基于UE5的第一人稱射擊類游戲的開(kāi)發(fā)

張玉婷

（南京傳媒學(xué)院傳媒技術(shù)學(xué)院，南京 210000）

0 引言

Unreal Engine 5 虛幻引擎（UE5）廣泛應(yīng)用在游戲、影視、建筑、汽車(chē)與運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中。將UE5 和Visual Studio（VS）結(jié)合，可以方便快捷地編寫(xiě)代碼、編譯程序，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出諸如動(dòng)作、冒險(xiǎn)、解密、RPG 等多種類型的電子游戲［1］。本文介紹一款第一人稱射擊類游戲（FPS）的開(kāi)發(fā)思路。玩家在第一人稱視角下，通過(guò)鼠標(biāo)鍵盤(pán)操作，游戲中的角色手持武器射出發(fā)射物，擊倒目標(biāo)物體。

游戲開(kāi)發(fā)的流程是首先在UE5 中新建項(xiàng)目，為項(xiàng)目添加C++代碼。通過(guò)創(chuàng)建第一人稱角色的動(dòng)作軸映射，實(shí)現(xiàn)角色移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、抬頭、低頭和跳躍的動(dòng)作。再為角色創(chuàng)建藍(lán)圖動(dòng)畫(huà)，添加動(dòng)畫(huà)狀態(tài)機(jī)。通過(guò)在VS 中編寫(xiě)代碼，實(shí)現(xiàn)用鼠標(biāo)對(duì)攝像機(jī)的控制和游戲指令輸入［2］。最后導(dǎo)入發(fā)射物網(wǎng)格體，設(shè)置發(fā)射物的碰撞和生命周期，再添加代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的射擊。

1 新建游戲項(xiàng)目

啟動(dòng)UE5 虛幻引擎新建游戲項(xiàng)目，選擇Blank template，項(xiàng)目類型改為C++，確定選擇No Starter Content。在Content Browser 的Content的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，創(chuàng)建新文件夾，用來(lái)存放游戲相關(guān)的文件，命名為MyGame。在Edit菜單中打開(kāi)Project Settings，在左側(cè)選項(xiàng)卡的Project 中點(diǎn)擊Maps & Modes，在Editor Startup Map 下拉菜單下選擇MyGame，保存并退出設(shè)置。接著在Tools 菜單中選擇Open Visual Studio打開(kāi)C++代碼。項(xiàng)目啟動(dòng)之后，在Solution Explorer里會(huì)看到.cpp 和.h 文件，編寫(xiě)的代碼將存放在這些文件中。

2 創(chuàng)建角色和攝像機(jī)

2.1 創(chuàng)建角色類

本游戲使用C++類向?qū)⑿枰獎(jiǎng)?chuàng)建的角色類添加到項(xiàng)目中。在UE5 引擎界面的Tools 菜單中選擇New C++ Class...，創(chuàng)建新的父類。在Choose Parent Class 中選擇Character，新的類命名為MyCharacter，點(diǎn)擊Create Class。在VS 的Solution Explorer 中，依次打開(kāi)MyProject 里面的Source的FPSProject。在VS中添加如下代碼：

Void AFPSCharacter::SetupPlayerInputComponent（UInputComponent*PlayerInputComponent）

Super::SetupPlayerInputComponent（PlayerInputComponent）;

鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊MyProject，選擇Build 編譯項(xiàng)目。再返回虛幻編輯器，新編譯的MyCharacter類在Content Browser中就創(chuàng)建完成了。

2.2 第三人稱網(wǎng)格體

FPS游戲需要兩個(gè)分開(kāi)的網(wǎng)格體代替玩家角色。其中一個(gè)全身網(wǎng)格體作為玩家軀體，用于從第三人稱視角觀察角色。當(dāng)玩家以第一人稱視角進(jìn)行游戲時(shí)，全身網(wǎng)格體是隱藏的。通過(guò)設(shè)置軸映射、執(zhí)行代碼，實(shí)現(xiàn)角色前后左右移動(dòng)和跳躍的動(dòng)作。

