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Unity3D Mecanim动画系统骨骼动画问题解决方法

这几天开始做游戏中跟动画相关的部分了,此次新项目我们决定一次从新开始,就是能用新的东西就都用新的东西,没有必要总是把自己局限在之前的认知里头,所以此次我们大胆而又现实的采用了Unity 4.x版本新增的Mecanim动画系统,并且我们果断地又选择了使用Humanoid动画类型。好吧,一切从新开始。

一切从新开始就意味着会有很多新的坑需要自己一个个去填,我们一直都拥有一颗坚强受虐的心不是吗。在我们的动画设计师将骨骼动画调好了之后,给了我一组FBX文件,导入Unity之后,预览一下这个动画吧。

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我们可以很明显得看出这两个动画中人物角色的右手和武器之间的位置关系是不对的,跟动画设计师在3DS Max中制作和预览的效果也不对,好吧,碰到第一个坑,上吧。

通常我们先做的第一件事情就是先查查文档,看看Unity官方是否有一些最佳实践的建议,可是我翻遍了Unity Manual中关于Mecanim Animation System的所有文档没有看到相关的内容,而游戏引擎通常对于开发者来说就是个黑盒,出了问题除了查查看看别人是否碰到同样的问题也就是直接找Support这条路了,或者就是自己各种尝试呗。好吧,那就先Google一下吧,找啊找,找啊找,找了将近两天看了很多跟Mecanim动画相关的问题,但是就是没有找到这个这么基础的问题相关的帖子啥的,简直没有天理啊。

既然Humanoid不行,那我们试试Generic动画吧,这下就都OK了,那么显然动画资源自身肯定木有问题了,这下就确定肯定是Unity按照Humanoid动画导入FBX资源的时候有某些设置我们没有按照要求来做,所以导致了这个武器完全不跟着右手骨骼运动的情况。自己纠结了又一天,又是各种查啊各种试,完全木有进展。最后,只能求助于其他有经验的人了,通过我们的动画设计师,找到了一个他一个做技术美术的朋友,该大牛对Unity非常熟悉,专门解决项目中碰到的技术问题,哪里有问题哪里就有他。直接远程协助一下,看着大神一点点地调整,先是检查了一下Avatar设置中骨骼对应的关系是否正确,确认无误之后,再次运行看看效果依然如此,大牛稍微思考了一下,马上打开了Unity导入动画的页面,找到了Animations标签页,然后展开Mask设置中的Transform节点,将所有未勾选的人物角色骨骼节点都勾选上,然后Apply一下,再次运行游戏,搞定。

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再回顾一下完整的调整过程吧,首先我们要确定我们出问题的骨骼具体是哪根,因为目前看到的现象是右手拿的刀和挂在腰上的刀鞘出现了问题,打开Avatar设置页面,查看一下,确定是Bip001 Prop1和Bip001 Prop2这两根骨骼出了问题。

Bip001 Prop1

 

确定了是这根骨骼出现问题了,然后进入到出现问题的动画文件[email protected]的导入设置页面,打开Animations标签页 =》展开Mask节点 =》 展开Transform子节点 =》 找到左右手对应的刀和刀鞘的骨骼,勾选上,然后点击Apply按钮就好了:

import setting

QQ20140816-6@2x

QQ20140816-7@2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

虽然大神帮我们解决了这个困扰了我将近4天的问题,那么究竟为啥捏?其实在被困扰的4天里头,其实也发现了一些蛛丝马迹的,就是每次我们导入动画[email protected]的时候,Unity总会提示以下的警告:

MuscleClip ‘jin_wei_jun@run’ conversion warning: Bone position is different in avatar and animation
‘Bip001 L Thigh’ : position error = 31.473890 mm
‘Bip001 R Thigh’ : position error = 8.405679 mm
‘Bip001 L Clavicle’ : position error = 37.673038 mm
‘Bip001 R Clavicle’ : position error = 76.461647 mm

UnityEditor.DockArea:OnGUI()

和这样的一个警告:

