游戏设计、关卡交互、动画美工、3D建模/2D Tilemap、节点网格、骨骼骨架、WASD视角、AnimationTree/AnimationPlayer

Godot游戏开发 | 知名游戏作品 | 游戏开发文章
游戏动画师 - 游戏开发中重要程度较大的职位。

新：
  SpringBoneSimulator3D 可用于制作头发。

综合：
  资源通过 Resource ID (RID) 存取，对象通过 Instance Id 存取。
  版本判定 if (Engine.GetVersionInfo()["hex"].AsInt32() >= 0x040400){ }
  元数据判断 
    无name则直接打印错误，可指定个回落默认值： _Node.GetMeta("name", new GodotObject()); // new Variant() 依然会被判为 null。
    或 if (_Node.HasMeta("name") && "x".Equals(_Node.GetMeta("name", String.Empty).AsString())) { return; } // Equals时需要AsString()匹配类型。

  AnimationMixer 通过 TrackSetPath 定位骨头，SkeletonModifier3D 实现类则作为 Skeleton3D 子节点来逐帧影响骨骼行为，编辑时和运行时均有效；比如 LookAtModifier3D（或低配版AimModifier3D） 会控制某个骨头（bone_name），一直朝向某节点（target_node）。

开发阶段可视化：
  var tm = new TextMesh();
  tm.Text = "开发中→";
  var mi = new MeshInstance3D();
  mi.Mesh = tm; // 指定TextMesh字体可解决：doesn't contain self-intersecting lines
  AddChild(mi); // 朝向某处 mi.LookAt(Vector3.Down);

统一约定设置：
  模型姿势：
    Rest Pose：Godot动画混合推荐双臂平伸的T-Pose；A-Pose 则更符合人类日常姿势，通常取45°值。
    有条件的话，建议创建一个1帧的 RESET 动画，用于 AnimationTree 混合或Root Motion的骨骼参考值。
    髋关节（hip joint）即大腿根与骨盆旋转处，髋部的通俗叫法为胯部；
    从运动角度看，胯（Hips）连接了3部分：脊柱（Spine）及以上、左腿（LeftUpperLeg）及以下、右腿（RightUpperLeg）及以下。
    先建立上接脊柱（Spine)的骶骨，然后建立使裆部产生宽度的左右髋关节，在中心连接一起组成三叉形态的胯，也就是骨骼的Root Bone；因胯部跟随上身情况较多，故只将双腿视为下半身。
    BoneAttachment3D 附着至骨头的中心点位置是该骨头的起点端；也可不放入 Skeleton3D 子节点（external_skeleton）。

  Player/NPC：
    WASD 移动+鼠标转向控制的常规做法是：Player 根节点只负责平移，而 Mesh 用来控制旋转。各种视角 - https://www.bilibili.com/video/BV1B341157Xb/
    _PhysicsProcess 中修改 GlobalPosition 可能会干扰碰撞和 MoveAndSlide()，故最好计算个修正速度并将其添加到角色的 Velocity 里。
    NPC 无需 Camera 和 Input.GetVector(...)，直接由导航组件控制（Y轴自然贴地）：var v = GlobalPosition.DirectionTo(na.GetNextPathPosition()) * Speed / 2; velocity = new Vector3(v.X, velocity.Y, v.Z);
    碰撞时是否同层，CollisionMask 决定被碰撞者：
      if (cb.Name == Autoload.CurrentPlayer().Name)
      {
	cb.CollisionMask = 0b00_00000011; // 自右数起；要撑住角色必须启用地面碰撞。
        // 若有内嵌则还应 _ShapeCast3D.CollisionMask = this.CollisionMask; areaHitbox.CollisionMask = cb.CollisionMask; // 以及 Area3D 的 CollisionLayer。
      }
      else // NPC等
      {
	cb.CollisionLayer = 0b0_00000010;
	cb.CollisionMask = 0b00_00000001;
      }
    武器用 Area3D 制作 Hitbox，Hurtbox；body_entered多次碰撞的话，可换用更多入参的body_shape_entered来深入判断。
    血条最简单做法是直接用ProgressBar，跟随3D版NPC头部的话，用支持“布告板 (Billboard)”能力的Sprite3D，想向其加入2D控件可指定其texture 为 SubViewport 容器，来混合提供2D/3D内容。
    魂类体力槽 - 跑步、防御时受击、闪避均会消耗，安静时恢复。
    动作设计（前摇/闪避等） - https://gwb.tencent.com/community/detail/125828

