使用模块化角色

描述创建由多个骨架网格体组成的模块化角色的多种方法。

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ModularBanner.png

在创建允许玩家自定义角色并切换不同部位的系统时,例如不同的头部或身体类型、衣着或其他选项,您需要以模块化方式构造角色。作为取代完整角色骨架网格体的替代方法,可以将骨架网格体分解成多个分段,例如躯干、腿和头,然后将它们导入到引擎中;接下来您可以使用本页所述的一些方法来组装这些部件并添加动画。这样不仅提高了生成不同角色的灵活性,也可以提高性能。 

主姿势组件

主姿势组件 是一个可以通过蓝图调用的函数,您可以用它将一个 有皮肤网格体组件对象(或多个有皮肤网格体组件对象)设置为另一个打算用作主对象的有皮肤网格体组件对象的子代。例如,您可以将躯干定义为主姿势组件,为躯干分配动画,然后添加脚、腿、手和头作为子代,这些部位将跟随为躯干分配的动画而动。 

在后台,子代不使用任何骨骼变换缓冲,即使对子代设置了动画也不会运行任何动画,在渲染时,子代仅使用躯干的骨骼变换缓冲,这样就会形成一个超轻量级的连接系统。唯一必须运行动画的组件是躯干,所有连接的组件都将使用躯干的骨骼变换。在以下示例设置中,我们为躯干分配了动画。我们使用蓝图中的构造脚本将骨架网格体设置为 主骨骼组件,而我们模块化角色其他方面则作为子代。 

SetMasterPoseComponentImage.png

在上图中,我们在蓝图内部使用 构造脚本(Construction Script) 将躯干骨架网格体设置为 主骨骼组件(Master Bone Component),并将其他模块化角色部位设置为子代。

设置主姿势组件 功能还有一个布尔型参数,名为 强制更新(Force Update)。如果强制更新(Force Update)被禁用,则在所有运行时信息与输入主组件相同时则跳过更新。如果启用强制更新,将强制更新运行时信息。这只适用于注册期间,因为注册是可以序列化的,并且需要刷新所有运行时数据。

角色的每个方面都是一个骨架网格体,我们可以换成另一个 骨架网格体组件。 在下图中,我们关闭了躯干和脚的显示(我们可以将它们更换为具有相同骨架层级的不同的骨架网格体)。

HiddenComponents.png

但有一个需要考虑的问题,就是在使用 主姿势组件 时,虽然会降低游戏线程成本,但不会降低渲染成本。您仍需要单独渲染相同数量的组件,需要牢记的是每个组件的分段越多,就会需要越多的绘制调用。 

还有一个限制,即主骨骼的任何子代都必须是具有完全匹配结构的子集,不能有任何多余的关节或省略任何关节。由于多余关节没有骨骼缓冲数据,因此将使用引用姿势进行渲染。此外,还无法对任何子代运行任何其他动画或物理效果。

从网格体复制姿势

从网格体复制姿势 是一个可以在子代的 动画蓝图 上使用的 动画图形 节点,允许您从任意 骨架网格体组件 复制动画姿势。从网格体复制姿势不仅复制匹配的骨骼,还会复制使用引用姿势的所有内容。但是,您可以如下图所示,在任何复制的变换上播放动画。

单击查看大图。

在使用从网格体复制姿势时,您需要确保作为复制来源的骨架网格体组件已经有了tick事件,否则将复制最后一帧动画(例如,从身体进行复制且头是子代)。为确保身体有tick事件,可以将头与身体连接起来,这样就可以确保父代先发生tick事件,而后轮到子代。 

您还可以用代码设置此关系。如果将其设置为先决条件,便可确保它们先发生tick事件,而后轮到当前组件。请参阅Tick依赖关系页面以了解更多信息。

使用“从网格体复制姿势”时要考虑的一些要素包括,它比主姿势组件的开销更大,因为它会在每个子代上运行动画。此外,如果想要在子代上使用物理效果,则需要改为使用刚体AnimDynamics骨架控制节点。

在动画编辑器中预览动画时,可以指定更多将自动使用“从网格体复制姿势”的网格体。您还可以创建自定义 预览网格体集合,用来构建一起制作动画的相关骨架网格体集合(例如,一个角色的组成部分)。下面我们将说明如何为预览更改和分配不同的骨架网格体,以便为角色切换不同的头部。 

骨架网格体合并

在运行时,可以通过代码,利用 FSkeletalMeshMerge 将多个骨架网格体合并为一个骨架网格体。虽然这样初始创建骨架网格体的成本较高,但渲染成本会降低,因为您只需渲染一个骨架网格体,而不是多个网格体。例如,如果您的一个角色由三个组件(头、身体和腿)组成,而屏幕上有50个角色,这就会导致 50次绘制调用。如果不使用骨架网格体合并,则每个组件都有自己的绘制调用,因此每个角色有三个调用,总共产生 150次绘制调用。 

