角色移動時如何讓 IK 腳部目標保持固定
若要讓 IK 腳部保持固定，移動角色身體控制項時，請讓每個腳部目標的世界位置維持不變。讓腿部求解器調整移動中的身體與固定目標之間的關節。如果目標會繼承身體的移動，請分離這種變換關係，或在 IK 求解前加以補償。
本指南適用於為已綁定骨架的虛擬角色擺姿勢的創作者：角色身體可以上下晃動、傾斜或移動，但雙腳應保持原位。以下工作流程結合已記錄的變換與 IK 行為，以及實用的診斷步驟；文中以 Unity 和 Godot 的術語作為具體參照。
為什麼腳部目標會隨身體移動？
目標的局部座標即使沒有改變，在場景中仍可能移動。局部變換描述物件相對於其父節點的位置，因此移動祖先節點也會改變子節點的世界變換。Godot 透過 transform 和 global_transform 說明這項差異。使用 3D 變換 — Godot Engine
先顯示腳部目標控制項，再將身體稍微向側邊移動。觀察目標，不要只看可見的腳。如果目標隨身體移動，請檢查其祖先節點：目標可能位於骨盆、身體控制項或其他會移動的群組之下。
不要只根據局部位置欄位判斷設定。記錄移動前後目標的世界位置。這樣可以分辨兩個重要問題：目標是否離開預定位置，還是腿部未能跟隨靜止的目標？
身體與腳部控制項應如何安排？
將身體動作和固定腳部目標安排在不同的控制分支。實用的安排方式是將骨架和身體控制項放在一個分支，左右腳目標則放在另一個分支，並置於固定的場景控制項之下。關鍵是你操作的身體控制項不能帶動目標分支。
常見的角色總控制項仍可包含這兩個分支，只要你移動的是它底下的身體即可。但移動這個總控制項會同時帶動兩個分支。選擇控制項前，先確認你的操作是要「讓身體移動到固定的雙腳上方」，還是「移動整個角色」。
如果應用程式支援獨立的變換繼承，也可以採用這種方式。例如，Godot 的 Node3D.top_level 會讓節點停止繼承父節點的變換。這是已記錄的變換功能，本身不會設定 IK 求解器。Node3D — Godot Engine
變更目標的父節點或繼承模式時，請保留其原有的世界姿勢。先記錄世界位置和方向，變更關係後再還原該姿勢。確認結果無誤後，再次移動身體。
如果目標必須保留在會移動的父節點之下，該怎麼辦？
獨立記錄腳部固定時的世界姿勢，並根據父節點目前的變換，計算目標所需的局部姿勢。位置的關係式為：目標局部位置 = 目前父節點世界變換的反矩陣 × 已儲存的目標世界位置。Unity 透過 InverseTransformPoint 提供世界座標轉換為局部座標的功能。Transform.InverseTransformPoint — Unity
以下是簡化的平移範例。目標固定在世界 X = 1.0，父節點起初位於 X = 0.0，因此其局部 X 為 1.0。將父節點移至 X = 0.3 後，目標的局部 X 必須改為 0.7，才能維持在世界 X = 1.0。如果局部 X 仍為 1.0，目標就會移至世界 X = 1.3。
這種相減方式只適用於簡化範例。父節點若有旋轉或縮放，就需要進行完整的變換轉換。Unity 的 TransformPoint 會將局部位置轉換為世界座標，並明確納入縮放；因此，位置轉換應使用點運算，而不是方向運算。Transform.TransformPoint — Unity
腳部進入固定狀態時，記錄其固定姿勢。身體移動期間，沿用這個已儲存的值。如果目標已經繼承了移動才重新記錄，就只是把偏移存成新的參照值。如果方向也必須維持不變，請一併保留並轉換目標方向和位置。
如何設定腿部 IK 以跟隨目標？
進行大幅姿勢變更前，先檢查求解器的骨鏈指定。在 Unity Animation Rigging 1.4.1 中，Two Bone IK 使用 Root、Mid 和 Tip 變換、Target，以及可選的 Hint。以簡單的兩節角色腿為例，這些分別對應大腿關節、膝關節和腳踝關節。Hint 用來控制彎曲方向。Two Bone IK — Unity Animation Rigging