  动画资源循环播放 - 
    通过“高级导入设置”导入的动画，默认均已自动设为了 Animation.LoopModeEnum.None;
    若想改变默认循环模式，可点击行为树内“动画”节点，修改其属性；或者代码方式修改：
      animationNodeAnimation.UseCustomTimeline = true; ana.StretchTimeScale = false; // 即不循环 ana.LoopMode = Animation.LoopModeEnum.None;
      循环播放行为（Animation.LoopModeEnum.Linear）：站、走、跑；  不循环播放行为（默认行为）：攻击、跳

节点：
  节点：
    CanvasLayer 属性 Layer 数字越大，越能使子节点处于更外层。
    碰撞形状必须处于碰撞对象的直接子节点，若内部嵌套使用，首选性能更好的 Area3D，而非受物理影响的 CharacterBody3D 节点以及 PhysicsBody3D 实现类；直接子节点的碰撞形状，也可以通过 RemoteTransform3D 来传递转换。
    Area3D 事件 body_entered 的 body 是指被碰撞者是 PhysicsBody3D 才触发，area_entered 则对方是 Area3D 进入时才响应。

  2D控件一览图 - https://docs.godotengine.org/zh-cn/4.x/tutorials/ui/control_node_gallery.html
  子节点遍历：
    public void clearChildNodes(Node pNode)
    {
	var nodes = pNode.GetChildren();
	foreach (var node in nodes)
	{
		GD.Print(node.Name);
		node.QueueFree();
		if (node.GetChildCount() > 0) { clearChildNodes(node); }
	}
    }

  动态构建网格：
	var sm = new StandardMaterial3D(); sm.AlbedoColor = Colors.Red;
	var bm = new BoxMesh();	bm.Material = sm;
	var mi = new MeshInstance3D(); mi.Mesh = bm;
	AddChild(mi);

  上色 - 
    网格:
        _MeshInstance3D.Mesh = new PlaneMesh(); // or IDE 中添加
	var sm = new StandardMaterial3D();
	sm.AlbedoColor = new Color(0, 1, 0.5f); // or AlbedoTexture
	_MeshInstance3D.MaterialOverride = sm;

    控件用 x.AddThemeColorOverride("font_color", Godot.Colors.Red) 或：
	var ts = _Button.GetThemeStylebox("normal").Duplicate() as StyleBoxFlat;
	ts.BgColor = new Color(0, 1, 0.5f);
	_Button.AddThemeStyleboxOverride("normal", ts);

  支持包裹碰撞体（CollisionObject3D）的节点 - Area3D（区域重叠+进出信号）, PhysicsBody3D（CharacterBody3D, PhysicalBone3D(骨骼专用/布娃娃Ragdoll), RigidBody3D, StaticBody3D）；碰撞体必须是其直接子节点；BoneAttachment3D只能附着，提供不了碰撞。
  获取非直接子节点：_Node.FindChildren("@RemoteTransform3D@*", null, true, false);
  锁定左右移动：AxisLockLinearX = true; // AxisLockAngularY = true; // 或锁定旋转。
  两个位置之间距离：this.GlobalPosition.DistanceTo(_Node3D.GlobalPosition); // 单位米
  将父节点空间变动同步至受控节点：_RemoteTransform3D.RemotePath = controlledNode.GetPath();
  角色头顶血条/红字：直接使用带有 Billboard 属性的 Label3D（纯文字）、Sprite3D（图像+SubViewport）。
  全屏：_Control.SetAnchorsPreset(Control.LayoutPreset.FullRect);
  选项卡标题：GetNode("TabContainer").SetTabTitle(0, "x");
  3D 编辑器 MultiMeshInstance3D 的 MultiMesh -> 填充表面 按钮,无法选择目标网格的某个面，只能四面八方的填充，且会覆盖 multimesh 属性，故只能使用代码来动态添加了。