在使用 [FSkeletalMeshMerge](https://api.unrealengine.com/INT/API/Runtime/Engine/FSkeletalMeshMerge/index.html) 时,您的主“身体”必须包含所有动画,因为合并后的网格体仅使用设置的骨架,而不包含您需要添加动画的所有关节。如果您的某些身体部位有额外的关节,还必须在身体上包含所有动画。其他要考虑的事情包括,只能在合并的网格体上运行一个动画,而且不支持将变形目标传输到合并的网格体。但是,如果查看 FSkeletalMeshMerge::GenerateLODModel,当您有了骨架网格体后,就可以通过计算基本网格体和任意变形之间的 FMorphTargetDelta 来创建变形目标。 

此外,在使用 FSkeletalMeshMerge 时,您很可能需要从头开始以一种特定方式构建内容。您需要使用一个常用材质,并决定纹理图集(例如,靴子放这个区域,手套放这个区域等),这样就可以对纹理进行裁剪和拼接,创建新纹理并将整个角色渲染为一个分段。 

网格体合并示例

在以下示例中,我们使用网格体合并代码在运行时组装多个骨架网格体。 

Individual_Meshes.png

在上图中,我们需要在运行时连接多个骨架网格体以形成一个骨架网格体。在该示例中,我们创建一个可以通过蓝图调用的函数,名为 网格体合并(Mesh Merge),它将让我们能够定义想要合并起来的网格体。需要做的第一件事是根据蓝图函数库创建C++类,以便从任意蓝图调用该函数,我们将其命名为 MeshMergeFunctionLibrary。 

Blueprint_FunctionLibrary.png

下面我们提供了相同的代码块,供您在您的 标头源代码 文件中使用: 

