基于UE5的第一人稱射擊類游戲的開發(fā)

張玉婷

（南京傳媒學院傳媒技術學院，南京 210000）

0 引言

Unreal Engine 5 虛幻引擎（UE5）廣泛應用在游戲、影視、建筑、汽車與運輸?shù)刃袠I(yè)中。將UE5 和Visual Studio（VS）結合，可以方便快捷地編寫代碼、編譯程序，設計開發(fā)出諸如動作、冒險、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）的開發(fā)思路。玩家在第一人稱視角下，通過鼠標鍵盤操作，游戲中的角色手持武器射出發(fā)射物，擊倒目標物體。

游戲開發(fā)的流程是首先在UE5 中新建項目，為項目添加C++代碼。通過創(chuàng)建第一人稱角色的動作軸映射，實現(xiàn)角色移動、旋轉、抬頭、低頭和跳躍的動作。再為角色創(chuàng)建藍圖動畫，添加動畫狀態(tài)機。通過在VS 中編寫代碼，實現(xiàn)用鼠標對攝像機的控制和游戲指令輸入［2］。最后導入發(fā)射物網(wǎng)格體，設置發(fā)射物的碰撞和生命周期，再添加代碼實現(xiàn)對目標的射擊。

1 新建游戲項目

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

2 創(chuàng)建角色和攝像機

2.1 創(chuàng)建角色類

本游戲使用C++類向導將需要創(chuàng)建的角色類添加到項目中。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，點擊Create Class。在VS 的Solution Explorer 中，依次打開MyProject 里面的Source的FPSProject。在VS中添加如下代碼：

Void AFPSCharacter::SetupPlayerInputComponent（UInputComponent*PlayerInputComponent）

Super::SetupPlayerInputComponent（PlayerInputComponent）;

鼠標右鍵點擊MyProject，選擇Build 編譯項目。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游戲需要兩個分開的網(wǎng)格體代替玩家角色。其中一個全身網(wǎng)格體作為玩家軀體，用于從第三人稱視角觀察角色。當玩家以第一人稱視角進行游戲時，全身網(wǎng)格體是隱藏的。通過設置軸映射、執(zhí)行代碼，實現(xiàn)角色前后左右移動和跳躍的動作。

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

在Content的Blueprints中，雙擊BP_MyCharacter藍圖類，在藍圖編輯器的Components 選項卡中點擊Mesh 組件。在右側的Details 選項卡的Mesh 里Skeletal Mesh 行的下拉列表中選擇無，然后選擇MyPeople 骨骼網(wǎng)格體。在Details 的Transform 中將變換的Z軸向位置設置為-70，使SkeletalMeshComponent與CapsuleComponent對齊。

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。這個網(wǎng)格體通常附著到攝像機，并且僅當玩家以第一人稱視角查看游戲時才對玩家可見。

右鍵點擊內容瀏覽器的文件框，打開Import Asset對話框。點擊Import to的Game...，在Import對話框中找到并選擇MyArm.fbx網(wǎng)格體文件，點擊Open 將網(wǎng)格體導入到項目中。在FBX Import Options 對話框中將Skeleton 設置為None，然后點擊Import All。

打開BP_MyCharacter 藍圖編輯器，在Components 選項卡中找到FPSMesh 組件。在Details選項卡的Mesh條目中點擊顯示為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，變換屬性設置為在攝像機前面，Location設置為220,0,35，Rotation設置為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 設置動作軸映射

軸映射是將鍵盤、鼠標和控制器的輸入映射到游戲中，綁定到游戲角色的某個動作上。軸映射中常見的就是通過輸入WASD 鍵或箭頭鍵，控制角色自由地向前后左右移動，觸發(fā)游戲行為。在UE5 中打開項目，在Edit 菜單中點擊Project Settings，在選項卡左側的Engine 標題欄下點擊Input。在Bindings 中點擊Axis Mappings 旁邊的+號，點擊Axis Mappings 左側的箭頭，在文本框中輸入MoveForward，然后點擊左側箭頭，在下拉菜單中選擇W。點擊MoveForward 旁邊的+號，在第二個下拉菜單中從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，角色的移動是相對于攝像機的。因此需要使用PlayerController 獲取角色的控制旋轉輸入值。MoveForward 函數(shù)將忽略控制旋轉輸入值的Pitch分量，將輸入限制在XY 平面上，以確保在向上或向下看時，角色將沿著地面移動。在VS 中添加如下代碼：

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

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

2.6 設置攝像機

在此步驟中，為角色添加能夠環(huán)顧四周并用鼠標操縱的功能。在Bindings 中，點擊Axis Mappings 旁邊的+號，點擊Axis Mappings 左側的箭頭。在文本框中輸入Turn，然后點擊左側的箭頭，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。

接著將攝像機組件附加到膠囊體組件，編寫代碼將攝像機的位置調整為略高于角色眼睛的位置，同時允許pawn 控制攝像機的旋轉。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 實現(xiàn)射擊