由于角色類已創(chuàng)建了SkeletalMeshComponent 對(duì)象，因此只需要導(dǎo)入已有的SkeletalMesh資產(chǎn)。鼠標(biāo)右鍵單擊Content 的空白處，打開(kāi)Import Asset 對(duì)話框。點(diǎn)擊Import to 中的Game...，打開(kāi)Import。選擇已創(chuàng)建好的MyPeople.fbx 骨骼網(wǎng)格體文件，點(diǎn)擊Open，在FBX Import Options對(duì)話框中依次點(diǎn)擊Import All 和Save，將網(wǎng)格體添加到項(xiàng)目中。

在Content的Blueprints中，雙擊BP_MyCharacter藍(lán)圖類，在藍(lán)圖編輯器的Components 選項(xiàng)卡中點(diǎn)擊Mesh 組件。在右側(cè)的Details 選項(xiàng)卡的Mesh 里Skeletal Mesh 行的下拉列表中選擇無(wú)，然后選擇MyPeople 骨骼網(wǎng)格體。在Details 的Transform 中將變換的Z軸向位置設(shè)置為-70，使SkeletalMeshComponent與CapsuleComponent對(duì)齊。

2.3 第一人稱網(wǎng)格體

除了全身網(wǎng)格體，第一人稱射擊類游戲還需要有代表武器和手部的網(wǎng)格體。這個(gè)網(wǎng)格體通常附著到攝像機(jī)，并且僅當(dāng)玩家以第一人稱視角查看游戲時(shí)才對(duì)玩家可見(jiàn)。

右鍵點(diǎn)擊內(nèi)容瀏覽器的文件框，打開(kāi)Import Asset對(duì)話框。點(diǎn)擊Import to的Game...，在Import對(duì)話框中找到并選擇MyArm.fbx網(wǎng)格體文件，點(diǎn)擊Open 將網(wǎng)格體導(dǎo)入到項(xiàng)目中。在FBX Import Options 對(duì)話框中將Skeleton 設(shè)置為None，然后點(diǎn)擊Import All。

打開(kāi)BP_MyCharacter 藍(lán)圖編輯器，在Components 選項(xiàng)卡中找到FPSMesh 組件。在Details選項(xiàng)卡的Mesh條目中點(diǎn)擊顯示為None的下拉菜單，選擇MyArm 骨骼網(wǎng)格體，將手臂添加到Viewport。接著創(chuàng)建網(wǎng)格體組件，并附加到FPS攝像機(jī)，變換屬性設(shè)置為在攝像機(jī)前面，Location設(shè)置為220,0,35，Rotation設(shè)置為180,50,180。在VS中添加如下代碼：

FPSMesh=CreateDefaultSubobject＜USkeletalMesh-Component＞（TEXT（“FirstPersonMesh”））；

check（FPSMesh！=nullptr）；

FPSMesh-＞SetupAttachment（FPSCameraComponent）；

2.4 設(shè)置動(dòng)作軸映射

軸映射是將鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和控制器的輸入映射到游戲中，綁定到游戲角色的某個(gè)動(dòng)作上。軸映射中常見(jiàn)的就是通過(guò)輸入WASD 鍵或箭頭鍵，控制角色自由地向前后左右移動(dòng)，觸發(fā)游戲行為。在UE5 中打開(kāi)項(xiàng)目，在Edit 菜單中點(diǎn)擊Project Settings，在選項(xiàng)卡左側(cè)的Engine 標(biāo)題欄下點(diǎn)擊Input。在Bindings 中點(diǎn)擊Axis Mappings 旁邊的+號(hào)，點(diǎn)擊Axis Mappings 左側(cè)的箭頭，在文本框中輸入MoveForward，然后點(diǎn)擊左側(cè)箭頭，在下拉菜單中選擇W。點(diǎn)擊MoveForward 旁邊的+號(hào)，在第二個(gè)下拉菜單中從Keyboard 下拉列表中選擇S，在S 旁邊的Scale 字段中輸入-1。