网格：
  网格（Mesh）由表面（Surface）组成，BoxMesh、PlaneMesh由1个表面组成，而CylinderMesh则为3个面，ArrayMesh由调用add_surface_from_arrays的次数决定,表面数组（Array[Dictionary]）是由必须的顶点（ARRAY_VERTEX/PackedVector3Array等效C#的Vector3）和可选的法线（ARRAY_NORMAL/实时计算损耗大，故应专门指定/用于光照着色）、UV等子数组组成。
  正方形的每个面无论多大均默认切1次（subdivide_width属性决定切割次数/切割位置是三个边的中点，即1变4），由2个三角形拼接而成，本来要6个顶点组成，但通过6个索引关联后，只需4个顶点即可；注意 CSGPolygon3D 不存在 ArrayType.Index，且旋转90°则“上方”法线就不是 Vector3.Up 了。
  WorldBoundaryShape3D 属于无限平面，尺寸不会止步于碰撞体线框范围。
  Godot IDE 可视化编辑器支持 CSG，即Constructive Solid Geometry（构造实体几何），但如果需要复杂的建模能力，请使用Blender等。
  CSG用法：添加 CSGPolygon3D 至编辑器，并用鼠标调整锚点，支持导出 glTF；Inspector -> Transform -> Rotation Y 轴填 -90 则可沿平面增减调整。
    如果想调整 Blender 制作出来的网格，则需要用 CSGMesh3D 导入。
    CSGCombiner3D 套住后，会从上至下的应用操作。
  ArrayMesh 类创建网格示例：
    var rId = RenderingServer.InstanceCreate();
    RenderingServer.InstanceSetScenario(rId, GetWorld3D().Scenario);

    var v3s = new Vector3[] { new Vector3(-1, 1, 0), new Vector3(1, 1, 0), new Vector3(0, -1, 0) };
    var arrays = new Godot.Collections.Array();
    arrays.Resize((int)Mesh.ArrayType.Max);
    arrays[(int)Mesh.ArrayType.Vertex] = v3s;
    var mesh = new ArrayMesh();
    mesh.AddSurfaceFromArrays(Mesh.PrimitiveType.Triangles, arrays);
    //or mesh = GD.Load("res://MyMesh.obj");

    RenderingServer.InstanceSetBase(rId, mesh.GetRid());
    var v3 = new Vector3(0.5f, 0.1f, 0.5f); // or Vector3.Zero
    var t3d = new Transform3D(Basis.Identity, v3);
    RenderingServer.InstanceSetTransform(rId, t3d);

  代码创建网格工具类 - SurfaceTool

骨架重定向：选中 Skeleton3D 节点 -> 重定向（Retarget） -> 新建 BoneMap 并选中 -> Profile：SkeletonProfileHumanoid -> 鼠标选中蓝点会出现模型骨骼名，红点则属未自动映射。
      映射后模型的 Skeleton3D 节点默认变为 GeneralSkeleton，模型内的 AnimationPlayer 轨道名也会同步修改为 SkeletonProfileHumanoid 标准命名 %GeneralSkeleton:Hips。
      因为 %GeneralSkeleton 只能场景内访问，故将纯动画场景内的 AnimationPlayer 提升至模型场景子级：
        var ap = p.GetNode<AnimationPlayer>("attackScene/AnimationPlayer"); ap.Reparent(ap.GetParent().GetParent()); ap.Play("mixamo_com");
        或动态添加 _AnimationLibrary.AddAnimation(animName, al.GetAnimation("mixamo_com")); // 确保根节点处于默认，或设死 ap.RootNode = ap.GetParent().GetPath();

    [不优雅] 模型与动画骨骼名不一致时，也可导出纯文本的动画文件（*.tres），手动替换所有的 tracks/0/path = NodePath("Skeleton3D:mixamorig_Hips")；对外发布时，最好转存为 *.anim。
	for (var i = 0; i < anim.GetTrackCount(); i++)
	{
		GD.Print(anim.TrackGetPath(i).GetConcatenatedNames()); // 取冒号前字符；完整值为 %GeneralSkeleton:Hips
		var newPath = new NodePath("../GeneralSkeleton:" + anim.TrackGetPath(i).GetConcatenatedSubNames());
		anim.TrackSetPath(i, newPath);
	}

  骨骼控制权/编辑筛选器：
        _AnimationNode.FilterEnabled = true; // 勾上后 in 端口就会让出部分控制权了；多根就多次执行 SetFilterPath(...)。
        _AnimationNode.SetFilterPath(new NodePath("%GeneralSkeleton:LeftUpperArm"), true); // false去除，无骨骼名则忽略。