MuscleClip ‘jin_wei_jun@run’ conversion warning: ‘Bip001/Bip001 Pelvis’ is between humanoid transforms and has rotation animation. This might lower retargeting quality.
MuscleClip ‘jin_wei_jun@run’conversion warning: ‘Bip001/Bip001 Pelvis/Bip001 Spine’ has translation animation. It is not supported.
MuscleClip ‘jin_wei_jun@run’ conversion warning: ‘Bip001/Bip001 Pelvis/Bip001 Spine’ is between humanoid transforms and has rotation animation. This might lower retargeting quality.
MuscleClip ‘jin_wei_jun@run’conversion warning: ‘Bip001/Bip001 Pelvis/Bip001 Spine/Bip001 L Thigh’ has translation animation. It is not supported.
MuscleClip ‘jin_wei_jun@run’conversion warning: ‘Bip001/Bip001 Pelvis/Bip001 Spine/Bip001 R Thigh’ has translation animation. It is not supported.
MuscleClip ‘jin_wei_jun@run’conversion warning: ‘Bip001/Bip001 Pelvis/Bip001 Spine/Bip001 Spine1/Bip001 Neck/Bip001 L Clavicle’ has translation animation. It is not supported.
MuscleClip ‘jin_wei_jun@run’conversion warning: ‘Bip001/Bip001 Pelvis/Bip001 Spine/Bip001 Spine1/Bip001 Neck/Bip001 R Clavicle’ has translation animation. It is not supported.

UnityEditor.DockArea:OnGUI()

这两个警告大体的意思是啥呢,刚开始自己没有太注意,后来总是找不到原因就想着会不会还就真是这俩警告给弄的呢,自己仔细看了一下。第一个警告的意思,应该说的是动画中有几个骨骼的位置跟这个动画实际使用的Avatar中骨骼的位置不相符,这个原因我大概能理解的原因是这样的。我们在制作的过程中会将模型文件和动画文件分开,我在导入模型文件的时候会创建一个属于这个模型的Avatar,其他的动画都会直接引用这个Avatar文件而不会每个动画都创建自己的Avatar,而不同的动画中人物可以会有一些不同的动作,这就会让动画中角色的一些骨骼位置和模型(模型默认姿态就是站姿)站立姿态时的骨骼的位置会出现一些不匹配的情况,所以这个可以理解了。那么第二个警告呢,这个警告都是说某根骨骼有位移动画和旋转动画,而这些动画会降低Retargeting的质量,同时Humanoid动画不支持在这些骨骼上使用位移动画。虽然这个警告中提到的带有位移和旋转动画的骨骼不少,但是涉及的就是角色躯干、胸部、臀部、左右手、左右脚这几个非常关键的骨骼,并没有提到影响到刀和刀鞘的骨骼Bip001 Prop1和Bip001 Prop2啊。

综合大神提供的解决方案,应该可以初步得出结论,导入FBX动画的时候,选择Humanoid动画类型进行导入的时候,Unity会自行进行计算和判断,然后根据Retargeting最佳原则,设置Animations选项卡中Mask节点下Transform子节点中的骨骼是否需要在Humanoid动画中应用位移动画,而这个时候Bip001 Prop1和Bip001 Prop2这俩骨骼就被忽略了,所以我们需要手动的去勾选,如果有必要的话,那么就把所有的未勾选的骨骼都勾选上,然后再Apply一下吧,如果出现Apply一次不生效的话,重新重复设置遍,然后再Apply一下吧(我自己碰到了一次把所有的都勾选,然后Apply之后无效,重新展开之后发现只有部分被勾选上了,重新再全勾选Apply一次才好的情况)。

刚才我们提到了使用Generic动画的时候就不会出现这个问题对吧,那么为了印证这个结论是否正确,我们可以检查一下Generic动画导入设置页面中Animations标签页中Mask节点下Transform子节点中的骨骼节点是神马情况就好了。如下图,所有的节点默认都是勾选上的。

QQ20140816-10@2x

鉴于此,我们可以得出结论就是,在我们使用Humanoid动画类型导入FBX文件时,Unity会以最佳匹配Retargeting规则的方式自行计算,看看那些骨骼是需要勾选Transform动画选项的,而默认使用Generic动画就会将所有的骨骼节点Transform动画选项都勾选上,所以效果是正确的。OK,所以问题到这里就彻底明了了。