3.1 添加發(fā)射物

設置完角色后，需要給游戲添加武器和發(fā)射物。首先添加射擊動作映射，在Edit菜單中點擊Project Settings。在Engine 標題欄下選擇Input 中的Bindings，點擊Action Mappings 旁邊的+號。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Choose Parent Class 菜單，向下選擇Actor 作為父類，然后點擊Next，將新類命名為“MyProjectile”，然后點擊Create Class。

接著添加發(fā)射物移動組件，設置發(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)，以及槍口相對于攝像機位置的偏移。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 實現(xiàn)射擊

首先創(chuàng)建一個球狀的網(wǎng)格體作為發(fā)射物，鼠標右鍵單擊Content Browser空白處，打開Import Asset 對話框，點擊Import to 下的Game...，找到并選擇Bool.fbx網(wǎng)格體文件，點擊Open，在彈出的對話框中點擊Import All，將網(wǎng)格體添加到項目中。導入的網(wǎng)格體可以根據(jù)需要設置適合的材質和縮放大小。通過代碼實現(xiàn)在槍口位置生成發(fā)射物，射擊方向略向上傾斜，設置發(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)出后與其他對象碰撞并銷毀，輸入InitialLifeSpan=3.0f，每個生成的發(fā)射物會在三秒后從場景中消失。

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 置 為Block， 然 后 點 擊Accept。 在Preset 中 選 擇New...，將新配置文件命名為“Projectile”，并設置碰撞預設，設定發(fā)射物與Pawn重疊。

4 動畫角色

4.1 添加角色動畫

游戲中需要為角色添加一些動畫。在Content Browser中單擊鼠標右鍵，選擇Import to，在Game 的Animations 中導入角色動畫。在彈出的對話框中選擇Select Skeleton 標題下的My-Arm_Skeleton，然后點擊Import All導入所有動畫。

接著創(chuàng)建動畫藍圖，在Content 中單擊鼠標右鍵，在Create Advanced Asset 里展開Animation并選擇Animation Blueprint。選擇AnimInstance作為父類，并選擇MyArm_Skeleton 作為目標骨架。雙擊新動畫藍圖打開Blueprint Editor，在My Blueprint 選項卡中點擊Add New 按鈕，并選擇Variable。

將該變量設置為Boolean，并將其命名為“IsRunning”。在My Blueprint 選項卡中，點擊Add New 按鈕并選擇Variable。將該變量設置為Boolean，并將其命名為“IsFalling”。由此添加狀態(tài)機過渡變量。

4.2 編輯事件列表

接著編輯動畫的事件圖表，使動畫過渡變量在游戲運行時能夠正確觸發(fā)。打開Arms_AnimBP，雙擊My Blueprint 選項卡中的EventGraph，打開事件圖表。在圖表中點擊右鍵，彈出Context Menu。在Context Menu 的搜索字段中輸入“Update”，然后點擊Event Blueprint Update Animation 以添加該節(jié)點。Event Blueprint Update Animation 節(jié)點用于在每次更新動畫時更新狀態(tài)變量，使變量始終與游戲狀態(tài)同步。在圖表中點擊右鍵，彈出Context Menu。在Context Menu 的搜索字段中輸入“Owner”，然后點擊Try Get Pawn Owner 以添加該節(jié)點。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)點上的輸出執(zhí)行引腳關聯(lián)到Cast to Character 節(jié)點上的輸入執(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)點上的下拉菜單值設置為Falling。按住Alt 鍵的同時點擊My Blueprint 選項卡中的IsFalling，將其拖到圖表中，創(chuàng)建一個Set Is Falling 節(jié)點。將Cast to Character 節(jié)點的未標記輸出執(zhí)行引腳連接到Set Is Falling 節(jié)點的輸入執(zhí)行引腳，并將Equal（Enum）節(jié)點的輸出布爾數(shù)據(jù)引腳連接到Set Is Falling 節(jié)點的輸入布爾數(shù)據(jù)引腳。返回Cast To Character 節(jié)點，并從As Character 引腳再次連出引線。這次選擇Get Velocity 節(jié)點。如果角色不是站立不動，其速度向量的長度將大于零。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)點添加到圖表。從Return Value 浮點輸出引腳連出引線，并選擇＞（float）節(jié)點。按住Alt鍵的同時點擊My Blueprint選項卡中的IsRunning，將其拖到圖表中，創(chuàng)建一個Set Is Running 節(jié)點。將Set Is Falling 節(jié)點的輸出執(zhí)行引腳連接到Set Is Running節(jié)點的輸入執(zhí)行引腳，并將＞（float）節(jié)點的輸出布爾引腳連接到Set Is Running 節(jié)點的輸入布爾引腳。

5 結語

本文提供了一個第一人稱射擊類游戲開發(fā)的簡單創(chuàng)作思路。在實際開發(fā)過程中，一款可發(fā)售的游戲還需要有地編、特效、動畫、交互等多方面的設計和制作。而游戲的趣味性、難易度和競技性也是開發(fā)人員在設計過程中必須思考的問題。更多的創(chuàng)意設計和文化元素，適當?shù)莫剟顧C制和游戲反饋，都可以給玩家?guī)ジ玫挠螒蝮w驗，提升游戲的品質［3］。