

参数配置与优化

1. Inspector 可视化配置

2. 性能优化技巧

3. 多状态共享逻辑

调试与测试

1. SMB 调试工具

2. 动画状态可视化

常见问题与解决方案

最佳实践总结

完整工作流示例

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