Unity3D游戏在iOS上因为trampolines闪退的原因与解决办法

崩溃的情况

进入游戏一会儿,神马都不要做,双手离开手机,盯着屏幕看吧,游戏会定时从服务器那儿读取一些数据,时间一长,闪退了。尼玛问题是神马呢?完全没有头绪,不过大体猜测是因为网络请求导致的,那么好,先排查服务器返回结果是否有问题,最终确认每次客户端崩溃的时候,服务器都成功的返回了格式正确的数据,没有任何异常。那么可以确定问题是出在客户端部分了。 先检查代码,确认逻辑上没有任何问题之后,也倍感无力啊,问题依然在重现。肿么办呢?

确定具体原因

那么好吧,打一个测试版本再来看,然后再等着崩溃,查看崩溃日志吧,最终看到的崩溃日志中,崩溃线程输出信息如下:

Thread 27 Crashed:

0 libsystem_kernel.dylib 0x38e671fc __pthread_kill + 8

1 libsystem_pthread.dylib 0x38ecea4e pthread_kill + 54

2 libsystem_c.dylib 0x38e18028 abort + 72

3 gowonline 0x0178a0c0 mono_handle_native_sigsegv + 312

4 gowonline 0x01779a30 mono_sigsegv_signal_handler + 256

5 libsystem_platform.dylib 0x38ec9720 _sigtramp + 40

6 gowonline 0x00114f48 m_RestSharp_Http_ExecuteCallback_RestSharp_HttpResponse_System_Action_1_RestSharp_HttpResponse + 52

7 gowonline 0x001142b4 m_RestSharp_Http_RequestStreamCallback_System_IAsyncResult_System_Action_1_RestSharp_HttpResponse + 900

8 gowonline 0x00329c60 m_2be7 + 48

9 gowonline 0x00a39d08 m_System_Net_WebAsyncResult_DoCallback + 76

10 gowonline 0x00a29628 m_System_Net_HttpWebRequest_SetWriteStream_System_Net_WebConnectionStream + 536

11 gowonline 0x00a46f84 m_System_Net_WebConnection_InitConnection_object + 708

12 gowonline 0x0101ffac m_wrapper_runtime_invoke_object_runtime_invoke_dynamic_intptr_intptr_intptr_intptr + 200

13 gowonline 0x017792d4 mono_jit_runtime_invoke + 2152

14 gowonline 0x0181b324 mono_runtime_invoke + 132

15 gowonline 0x01820118 mono_runtime_invoke_array + 1448

16 gowonline 0x01820510 mono_message_invoke + 444

17 gowonline 0x018444a8 mono_async_invoke + 124

18 gowonline 0x01844174 async_invoke_thread + 312

19 gowonline 0x0184c580 start_wrapper + 496

20 gowonline 0x018695b4 thread_start_routine + 284

21 gowonline 0x01885750 GC_start_routine + 92

22 libsystem_pthread.dylib 0x38ecdc5a _pthread_body + 138

23 libsystem_pthread.dylib 0x38ecdbca _pthread_start + 98

好的,那么已经确定是在我们使用的一个第三方类库RestSharp中出现的问题,问题是出现在一个Action回调的地方。那么这种问题为什么会出现呢,那我们就得好好得来找找原因了。

关于如何查看iOS崩溃日志,让崩溃日志更加友好,我们可以参考这篇文章,iOS应用崩溃日志揭秘,主要就是要确保你的设备上跑着的这个App的编译和打包的二进制文件要在你用于查看日志的Mac上,这样的话,当我们查看崩溃日志的时候,Xcode会自动将那些无法阅读的函数调用的堆栈信息转化成可读性较强的日志信息,帮助还是很大的。

那么这个时候我们可以通过将设备连接到Mac上,直接通过Xcode将程序编译并运行,多尝试着玩一段时间,当程序再次出现崩溃的时候,我们就能看到更清楚的函数调用关系了,同时也能看到更多的日志提示。