.h示例代码

//在项目设置的“描述”页面中填写版权声明。
#pragma once
#include "CoreMinimal.h"
#include "Kismet/BlueprintFunctionLibrary.h"
#include "UObject/NoExportTypes.h"
#include "MeshMergeFunctionLibrary.generated.h"
/**
* 等效于FSkeleMeshMergeSectionMapping的蓝图
* 用于将单个源骨架网格体的所有分段映射到
* 合并后骨架网格体中的最后一个分段条目的信息。
*/
USTRUCT(BlueprintType)
struct PROJECTNAME_API FSkelMeshMergeSectionMapping_BP
{
    GENERATED_BODY()
        /**合并后骨架网格体的最终分段条目的索引*/
        UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Mesh Merge Params")
        TArray<type> SectionIDs;
};
/**
* 用于包含一个网格体的一组UV变换。
*/
USTRUCT(BlueprintType)
struct PROJECTNAME_API FSkelMeshMergeUVTransform
{
    GENERATED_BODY()
        /** 在给定网格体上应如何变换UV的列表,其中索引表示具体的UV通道。*/
        UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Mesh Merge Params")
        TArray UVTransforms;
};
/**
* 等效于FSkelMeshMergeUVTransforms的蓝图
* 用于映射所有分段的有关如何变换UV的信息
*/
USTRUCT(BlueprintType)
struct PROJECTNAME_API FSkelMeshMergeUVTransformMapping
{
    GENERATED_BODY()
        /** 对于每个网格体上的每个UV通道,描述应如何变换UVS。*/
        UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Mesh Merge Params")
        TArray UVTransformsPerMesh;
};
/**
* 包含用于执行骨架网格体合并的所有参数的结构。
*/
USTRUCT(BlueprintType)
struct PROJECTNAME_API FSkeletalMeshMergeParams
{
    GENERATED_BODY()
        FSkeletalMeshMergeParams()
    {
        MeshSectionMappings = TArray();
        UVTransformsPerMesh = TArray();
        StripTopLODS = 0;
        bNeedsCpuAccess = false;
        bSkeletonBefore = false;
        Skeleton = nullptr;
    }
    // 一个可选数组,用于将源网格体的分段映射到合并后的分段条目
    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite)
        TArray MeshSectionMappings;
    // 一个可选数组,用于变换每个网格体中的UV
    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite)
        TArray UVTransformsPerMesh;
    // 要合并的骨架网格体的列表。
    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite)
        TArray MeshesToMerge;
    // 要从输入网格体移除的高LOD的数量
    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite)
        int32 StripTopLODS;
    // CPU是否会因任何原因(例如,产生粒子效果)而需要访问所产生的网格体。
    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite)
        uint32 bNeedsCpuAccess :1;
    // 先更新骨架再合并。否则,合并后更新。
    // 还必须提供骨架。
    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite)
        uint32 bSkeletonBefore :1;
    // 将用于合并后网格体的骨架。
    // 如果生成的骨架正常,则留空。
    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadOnly)
        class USkeleton* Skeleton;
};
/**
*
*/
UCLASS()
class PROJECTNAME_API UMeshMergeFunctionLibrary : public UBlueprintFunctionLibrary
{
    GENERATED_BODY()
public:
    /**
    * 将指定的网格体合并为一个网格体。
    * @return合并的网格体(如果合并失败将失效)。
    */
    UFUNCTION(BlueprintCallable, Category = "Mesh Merge", meta = (UnsafeDuringActorConstruction = "true"))
        static class USkeletalMesh* MergeMeshes(const FSkeletalMeshMergeParams& Params);
};
~~~

在标头中,需要将所有 PROJECTNAME_API 引用更改为引用实际项目名称。例如,如果项目名为“MyProject”,需要在所有出现的引用中改为使用 MYPROJECT_API,这样代码才能起作用。 

.cpp示例代码

//在项目设置的“描述”页面中填写版权声明。
#include "MeshMergeFunctionLibrary.h"
#include "SkeletalMeshMerge.h"
#include "Engine/SkeletalMeshSocket.h"
#include "Engine/SkeletalMesh.h"
#include "Animation/Skeleton.h"
static void ToMergeParams(const TArray<FSkelMeshMergeSectionMapping_BP>& InSectionMappings, TArray<FSkelMeshMergeSectionMapping>& OutSectionMappings)
{
    if (InSectionMappings.Num() > 0)
    {
        OutSectionMappings.AddUninitialized(InSectionMappings.Num());
        for (int32 i = 0; i < InSectionMappings.Num(); ++i)
        {
            OutSectionMappings[i].SectionIDs = InSectionMappings[i].SectionIDs;
        }
    }
};
static void ToMergeParams(const TArray<FSkelMeshMergeUVTransformMapping>& InUVTransformsPerMesh, TArray<FSkelMeshMergeUVTransforms>& OutUVTransformsPerMesh)
{
    if (InUVTransformsPerMesh.Num() > 0)
    {
        OutUVTransformsPerMesh.Empty();
        OutUVTransformsPerMesh.AddUninitialized(InUVTransformsPerMesh.Num());
        for (int32 i = 0; i < InUVTransformsPerMesh.Num(); ++i)
        {
            TArray<TArray<FTransform>>& OutUVTransforms = OutUVTransformsPerMesh[i].UVTransformsPerMesh;
            const TArray<FSkelMeshMergeUVTransform>& InUVTransforms = InUVTransformsPerMesh[i].UVTransformsPerMesh;
            if (InUVTransforms.Num() > 0)
            {
                OutUVTransforms.Empty();
                OutUVTransforms.AddUninitialized(InUVTransforms.Num());
                for (int32 j = 0; j < InUVTransforms.Num(); j++)
                {
                    OutUVTransforms[i] = InUVTransforms[i].UVTransforms;
                }
            }
        }
    }
};
USkeletalMesh* UMeshMergeFunctionLibrary::MergeMeshes(const FSkeletalMeshMergeParams& Params)
{