初次測試時，請將約束影響和目標位置影響都設為全滿，並另外檢查目標旋轉影響。Unity 將這些設定列為不同權重，因此可以分別測試位置跟隨和方向匹配。其 Maintain Target Offset 設定會保留腳尖與目標之間初始的位置或旋轉差異。Two Bone IK — Unity Animation Rigging
啟用約束前，先將目標對齊預定的腳踝姿勢。如果你刻意使用偏移，請記錄它代表的意義。若初始偏移不明，之後就難以比較目標與求解後關節的位置。
使用 Hint 或極向控制項設定預期的膝蓋彎曲方向，再稍微移動身體。測試期間，讓 Hint 的位置容易理解；如果同時改動目標、身體和彎曲控制項，就更難判斷意外結果的原因。
雙腳保持固定時，身體可以移動多遠？
目標固定不代表任何身體姿勢都能達成。對於沒有關節限制且不會伸展的理想兩節骨鏈，幾何條件要求腿部根部到目標的距離介於 |上段長度 − 下段長度| 和 上段長度 + 下段長度 之間。實際關節限制可能會縮小這個範圍。
以兩段長度各為 0.45 場景單位的角色為例，其幾何最大伸展距離為 0.90 單位。如果髖部比腳踝目標高 0.80 單位，水平距離為 0.30 單位，兩者距離為 √(0.80² + 0.30²)，約 0.854 單位，仍在理想範圍內。若水平距離增加至 0.50 單位，距離就會變成約 0.943 單位，超出該範圍。
利用這項計算，分辨問題是伸展範圍不足，還是變換設定有誤。如果目標保持固定，但骨鏈無法觸及，就縮小身體位移，或調整身體位置以配合雙腿。分別評估每條腿：向側邊移動可能讓一個目標更近，卻讓另一個目標更遠。
首次調整姿勢時，讓雙腿都保留可見的彎曲，並測試小幅移動。確認每條腿何時接近伸展極限後，再擴大身體的移動範圍。請將此範圍視為特定骨架的結果，不要直接套用其他角色的位移數值。
如何讓整隻腳保持固定，而不只是腳踝？
先定義骨架中「固定」的意思。固定的腳踝目標會確定關節位置，但腳部也需要預定方向。腳底接觸點和腳踝樞紐是不同的參考點；放置控制項時，請保留設計好的偏移。
一種實用的診斷方式是固定腳踝位置，只旋轉身體，然後觀察腳跟和腳趾。如果它們繞著腳踝移動，請檢查腳部方向控制項和任何獨立的腳趾控制項。這項測試能將可見的接觸情況與目標位置分開檢查。
將預定的固定方向和位置一併儲存。身體移動期間，將兩者與已儲存的姿勢比較。Godot 的變換文件說明，變換由原點和代表方向與縮放的基底組成，可作為理解完整姿勢的實用參照。使用 3D 變換 — Godot Engine
如何依照固定順序診斷滑動？
以下步驟是根據上述變換與求解器行為整理出的實用診斷方法。一次只改變一項條件，先使用能重現問題的最小身體位移。
| 觀察結果 | 優先檢查項目 | 下一步 |
|---|---|---|
| 目標隨身體移動 | 會移動的祖先節點和繼承的變換 | 分離控制分支，或還原已儲存的世界姿勢 |
| 目標固定，但腳踝未對準目標 | 骨鏈指定、位置影響和伸展範圍 | 確認設定，再縮小身體位移 |
| 腳踝固定，但腳跟或腳趾移動 | 腳部方向和接觸點偏移 | 還原預定的固定方向 |
| 膝蓋彎曲方向意外改變 | Hint 或極向控制項的位置 | 配合小幅身體移動測試彎曲控制項 |
| 拖曳與播放時的結果不同 | 哪個系統在何時寫入各控制項 | 檢查播放期間經評估的變換 |
對動畫或程式控制的設定，請明確安排依賴順序：先設定身體姿勢，再還原或轉換已儲存的目標，最後評估腿部 IK。確認應用程式如何排定這些操作。僅憑回呼名稱，無法確定求解器會在同一次評估中讀取更新後的目標。
最後測試一段短循環：將身體向側邊移動、降低身體、稍微旋轉，再回到起始姿勢。全程將每個目標的世界姿勢與已儲存的參照值比較。目標保持固定後，剩下的調整便會很明確：可達的身體移動範圍、一致的膝蓋方向，以及維持預定接觸所需的腳部方向。