最终能确定每次崩溃的函数就是这个mono_convert_imt_slot_to_vtable_slot,这个看上去就是Mono Runtime在将接口声明的方法指针指向实际实现这个接口的对方的方法,我们可以找到mono_convert_imt_slot_to_vtable_slot这个方法所在的文件查看一下,这个方法就在Mono项目的目录mono/mini/mini-trampolines.c中可以找到。

在Xcode中崩溃时,会输出类似” SIGABRT (ERROR:mini-trampolines.c:183:mono_convert_imt_slot_to_vtable_slot: code should not be reached) “的日志,看着很像是原本是要执行某个方法,但是不知道因为什么原因这个方法就无法访问到了,好奇葩啊。

解决方案

现在虽然已经知道了问题出现的地方,但是貌似完全看不明白的样子,尼玛trampoline都还是第一次听说耶,那么先请教一个我大Google吧,我们总是相信自己不是那第一个吃螃蟹的人,所以我们找到了一位大神的解决方案就在这里,大神的文章写得非常言简意赅,大体意思就是如果你在做Unity3D开发时,特别是在针对iOS和Android平台的时候,你很有可能会碰到比较杯具的就是程序会莫名其妙地闪退哦,不过不要着急,这个通常就是因为你的程序编译的时候给trampoline分配的空间太小,而你的程序中又大量使用了泛型、泛型方法调用和接口实现导致的。然后给出了具体的解决方法,那就是在Unity3D的编译选项Player Setting中有一个AOT Compilation Options条目,在这个选项条目中加上以下编译参数就好了

nrgctx-trampolines=8192,nimt-trampolines=8192,ntrampolines=4096

然后再重新一下,多多测试吧,骚年。关于这三个参数的意思呢,大神也给出了解释,分别如下:

  1. nrgctx-trampolines=8192 这是留给递归泛型使用的空间,默认是1024
  2. nimt-trampolines=8192 这是留给接口使用的空间,默认是128
  3. ntrampolines=4096 这是留给泛型方法调用使用的空间,默认是1024

Mono Runtime AOT机制剖析

虽然问题貌似已经得到解决了,而且我们貌似也搞清楚了具体原因就是因为默认Mono Runtime在AOT编译的时候给的trampoline配置太小,不适合我们这种设计优良,大量使用interface,设计绝对遵照OO思想的稍大一些的项目呢。那么我们以后是不是在做Unity3D开发的时候就尽量少用接口呢?是不是我们就尽量少用泛型和泛型方法呢?

既然这么感兴趣,想问个究竟,那么我们就来好好看看这个AOT到底是个神马东西吧,尼玛为什么就这么复杂,这么隐蔽,这么折腾人,《铁血战神》在App Store上线都5个月了有木有,尼玛这个问题碰到也不是一次两次了有木有,作为程序猿的我们被玩家吐槽了很多次,我们的客服XDJM们为我们背了多少黑锅啊,我勒个去啊。

首先,还是先搞定这个trampoline吧,毕竟问题的根源是在它身上的,那么我们就好好来看看这是个神马东西。我们找到Mono Runtime的官方文档中关于trampoline的描述来看看吧。

Trampolines are small, hand-written pieces of assembly code used to perform various tasks in the mono runtime. They are generated at runtime using the native code generation macros used by the JIT. They usually have a corresponding C function they can fall back to if they need to perform a more complicated task. They can be viewed as ways to pass control from JITted code back to the runtime.

翻译一下吧:

Trampoline是一些手写的非常短小的用来在mono运行时中执行很多操作的组件代码。主要是通过JIT使用到的本地代码宏在运行时动态生成的。它们通常都有与之相对应的C方法,在某些较为复杂的场景中,当trampoline无法胜任时,mono运行时就会将这些复杂的操作交回给这些对应的C方法来执行。这也可以看作是将JIT代码的执行权交回给runtime的一种方式。

好吧,貌似还没有太明白,那么这个Trampoline为什么会导致出现闪退的问题的,这看起来明显是为了提高mono runtime在执行C#代码时候的效率啊。

那么我们再来看看官方文档关于JIT Trampolines和AOT Trampolines的介绍吧,杯具的IMT Trampolines介绍还在//TODO状态中。

JIT Trampolines These trampolines are used to JIT compile a method the first time it is called. When the JIT compiles a call instruction, it doesn’t compile the called method right away. Instead, it creates a JIT trampoline, and emits a call instruction referencing the trampoline. When the trampoline is called, it calls mono_magic_trampoline () which compiles the target method, and returns the address of the compiled code to the trampoline which branches to it. This process is somewhat slow, so mono_magic_trampoline () tries to patch the calling JITted code so it calls the compiled code instead of the trampoline from now on. This is done by mono_arch_patch_callsite () in tramp-.c.

