Aery的UE4 C++遊戲開發之旅（1）基礎對象模型

時間 2019-12-16

標籤 aery ue4 c++ 遊戲開發之旅基礎對象模型欄目 C&C++ 简体版

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引擎版本:Unreal Engine 4.22網絡

UObject

UE4的最基礎類型是UObject，它提供了以下功能：編輯器

GC機制（垃圾回收機制）
引用自動更新
運行時類型識別
反射機制
序列化
自動檢測默認變量的變動
屬性自動初始化
UE4編輯器的自動整合
網絡複製
...

這樣當咱們編寫須要使用以上功能的類時，繼承一下UObject便可。
後面要講的Actor和Component即是這樣作的。ide

更多功能或細節，可參考源文件Engine\Source\Runtime\CoreUObject\Public\UObject\Object.h函數

Actor種類

每一個遊戲引擎都會有一個很是重要的遊戲對象類型，在cocos2d-x裏是Node（節點），在Unity3D裏是GameObject(遊戲對象)，而在UE4裏，這個重要的角色則是Actor（演員）。學習

可能在UE4引擎設計者的眼裏，遊戲世界是一個舞臺，把各個Actor放置在舞臺上面，便能展示出一出好戲。this

在UE編輯器的World Outliner窗口能夠看到當前場景的全部Actor實例：設計

AActor

AActor類是能夠放到遊戲場景中的遊戲對象的基本類型，另外它更強大的能力是能夠掛載組件（Component）。
組件提供功能，想讓一個實體Actor擁有更多的功能就能夠經過掛載不一樣的組件實現。3d

能夠看到AActor繼承於UObject，而後再派生出各式各樣的Actor類（例如APawn）。這是由於舞臺須要放置各式各樣的演員，而在UE4的世界觀裏，演員不只包含遊戲世界裏的角色、NPC、載具，還能夠是一間房子、一把武器、一個掉落的蘋果，甚至一個抽象的遊戲規則、看不見的玩家控制器...code

你若是想放置任何有實質做用的東西到遊戲場景中，應該繼承AActor類。

APawn（可操控單位）

簡單來講，APawn類是一個表明可被控制的遊戲對象（玩家角色、怪物、NPC、載具等），它繼承於AActor。
對於開發者，每次建立Pawn都得從Pawn類繼承，而後寫各類各樣的實現/添加各類各樣的組件。
因而UE4提供了幾個派生類做爲模板，以便快速編寫本身的Pawn。

ADefaultPawn （默認的可操控單位）

DefaultPawn繼承於APawn，是一個默認的Pawn模板。它默認帶了一個DefaultPawnMovementComponent、SphericalCollisionComponent和StaticMeshComponent。
ASpectatorPawn（觀察者）

SpectatorPawn繼承於APawn，是適用於觀戰的Pawn模板，擁有攝像機「漫遊」的能力。它實際就是提供了一個基本的USpectatorPawnMovement（不帶重力漫遊），並關閉了StaticMesh的顯示，碰撞也設置到了「Spectator」通道。
ACharacter（角色）

Character繼承於APawn，是一個包含了行走，跑步，跳躍以及更多動做的Pawn模板。它含有像人同樣行走的CharacterMovementComponent，儘可能貼合的CapsuleComponent，再加上骨骼上蒙皮的網格。

AController（控制器）

AController繼承於AActor，Controller經過接受玩家的設備（鍵盤、鼠標等）輸入或者被AI輸入來控制Pawn。實際上一個Pawn能夠被多個Controller操控（例如載具可由一個玩家駕駛，另外一個玩家操控車頂機槍），也能夠切換Controller（例如，完成一段劇本演出時，玩家不能控制主角，而交由劇本腳本控制。)

APlayerController（玩家控制器）

APlayerController繼承於AController，負責接受玩家設備輸入從而控制Pawn，它提供了Camera（控制玩家視角）、設備輸入處理、關聯UPlayer、顯示HUD等功能、切換Level...
AAIController（AI控制器）

AAIController繼承於AController，負責提供AI從而控制Pawn，它提供了導航網格尋路、AI行爲樹、Task系統...

AGameMode（遊戲模式）

AGameMode繼承於AActor，這是一個很重要的類。由於一個GameMode定義了遊戲的規則（例如如何得分或者其餘方面的系統邏輯內容），咱們常常須要繼承於它編寫本身遊戲的全局規則/全局遊戲邏輯。
因爲遊戲邏輯規則每每是單例的，咱們能夠經過UGameplayStatics::GetGameMode這個靜態函數來獲取GameMode的實例：

AMyGameMode* MyGameMode;
   //獲得本身定義的AMyGameMode實例
   MyGameMode = Cast<AMyGameMode>(UGameplayStatics::GetGameMode(this));

此外GameMode默認是不打開每幀調用Tick事件的，這裏我就被坑了下。

AHUD（HUD）

AHUD繼承於AActor，它是平面顯示界面，就是平時咱們玩3D遊戲提供給玩家的2D菜單界面。AHUD類提供了渲染文字、貼圖、矩形和材質的渲染，建立後也能夠經過藍圖來編輯界面。

...

Component種類

隨意點擊一個Actor，能夠查看該Actor的全部Component（組件）：

UActorComponent（基本組件）

UActorComponent繼承於UObject，是最基本的組件類型。不過須要注意的是，它沒有Transform，也沒有提供嵌套包含其餘Actor組件的功能。
這是由於在UE看來，Actor並不僅是3D世界中的表示，一些不在世界中展現的「不可見對象」也能夠是Actor，好比AInfo等，因此這些Actor的組件也就沒有自帶Transform了。

USceneComponent（場景組件）

繼承於UActorComponent，它封裝了Transform來表示其位置。因此須要位置表示的Actor就能夠向Actor中添加SceneComponent做爲其RootComponent（例如APawn就自動建立了SceneComponent）。
與此同時，得益於Transform（能夠計算相對位置），SceneComponent能夠容許嵌套包含其餘Actor組件（例如一我的體組件包含身體組件，一個身體組件又能夠包含手組件）。

實際中大部分的Actor是有Transform的，因此咱們會常常設置獲取它的座標。常理來講，咱們的須要先獲取下SceneComponent,而後才能操做其Transform等相應接口。可是這樣太過繁瑣，所以UE爲咱們直接提供了基於Actor的接口，如(Get/Set)ActorLocation，但其實這些接口內部也是轉發到RootComponent的。
同理，Actor能接收處理Input事件的能力，其實也是轉發到Actor內部的UInputComponent* InputComponent;

UChildActorComponent（子演員組件）

繼承於USceneComponent，提供了Component之下再疊加Actor的能力,擔負着Actor之間互相組合的膠水。這貨在藍圖裏靜態存在的時候其實並不真正的建立Actor，而是在以後Component實例化的時候才真正建立。

UStaticMeshComponent（靜態網格組件）

繼承於USceneComponent，是一個靜態網格組件，也就是提供一個靜態網格物體的渲染效果/物理碰撞等。

...

總結

實際上，UE4的Actor-Component系統就與Unity3D的GameObject-Component系統很類似。
一個遊戲場景裏擺放若干個演員（Actor），每一個演員雖然空無一物（沒穿衣服），可是能夠經過給它添加不一樣的服飾、臺詞等（Component）從而展示出不少不一樣的性質，從而呈現出一款精彩的遊戲舞劇。

而Actor的各類派生類實際上只是Acotr加上提早準備好這些特定的服飾臺詞，簡單來講就是提供一種特殊演員的模板。

簡要的UObject-Actor-Component UML類圖：