  骨骼其他：
    作用 - 使物体具有肢体活动的能力。
    var sk=GetNode<Skeleton3D>("player/Skeleton/Skeleton3D");
    //var c = sk.GetBoneCount(); GD.Print(c);
    // 3D模型节点“在编辑器中打开”->“新建继承”（即存为场景）-> 选中Skeleton3D骨架节点右键“创建物理骨架”(即含碰撞体的PhysicalBone3D)
    // 射线碰到骨骼体后判断命中：raycast.collider.bone_name == "爆头骨骼名"
    sk.PhysicalBonesStartSimulation(); // PhysicalBone3D.bone_name指定3D模型资源内定义的骨骼部位名。
    骨骼映射/导入重定向（Retargeting） - https://docs.godotengine.org/zh-cn/4.x/tutorials/assets_pipeline/retargeting_3d_skeletons.html
      导入时选中Skeleton3D节点，点击“骨骼映射->BoneMap->Profile:SkeletonProfileHumanoid”，窗口Filtered Tracks所示为映射后的标准骨头部位名。
      骨骼名 - Upper Arm即上臂，Forearm或Lower Arm为前臂；Upper Arm即大腿，Lower Leg为小腿

视图约定：
  // 转换即远近+方位
  this.GlobalTransform = new Transform3D(GlobalTransform.Origin, GlobalTransform.Basis);

  // 不升降，只修改平移和绕柱。
  this.Transform = new Transform3D(t3d.Basis, new Vector3(t3d.Origin.X, Transform.Origin.Y, t3d.Origin.Z));

  // 全局距离 - 相对于绝对原点的远近；即3D视图中心
  GD.Print(this.GlobalTransform.Origin);

  // 全局方向 - 相对于绝对正面的方位
  GD.Print(this.GlobalTransform.Basis);

  // 绝对原点 - IDE 3D默认视图 - 后、右、顶
  GD.Print(Vector3.Zero);

  // 绝对朝向 - 物体朝向观众或摄像头的那一面，即IDE的3D后视图
  GD.Print(new Basis(1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1));

  // 相对于父节点距离 - 0或实际米数；即物体中心
  GD.Print(this.Transform.Origin);

  // 相对于父节点方向 - 索引值只能0或1
  GD.Print(this.Basis); // 等同this.Transform.Basis

计算：
  四元数 (Quaternions / 旋转的代数表示)优于欧拉角 (Euler Angles / 即直接旋转)。
  首选四元数：new Quaternion(x: float, y: float, z: float, w: float); // 入参必须归一化
  旋转Player：p.Quaternion = new Quaternion(Vector3.Up, Mathf.DegToRad(180));
  取反方向 - 加负号即可 -myVector3 with { Y = p.GlobalPosition.Y } // with 可以简化字段修改；以Vector3.Zero方向为基准。

输入：
  Godot 游戏引擎 3D/WASD 移动模板实例
  WASD返回值只有0、±1、±0.70710677（斜向）三种情况，而手柄也已绑定 ui_* 的Action上，16位摇杆返回值为65535种(转换前范围是-32768至32767) - Idle 时则为 Vector3.Zero 或 new Vector3(0, 0, 0)。
  鼠标和手柄摇杆旋转视角时，均前推为仰，后推为趴，左推看左，右推看右。
    Vector2 iv = Input.GetVector("ui_left", "ui_right", "ui_up", "ui_down");
    // 向量非零 (0, 0) + 死区（0.1f）处理
    if (iv.LengthSquared() > DEAD_ZONE_THRESHOLD * DEAD_ZONE_THRESHOLD)
    {
        // Atan2 计算向量弧度入参顺序为 (y, x)；返回值范围[-Pi, Pi]
        float rad = Mathf.Atan2(iv.Y, iv.X); // rad += Mathf.Pi / 2.0f; // 向右绕柱修正 90°
        //rad = Mathf.Wrap(rad, -Mathf.Pi, Mathf.Pi); // 规范化弧度范围
        float deg = Mathf.RadToDeg(rad); // 弧度转角度
        // 将角度范围 (-180° 到 180°) 改为非负数
        if (deg < 0) { deg += 360f; } GD.Print("0°-360°: " + deg);
    }

  游戏手柄摇杆 (Analog Stick)支持数万种方位，而键盘则只能控制8种方位；线性霍尔传感器手柄已取代传统碳膜电位器式摇杆，TMR更先进。
  8-Way Directional Movement：
    W,前,0∘
    S,后,180∘
    A,左,270∘
    D,右,90∘
    W + D,右前,45∘
    W + A,左前,315∘
    S + D,右后,135∘
    S + A,左后,225∘