2.5 移動(dòng)跳躍函數(shù)

在典型的第一人稱游戲控制模式中，角色的移動(dòng)是相對(duì)于攝像機(jī)的。因此需要使用PlayerController 獲取角色的控制旋轉(zhuǎn)輸入值。MoveForward 函數(shù)將忽略控制旋轉(zhuǎn)輸入值的Pitch分量，將輸入限制在XY 平面上，以確保在向上或向下看時(shí)，角色將沿著地面移動(dòng)。在VS 中添加如下代碼：

PlayerInputComponent-＞BindAxis（“MoveForward”，this，&AFPSCharacter：：MoveForward）；

PlayerInputComponent-＞BindAxis（“MoveRight”，this，&AFPSCharacter：：MoveRight）；

2.6 設(shè)置攝像機(jī)

在此步驟中，為角色添加能夠環(huán)顧四周并用鼠標(biāo)操縱的功能。在Bindings 中，點(diǎn)擊Axis Mappings 旁邊的+號(hào)，點(diǎn)擊Axis Mappings 左側(cè)的箭頭。在文本框中輸入Turn，然后點(diǎn)擊左側(cè)的箭頭，從Mouse 下拉列表中選擇Mouse X。輸入scale 的值為1.0，完成轉(zhuǎn)頭的軸映射。用同樣的方法，在文本輸入框中輸入LookUp，從Mouse下拉列表中選擇Mouse Y，完成抬頭低頭的軸映射。

接著將攝像機(jī)組件附加到膠囊體組件，編寫(xiě)代碼將攝像機(jī)的位置調(diào)整為略高于角色眼睛的位置，同時(shí)允許pawn 控制攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)。在VS中添加如下代碼：

FPSCameraComponent-＞SetupAttachment（Cast-Checked＜USceneComponent，UCapsuleComponent＞（GetCapsuleComponent（）））；

FPSCameraComponent-＞SetRelativeLocation（FVector（0.0f，0.0f，50.0f+BaseEyeHeight））；

FPSCameraComponent-＞bUsePawnControlRotation=true；

3 實(shí)現(xiàn)射擊

3.1 添加發(fā)射物

設(shè)置完角色后，需要給游戲添加武器和發(fā)射物。首先添加射擊動(dòng)作映射，在Edit菜單中點(diǎn)擊Project Settings。在Engine 標(biāo)題欄下選擇Input 中的Bindings，點(diǎn)擊Action Mappings 旁邊的+號(hào)。在文本輸入框中輸入Fire，從Mouse 下拉列表中選擇Left Mouse Button。接著添加發(fā)射物類，在File 菜單中選擇New C++Class...，以選擇新的父類。再打開(kāi)Choose Parent Class 菜單，向下選擇Actor 作為父類，然后點(diǎn)擊Next，將新類命名為“MyProjectile”，然后點(diǎn)擊Create Class。

接著添加發(fā)射物移動(dòng)組件，設(shè)置發(fā)射物的初始速度和碰撞半徑，綁定發(fā)射輸入操作，定義發(fā)射物的生成位置。初始化射擊方向上發(fā)射物速度的函數(shù)，以及槍口相對(duì)于攝像機(jī)位置的偏移。在VS中添加如下代碼：

UPROPERTY（VisibleDefaultsOnly，Category=Projectile）

USphereComponent*CollisionComponent；

CollisionComponent=CreateDefaultSubobject＜USphere-Component＞（TEXT（“SphereComponent”））；

CollisionComponent-＞InitSphereRadius（15.0f）；

void AFPSProjectile：：FireInDirection（const FVector&ShootDirection）

ProjectileMovementComponent-＞Velocity=Shoot-Direction*ProjectileMovementComponent-＞Initial-Speed；