    TArray<USkeletalMesh*> MeshesToMergeCopy = Params.MeshesToMerge;
    MeshesToMergeCopy.RemoveAll([](USkeletalMesh* InMesh)
    {
        return InMesh == nullptr;
    });
    if (MeshesToMergeCopy.Num() <= 1)
    {
        UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Must provide multiple valid Skeletal Meshes in order to perform a merge."));
        return nullptr;
    }
    EMeshBufferAccess BufferAccess = Params.bNeedsCpuAccess ?
        EMeshBufferAccess::ForceCPUAndGPU :
        EMeshBufferAccess::Default;
    TArray<FSkelMeshMergeSectionMapping> SectionMappings;
    TArray<FSkelMeshMergeUVTransforms> UvTransforms;
    ToMergeParams(Params.MeshSectionMappings, SectionMappings);
    ToMergeParams(Params.UVTransformsPerMesh, UvTransforms);
    bool bRunDuplicateCheck = false;
    USkeletalMesh* BaseMesh = NewObject<USkeletalMesh>();
    if (Params.Skeleton && Params.bSkeletonBefore)
    {
        BaseMesh->Skeleton = Params.Skeleton;
        bRunDuplicateCheck = true;
        for (USkeletalMeshSocket* Socket :BaseMesh->GetMeshOnlySocketList())
        {
            if (Socket)
            {
                UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("SkelMeshSocket:%s"), *(Socket->SocketName.ToString()));
            }
        }
        for (USkeletalMeshSocket* Socket :BaseMesh->Skeleton->Sockets)
        {
            if (Socket)
            {
                UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("SkelSocket:%s"), *(Socket->SocketName.ToString()));
            }
        }
    }
    FSkeletalMeshMerge Merger(BaseMesh, MeshesToMergeCopy, SectionMappings, Params.StripTopLODS, BufferAccess, UvTransforms.GetData());
    if (!Merger.DoMerge())
    {
        UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Merge failed!"));
        return nullptr;
    }
    if (Params.Skeleton && !Params.bSkeletonBefore)
    {
        BaseMesh->Skeleton = Params.Skeleton;
    }
    if (bRunDuplicateCheck)
    {
        TArray<FName> SkelMeshSockets;
        TArray<FName> SkelSockets;
        for (USkeletalMeshSocket* Socket :BaseMesh->GetMeshOnlySocketList())
        {
            if (Socket)
            {
                SkelMeshSockets.Add(Socket->GetFName());
                UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("SkelMeshSocket:%s"), *(Socket->SocketName.ToString()));
            }
        }
        for (USkeletalMeshSocket* Socket :BaseMesh->Skeleton->Sockets)
        {
            if (Socket)
            {
                SkelSockets.Add(Socket->GetFName());
                UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("SkelSocket:%s"), *(Socket->SocketName.ToString()));
            }
        }
        TSet<FName> UniqueSkelMeshSockets;
        TSet<FName> UniqueSkelSockets;
        UniqueSkelMeshSockets.Append(SkelMeshSockets);
        UniqueSkelSockets.Append(SkelSockets);
        int32 Total = SkelSockets.Num() + SkelMeshSockets.Num();
        int32 UniqueTotal = UniqueSkelMeshSockets.Num() + UniqueSkelSockets.Num();
        UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("SkelMeshSocketCount:%d | SkelSocketCount:%d | Combined:%d"), SkelMeshSockets.Num(), SkelSockets.Num(), Total);
        UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("SkelMeshSocketCount:%d | SkelSocketCount:%d | Combined:%d"), UniqueSkelMeshSockets.Num(), UniqueSkelSockets.Num(), UniqueTotal);
        UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Found Duplicates:%s"), *((Total != UniqueTotal) ?FString("True") :FString("False")));
    }
    return BaseMesh;
}

当您在编辑器中编译完代码后,就会创建具有 骨架网格体组件骨架网格体参数 类型的公开变量的ActorBlueprint。该变量将为您提供多个属性,不仅可以定义要合并的骨架网格体,还可以定义如何合并这些网格体和其他选项。

SkelMeshParams.png

以下是您可以用来定义如何合并骨架网格体的选项: 

属性

说明

网格体分段映射(Mesh Section Mappings)

这是一个可选数组,用于将源网格体的分段映射到合并后的分段条目。

每个网格体的UV变换(UVTransforms Per Mesh)

这是一个可选数组,用于变换每个网格体中的UV。

要合并的网格体(Meshes to Merge)

这些是将要合并起来的骨架网格体。

分割顶级LOD(Strip Top LOD)

要从输入网格体中移除的顶级LOD数量。

需要CPU访问(Needs Cpu Access)

CPU是否会因任何原因(例如,产生粒子效果)而需要访问所产生的网格体。

骨架先于(Skeleton Before)

是在合并之前还是之后更新骨架(还必须提供骨架)。

骨架(Skeleton)

这是将用于合并后网格体的骨架。如果生成的骨架正常,则留空。

事件图形(Event Graph) 内部,在 事件开始播放(Event Begin Play) 时,使用以下节点网络。 

单击查看大图。

您可以使用新的蓝图函数 合并网格体,通过网格体合并参数传递来返回骨架网格体对象引用。然后可以使用添加到蓝图的 骨架网格体组件 作为目标,以设置要使用的新骨架网格体,并将它指向合并网格体函数调用的返回值。在以上示例中,我们还可以为骨架网格体分配闲置动画,以在所有网格体合并完成后播放。 

在将网格体合并蓝图添加到关卡后,在 细节(Details) 面板内部,可以定义 网格体合并参数(Mesh Merge Parameters),包括要使用的 要使用的网格体(Meshes to Use)骨架(Skeleton) 资源。 

AssignedDetails-1.png

在运行时,网格体合并函数将根据定义的网格体执行并组装骨架网格体。

比较图表

无论您是使用 主姿势组件从网格体复制姿势 还是 骨架网格体合并,每种方法都存在一些优势和劣势。下表概括了各自关联的设置和性能成本,以及支持(或不支持)的其他功能。

主姿势

复制姿势

网格体合并

设置成本

最小

中等

游戏线程成本

最小

中等

渲染线程成本

物理

AnimDynamics或刚体

变形目标

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