视角：
  射击游戏通常采用FPS；魂类游戏战斗时则是手动锁定某个敌人的方式；也存在自动锁定或吸附较近敌人的方式（《原神》、《枕刀歌：白刃行》）。
  《刺客信条》等 - 在移动时身体前方跟随鼠标，但静止时鼠标进行自由观察，而身体不跟；《法环》与之不同点是，鼠标静止1秒后会回正至身体正前方的朝向。
  挥拳时能否转向，取决于游戏类型，魂系不能，而较宽容刷怪的ARGP则可以。

  Basis 类型能够同时存储旋转和缩放，而四元数 Quaternion 只能存储旋转，后者的作用是可以更直观的绕球体轴旋转，解决了Vector3.rotated(...)对次序敏感的问题 - https://quaternions.online/
  绕轴旋转 - 首选四元数 Quaternion，次选方案是在轴上放个Node3D做旋转原点，然后把 SpringArm3D/Camera3D 套进去转；仅用一次的可调 Transform.Rotated(player.GlobalPosition, Mathf.Pi / 2.0f)。
    看向某位置：LookAt(centerPoint, Vector3.Up);
    其他备选方案（可能有性能问题）：
	var centerPoint = player.GlobalPosition;
	// 1. 平移到原点 (相对于被绕节点的位置)
	var gt = GlobalTransform.Translated(-centerPoint);
	// 2. 鼠标绕柱旋转角度
	gt = gt.Rotated(Vector3.Down, Mathf.Pi / 2.0f);
	// 3. 平移回原位
	gt = gt.Translated(centerPoint);
	// 4. 应用变换
	GlobalTransform = gt;

  第一人称视角（FPV）最大特点是摄像头处于眼睛位置，站立或走动时身体会跟随摄像头；
  第三人称视角（TPV）则摄像头和眼睛各行其事，站立或走动时身体会跟随摄像头，审看皮肤时不跟随；摄像头下移摇臂抬高，交战视野会更好；NPC对话时，才会侧身一下不致遮挡，跟同身高的敌人对打时，摄像头稍稍拉高；
  俯视角（Top-Down View）则摄像头固定，行走方向也固定；其他 - 站立或走动时按照身体朝向移动。

  移动 - 非战斗状态为“自由移动”，左右移动时攻击方向为斜向前方45°，W+A同时按则22.5°；第一人称视角的攻击则一直朝向鼠标方向；
      遇到敌人时，可手动切换至“锁定目标移动”，被锁定者会标记个白色亮点，此时你只能面对锁定敌人后退，左右移动时攻击目标依然朝向前方（与行进方向约90°），软锁（原神）则优先考虑玩家目标，锁定者次之。

  WASD移动参考视频（法环） - https://www.bilibili.com/video/BV1XU4y1Z7D9/

  参考：
    Unity自制锁定敌人镜头与自由镜头丝滑切换 - https://www.bilibili.com/opus/828582114360295429

类魂：
  走动时正面跟随鼠标指向，站立时不跟随，摄像头自由转向，退后时能看到正脸；锁定敌人后，只能左中右绕敌方半圆形走动，无法越至背后；翻滚时有0.4秒无敌帧。
  锁敌 - 脱锁半径设为20米，绕圈半径定为玩家和敌人直线距离。

按键代码绑定：
  var iek = new InputEventKey();
  iek.Keycode = Key.Shift;
  InputMap.AddAction("ui_shift"); // ui_up、ui_down、ui_left、ui_right 已内置。
  InputMap.ActionAddEvent("ui_shift", iek);

Area3D 的工作流程（推荐）
  武器结构： 将 Area3D 作为角色的武器骨骼（如手或剑柄）的子节点。

  形状配置： 为 Area3D 添加一个或多个 CollisionShape3D 来覆盖剑刃的范围。

  动画同步：

    在角色的挥砍动画中，创建一个 动画轨道 (Animation Track)。

    在动画开始挥动（伤害应开始）的帧，启用这个 Area3D。

    在动画完成挥动（伤害应结束）的帧，禁用这个 Area3D。

  伤害处理： 连接 Area3D 的 body_entered 信号。当信号触发时，判断进入的是否为敌人，如果是，则调用敌人的伤害函数。


骨骼蒙皮

_PhysicsBody3D.GetGravity() 已取代 ProjectSettings.GetSetting("physics/3d/default_gravity").AsSingle();

动画树 Active = false 后骨骼乱掉解决：
  p.GetNode("AP").Play("idle"); // 骨骼归位后再启用动画树。
  at.Active = true;