好吧,再翻译一下吧。

JIT Trampolines 这些Trampoline主要是JIT在首次调用某个方法的时候编译方法用的。当JIT在编译一个方法调用指令时,它并不会立刻就编译这个被调用到的方法。实际上,它会先创建一个JIT Trampoline,同时创建一个指向这个trampoline的调用指令。当这个JIT Trampoline在调用到的时候,它会再调用mono_magic_trampoline()方法来编译这个trampoline实际指向的目标方法,然后将编译后的方法的指针地址返回给这个指向它的trampoline。这个过程呢稍微有点慢,所以呢,mono_magic_trampoline()方法会优化调用JIT代码的过程,它会先尝试调用已经通过JIT编译过的方法而不是立即通过trampoline直接进行调用。这些都是通过在tramp-.c文件中的mono_patch_callsiete()方法来完成的。

这就是JIT Trampolines的机制,接下来我们看看AOT Trampolines又是怎么一回事呢。

AOT Trampolines

These are similar to the JIT trampolines but instead of receiving a MonoMethod to compile, they receive an image+token pair. If the method identified by this pair is also AOT compiled, the address of its compiled code can be obtained without loading the metadata for the method.

再翻译一下。

AOT Trampolines AOT Trampolines和JIT Trampolines非常相似,但是AOT Trampolines接受的编译参数不是一个Mono方法而是一个image+token对。如果传入的用于编译的image+token对所指向的方法已经经过AOT编译过了,那么再次编译这个image+token对时,就会直接返回这个已编译方法的指针地址而不需要再次加载这个方法的元数据进行再次编译了。

好吧,看了这么多关于Trampoline相关的内容,貌似只是了解到了非常有限的内容,那就依然是Trampolines存在的价值就是为了减少C#代码在mono runtime中运行时的性能损耗,提高C#代码的执行效率。

还有那个没有出场的IMT Trampolines应该也就是用于优化接口调用效率的小『蹦床』吧。

那么我们在开发Unity3D游戏的时候通常都会发布到iOS设备和Android设备上,而Unity3D在iOS和Android设备上的发布都选择了使用AOT编译机制来实现。那么显然我们碰到的Trampolines问题都是跟AOT Trampolines有关,那么AOT又是神马呢?

AOT就是区别于JIT(Just In Time)的另一个编译机制,全称是Ahead Of Time,就是预先编译好,而不是在代码执行到了某个方法再进行编译,这样的话会有一些好处。

通过查看Mono官方AOT介绍文档,使用AOT编译的有点有以下优点: 1. 加快程序启动速度 2. 更强的内存共享机制 3. 潜在的性能提升

当然也会有一些限制,例如支持平台的有限,支持AOT的Mono版本有限等等,具体信息可以参考Mono官方AOT介绍文档

那么回到我们最开始的问题,为什么我们的游戏就会出现崩溃呢?好吧,现在一点点回顾吧。

我们出现的问题是偶尔会出现闪退,根据崩溃日志我们能定位到是mono_convert_imt_slot_to_vtable_slot这个方法导致的,然后我们再通过Xcode跟踪到了是trampoline无法被访问到的问题。

那么这么高端大气上档次的问题是肿么出现的呢?貌似Mono还算是个不错的产品啊,还是很活跃的啊,也有专门的公司Xamarin在支撑着,怎么就会出现这种问提呢?