UPROPERTY（EditAnywhere，BlueprintReadWrite，Category=Gameplay）

FVector MuzzleOffset；

3.2 實(shí)現(xiàn)射擊

首先創(chuàng)建一個(gè)球狀的網(wǎng)格體作為發(fā)射物，鼠標(biāo)右鍵單擊Content Browser空白處，打開(kāi)Import Asset 對(duì)話框，點(diǎn)擊Import to 下的Game...，找到并選擇Bool.fbx網(wǎng)格體文件，點(diǎn)擊Open，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊Import All，將網(wǎng)格體添加到項(xiàng)目中。導(dǎo)入的網(wǎng)格體可以根據(jù)需要設(shè)置適合的材質(zhì)和縮放大小。通過(guò)代碼實(shí)現(xiàn)在槍口位置生成發(fā)射物，射擊方向略向上傾斜，設(shè)置發(fā)射物的初始軌跡。在VS中添加如下代碼：

FRotator MuzzleRotation=CameraRotation；

MuzzleRotation.Pitch+=10.0f；

UWorld*World=GetWorld（）；

if（World）

FActorSpawnParameters SpawnParams；

SpawnParams.Owner=this；

SpawnParams.Instigator=GetInstigator（）；

AFPSProjectile*Projectile=World-＞SpawnActor＜AFPSProjectile＞（ProjectileClass，MuzzleLocation，MuzzleRotation，SpawnParams）；

if（Projectile）

FVector LaunchDirection=MuzzleRotation.Vector（）；

Projectile-＞FireInDirection（LaunchDirection）；

3.3 發(fā)射物的碰撞和生命周期

本游戲中，發(fā)射物在發(fā)出后與其他對(duì)象碰撞并銷(xiāo)毀，輸入InitialLifeSpan=3.0f，每個(gè)生成的發(fā)射物會(huì)在三秒后從場(chǎng)景中消失。

在Object Channels 中選擇New Object Channel...，創(chuàng)建新碰撞通道。將新碰撞通道命名為“Projectile”，確 保將Default Response 設(shè) 置 為Block， 然 后 點(diǎn) 擊Accept。 在Preset 中 選 擇New...，將新配置文件命名為“Projectile”，并設(shè)置碰撞預(yù)設(shè)，設(shè)定發(fā)射物與Pawn重疊。

4 動(dòng)畫(huà)角色

4.1 添加角色動(dòng)畫(huà)

游戲中需要為角色添加一些動(dòng)畫(huà)。在Content Browser中單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇Import to，在Game 的Animations 中導(dǎo)入角色動(dòng)畫(huà)。在彈出的對(duì)話框中選擇Select Skeleton 標(biāo)題下的My-Arm_Skeleton，然后點(diǎn)擊Import All導(dǎo)入所有動(dòng)畫(huà)。

接著創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)藍(lán)圖，在Content 中單擊鼠標(biāo)右鍵，在Create Advanced Asset 里展開(kāi)Animation并選擇Animation Blueprint。選擇AnimInstance作為父類，并選擇MyArm_Skeleton 作為目標(biāo)骨架。雙擊新動(dòng)畫(huà)藍(lán)圖打開(kāi)Blueprint Editor，在My Blueprint 選項(xiàng)卡中點(diǎn)擊Add New 按鈕，并選擇Variable。

將該變量設(shè)置為Boolean，并將其命名為“IsRunning”。在My Blueprint 選項(xiàng)卡中，點(diǎn)擊Add New 按鈕并選擇Variable。將該變量設(shè)置為Boolean，并將其命名為“IsFalling”。由此添加狀態(tài)機(jī)過(guò)渡變量。

