异步资源加载

运行时期间加载和卸载资源的方法。

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UE4中有一些新系统有助于异步加载资源数据,它们取代了UE3中面向免寻道内容包而存在的大量功能。这些新方法在开发中以及对设备上的烘焙数据的作用相同,因此无需维护两条按需加载数据的代码路径。按需引用和加载数据通常有两种方法:

FSoftObjectPaths和TSoftObjectPtr

让美术或设计师引用资源的最简单方法是创建硬指针的UProperty并为它指定一个类别。在UE4中,如果有一个硬UObject指针属性引用了一个资源,则加载包含这个属性的对象(放在贴图中,或者从gameinfo等引用)时,就会加载这个资源。如果处理不当,就会在游戏开始时加载全部资源。如果您希望美术/设计师能够使用同一个UI作为硬指针来引用特定资源,而不必总是加载被引用资源,可以使用`FSoftObjectPath`或`TSoftObjectPtr`。

FSoftObjectPath`是一个简单的结构体,其中有一个字符串包含资源的完整名称。如果您在类中添加这个类型的属性,它就会像`UObject *属性一样显示在编辑器中。它还会正确处理烘焙和重定向,因此如果您使用SoftObjectPath,就一定能在设备上正确工作。TSoftObjectPtr`基本上是包含了`FSoftObjectPath`的`TWeakObjectPtr,将用于设置特定类的模板,这样就可以限制编辑器UI仅允许选择特定类。如果被引用资源存在于内存中,则`TSoftObjectPtr.Get()将返回这个资源。如果不存在,可以调用`ToSoftObjectPath()来找出它引用的资源,使用下述方法加载这个资源,然后再次调用`TSoftObjectPtr.Get()`来取消引用。

如果美术或设计师要手动设置引用,则`TSoftObjectPtrs`和Soft Object Paths十分有用,但如果想要通过查询等功能来查找符合特定要求的资源,而不加载所有资源,则可以使用资源注册表和对象库。

资源注册表和对象库

资源注册表是用于存储资源元数据的系统,允许搜索和查询这些资源。编辑器利用资源注册表在 内容浏览器 中显示信息,但您也可以从游戏代码中使用资源注册表,以查询当前没有加载的游戏资源的元数据。要让资源数据可供搜索,需要向属性添加"AssetRegistrySearchable"标记。对资源注册表的查询返回FAssetData类型的对象,其中包含关于对象的信息以及"键->值"对映射,后者包含标记为可搜索的属性。

处理已卸载资源组的最简单方法是使用`ObjectLibraryObjectLibrary`是一个对象,它包含已加载对象列表或已卸载对象的FAssetData,这些对象都是从共享基类继承而来。通过为对象库指定搜索路径来加载对象库,它会将所有资源添加到该路径。这样十分有用,因为您可以针对不同类型指定内容文件夹的各个部分,美术/设计师不必人工编辑主列表即可添加新资源。下面是如何使用对象库从磁盘加载AssetData的示例:

if (!ObjectLibrary)
{
       ObjectLibrary = UObjectLibrary::CreateLibrary(BaseClass, false, GIsEditor);
       ObjectLibrary->AddToRoot();
}
ObjectLibrary->LoadAssetDataFromPath(TEXT("/Game/PathWithAllObjectsOfSameType");
if (bFullyLoad)
{
       ObjectLibrary->LoadAssetsFromAssetData();
}

在这个示例中,创建了一个新对象库,关联基类,然后在指定路径中加载所有资源数据。之后可以选择性加载实际资源。如果资源很小,或者您在进行烘焙并需要确保资源均得到烘焙,才需要完全加载资源。只要在烘焙期间执行资源注册表查询,并加载返回的资源,那么对象库对设备上的烘焙数据和开发期间的作用就是相同的。`ObjectLibrary`中包含了资源数据后,就可以执行查询并选择性加载特定资源。以下是如何执行查询的示例:

TArray<FAssetData> AssetDatas;
ObjectLibrary->GetAssetDataList(AssetDatas);

for (int32 i = 0; i < AssetDatas.Num(); ++i)
{
       FAssetData& AssetData = AssetDatas[i];

       const FString* FoundTypeNameString = AssetData.TagsAndValues.Find(GET_MEMBER_NAME_CHECKED(UAssetObject,TypeName));

       if (FoundTypeNameString && FoundTypeNameString->Contains(TEXT("FooType")))
       {
              return AssetData;
       }
}

该示例在对象库中搜索是否有哪个对象的`TypeName`字段包含"FooType",然后返回所找到的第一个结果。得到`AssetData`后,调用`ToStringReference()将它转换为`FSoftObjectPath,然后使用下一个系统异步加载转换后的对象:

StreamableManager和异步加载

现在您已经了解了用于引用磁盘资源的`FSoftObjectPath,那么如何对它进行异步加载呢?FStreamableManager`就是最简单的方法。首先,需要创建`FStreamableManager,我建议将它放在某类全局游戏单件对象中,如使用`GameSingletonClassName`在`DefaultEngine.ini`中指定的对象。然后,可以将`FSoftObjectPath`传递给它并开始加载。SynchronousLoad`将进行一次简单的块加载并返回对象。该方法或许适用于较小对象,但可能会导致主线程长时间停滞。在这种情况下,您将需要使用`RequestAsyncLoad`,它将异步加载一组资源并在完成后调用委托。请参见以下示例:

void UGameCheatManager::GrantItems()
{
       TArray<FSoftObjectPath> ItemsToStream;
       FStreamableManager& Streamable = UGameGlobals::Get().StreamableManager;
       for(int32 i = 0; i < ItemList.Num(); ++i)
       {
              ItemsToStream.AddUnique(ItemList[i].ToStringReference());
       }
       Streamable.RequestAsyncLoad(ItemsToStream, FStreamableDelegate::CreateUObject(this, &UGameCheatManager::GrantItemsDeferred));
}

void UGameCheatManager::GrantItemsDeferred()
{
       for(int32 i = 0; i < ItemList.Num(); ++i)
       {
              UGameItemData* ItemData = ItemList[i].Get();
              if(ItemData)
              {
                     MyPC->GrantItem(ItemData);
              }
       }
}

在这个示例中,ItemList是设计师在编辑器中修改过的`TArray< TSoftObjectPtr >。代码迭代了这个列表,将其转换为`StringReferences,并令其排队等候加载。所有这些项目加载完成(或由于缺少而加载失败)后,它调用传入的委托。然后,这个委托迭代同一个项目列表,取消引用,并将它们指定给一个玩家。`StreamableManager`在调用委托之前保持对其加载的任何资源的硬引用,因此在调用委托之前,您就不必担心想要异步加载的对象会被垃圾回收。它在调用委托后释放这些引用,因此如果您仍希望保留引用,就需要在其他位置执行硬引用。

您可以使用相同方法来异步加载`FAssetData,对它们调用`ToStringReference,然后添加到数组,再通过委托调用`RequestAsyncLoad`。委托可以是任何对象,因此如果需要,可以传递有效负载信息。结合使用上述方法,您应能够建立一个系统来有效地加载游戏资源。对于直接存取内存的游戏代码,将它转换为处理异步加载需要花费一些时间,但完成后,游戏卡顿情况将明显改善,内存占用也会大幅降低。

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