好吧,程序都是人写的,有问题也是很正常的。上面的分析已经很清楚了,大体的原因就是因为Mono在iOS/Android等移动设备上使用了AOT这种机制,为什么选择这种机制?原因非常简单,那就是可以针对特定平台编译成在平台优化的字节码,在资源比较紧缺的移动平台上还是有着明显优势的。而使用AOT编译就需要为Trampolines这些小东西留足足够的空间,当然这个肯定是硬编码的某个常数啦,在整个程序加载成功运行之后,该常数就成为了Trampolines运行时的配置。AOT默认编译时给Trampolines的参数有点低:

nrgctx-trampolines 默认为1024

nimt-trampolines 默认为128

ntrampolines 默认为1024

这对于小一些的项目可能是够用的,因为整体项目的结构不会太复杂,使用到的接口、泛型、递归相对也不会太多,但是对于一个稍大一些的项目来说,特别是采用了某些设计良好的第三方库的项目来说,这就比较纠结了。

其实我们在项目中就使用了两个第三方的库,一个是CodeTitan.JSon库,一个是RestSharp,分别用于JSON解析和HTTP请求处理,可是这两个库实在是设计得太好了,各种使用接口,各种抽象,没个两三天我都没法说完全理解了整个库的结构。

就是因为这些设计良好,完全遵循OOP原则,高度抽象的类库将Mono默认的Trampolines的配置耗尽了,所以捏,我们就把这个编译选项开大就好了,解决方案就是上面咱们提到的咯。

Unity3D游戏AppStore审核因为ASIdentifierManager被拒的解决办法

上周末我们的游戏『铁血战神』提交AppStore审核已经快一周了还木有结果,很是着急啊。周六上午终于有消息了,只可惜不是什么好消息,我们被拒了,被拒绝的原因很简单:

“You and Your Applications (and any third party with whom you have contracted to serve advertising) may use the Advertising Identifier, and any information obtained through the use of the Advertising Identifier, only for the purpose of serving advertising. If a user resets the Advertising Identifier, then You agree not to combine, correlate, link or otherwise associate, either directly or indirectly, the prior Advertising Identifier and any derived information with the reset Advertising Identifier.”

Note: iAd does not use the AdSupport framework, ASIdentifierManager, or the Advertising Identifier. Therefore they are not required for iAd implementations and should not be included in your app for iAd support.

Please check your code – including any third-party libraries – to remove any instances of:

class: ASIdentifierManager

selector: advertisingIdentifier

framework: AdSupport.framework

就是我们的游戏中没有任何广告,同时我们也不帮其他的应用做推广,那么好吧,苹果认为我们不应该使用这个专门为广告而设定的接口(真是尼玛没有道理可以讲啊,据说是为了打击积分墙等类似的推广手段,防止刷榜等等)。

那么好吧,先把我们自己使用到ASIdentifierManager处的代码全部干掉,那么这样是不是就可以重新打包然后再提交呢?

貌似不是滴,咱们还是遍历查找一下整个工程的代码吧,看看还有没有别的地方调用到了这个类的某些方法,最终你会发现,Unity3D编译出来的iOS工程中的部分iOS代码使也用到了这个接口,这部分代码在编译出来的工程下,Classes/Unity/DeviceSettings.mm文件中。

不得不说Unity3D的实现还是比较好的,最起码没有包含AdSupport.framework,没有直接引用头文件,也没有直接调用ASIdentifierManager这个类的advertisingIdentifier方法,而是通过动态的查找这个类库同时动态的找到方法再调用,不过貌似这样也木有办法绕过苹果的审核哦。最终还是会现形的,那么最终如何解决呢?

Unity3D的官方论坛上已经有了Unity3D的开发人员给出的Quick Fix了,大家自行前往查看即可,传送门在这里.

大体的思路还是将使用到的代码都删掉,不过为了避免以后每次重新编译Unity3D项目到Xcode工程时,都得手动修改一次,Unity3D的官方人员也提到最好还是一次性搞定Unity3D使用到的模板文件,这个文件就在/Applications/Unity/Unity.app/Contents/PlaybackEngines/iPhonePlayer/iPhone-Trampoline/Classes/下,找到DeviceSettings.mm文件,按照那个Unity3D官方的Quick Fix来修改,以后每次编译出来的新工程中这个文件就不需要再次手动修改了。

修改完了之后,重新打包测试提交,顺利通过审核,感谢所有TV啊。