4.2 編輯事件列表

接著編輯動(dòng)畫(huà)的事件圖表，使動(dòng)畫(huà)過(guò)渡變量在游戲運(yùn)行時(shí)能夠正確觸發(fā)。打開(kāi)Arms_AnimBP，雙擊My Blueprint 選項(xiàng)卡中的EventGraph，打開(kāi)事件圖表。在圖表中點(diǎn)擊右鍵，彈出Context Menu。在Context Menu 的搜索字段中輸入“Update”，然后點(diǎn)擊Event Blueprint Update Animation 以添加該節(jié)點(diǎn)。Event Blueprint Update Animation 節(jié)點(diǎn)用于在每次更新動(dòng)畫(huà)時(shí)更新?tīng)顟B(tài)變量，使變量始終與游戲狀態(tài)同步。在圖表中點(diǎn)擊右鍵，彈出Context Menu。在Context Menu 的搜索字段中輸入“Owner”，然后點(diǎn)擊Try Get Pawn Owner 以添加該節(jié)點(diǎn)。從輸出引腳連出引線，并在Context Menu 中選擇Cast to Character。將Event Blueprint Update Animation 節(jié)點(diǎn)上的輸出執(zhí)行引腳關(guān)聯(lián)到Cast to Character 節(jié)點(diǎn)上的輸入執(zhí)行引腳。從As Character 輸出引腳連出引線，并選擇Get Character Movement。從Character Movement 輸出引腳連出引線，并選擇Get Movement Mode。從Movement Mode 輸出引腳連出 引 線， 并 選 擇Equal（Enum）。 將Equal（Enum）節(jié)點(diǎn)上的下拉菜單值設(shè)置為Falling。按住Alt 鍵的同時(shí)點(diǎn)擊My Blueprint 選項(xiàng)卡中的IsFalling，將其拖到圖表中，創(chuàng)建一個(gè)Set Is Falling 節(jié)點(diǎn)。將Cast to Character 節(jié)點(diǎn)的未標(biāo)記輸出執(zhí)行引腳連接到Set Is Falling 節(jié)點(diǎn)的輸入執(zhí)行引腳，并將Equal（Enum）節(jié)點(diǎn)的輸出布爾數(shù)據(jù)引腳連接到Set Is Falling 節(jié)點(diǎn)的輸入布爾數(shù)據(jù)引腳。返回Cast To Character 節(jié)點(diǎn)，并從As Character 引腳再次連出引線。這次選擇Get Velocity 節(jié)點(diǎn)。如果角色不是站立不動(dòng)，其速度向量的長(zhǎng)度將大于零。因此，從Return Value 向量輸出引腳連出引線，并選擇Vector Length 以將該節(jié)點(diǎn)添加到圖表。從Return Value 浮點(diǎn)輸出引腳連出引線，并選擇＞（float）節(jié)點(diǎn)。按住Alt鍵的同時(shí)點(diǎn)擊My Blueprint選項(xiàng)卡中的IsRunning，將其拖到圖表中，創(chuàng)建一個(gè)Set Is Running 節(jié)點(diǎn)。將Set Is Falling 節(jié)點(diǎn)的輸出執(zhí)行引腳連接到Set Is Running節(jié)點(diǎn)的輸入執(zhí)行引腳，并將＞（float）節(jié)點(diǎn)的輸出布爾引腳連接到Set Is Running 節(jié)點(diǎn)的輸入布爾引腳。

5 結(jié)語(yǔ)

本文提供了一個(gè)第一人稱射擊類游戲開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)單創(chuàng)作思路。在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中，一款可發(fā)售的游戲還需要有地編、特效、動(dòng)畫(huà)、交互等多方面的設(shè)計(jì)和制作。而游戲的趣味性、難易度和競(jìng)技性也是開(kāi)發(fā)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須思考的問(wèn)題。更多的創(chuàng)意設(shè)計(jì)和文化元素，適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)機(jī)制和游戲反饋，都可以給玩家?guī)ジ玫挠螒蝮w驗(yàn)，提升游戲的品質(zhì)［3］。