腾讯2024游戏客户端公开课笔记，UE入门部分。

游戏引擎简介

常见的游戏引擎

首先是虚幻引擎，堡垒之夜，和平精英，黑神话都是它做的。虚幻引擎的优势如下：

• 渲染品质：电影级别PBR渲染，着色模型先进；
• 美术制作：成熟的美术资产制作管线；
• C++与蓝图：性能与可视化脚本编程相辅相成；
• 开发周期：基于射击类的GamePlay框架，对该类游戏友好；
• 跨平台：一次开发，跨平台发布。包括移动端、主机端、PC端等；
• 开源：方便自己修改，社区贡献。

然后是Unity引擎，英雄联盟手游就是它做的。

还有CryEngine，寒霜引擎，Source2，Open 3D Engine，顽皮狗内部引擎，R星的RAGE引擎，动视的IW引擎，育碧的AnvilNext2引擎等。

什么是游戏引擎

游戏引擎是专门为游戏而设计的工具及科技集合，它由数据驱动，可重用且不包含游戏内容。它有如下特性：

• 通用性与偏向性
• 可拓展性
• 工具链的完善

渲染

渲染是游戏引擎中重要的一部分，游戏得先被“看见”才能玩。而渲染管线则是一些渲染流程的组合，例如：

• 延迟渲染：编辑器、PC、Console端的默认管线，支持的渲染特性层级是SM4，SM5；
• 前向渲染+：桌面VR游戏的默认管线，支持MSAA（因为不是延迟渲染），支持的渲染特性层级是SM5；
• 手机端渲染：可用 Tile Based 延迟渲染或前向渲染等，支持的渲染层级是ES2，ES3_1，Vulkan；

物理

物理则加深了游戏引擎对真实世界的模拟，一些中间件如下：

• Havok：支持物理、破坏、布料模拟、AI、行为、动画、FX等，对CPU友好。
• PhysX：曾集成与UE4和Unity，对GPU友好。
• Bullet：最早开源。

UE5则自己搞了个Chaos物理系统，它的场景破坏效果很震撼。

UE入门

学习资料

UE官方的Youtube网站，知乎网站和Bilibili网站。

Launcher

如果想要下载UE官方编译过的引擎，就要下载他们的Epic Launcher，其中有游戏商店、游戏库、以及虚幻引擎。

编辑器

UE的编辑器不仅仅是一个世界编辑器，它还管理整个游戏的资产数据，提供统一、实时、所见即所得的资产数据视图。

创建一个C++项目后，它的结构如下：

其中<Name>.uproject说明这个项目是一个UE项目，<Name>.Target.cs和<Name>Editor.Target.cs则说明游戏和编辑器该如何配置，<Name>.Build.cs则说明这个游戏项目需要UE的哪些模块。

项目打开后的编辑器页面如下，可见有许多部分：

有关项目资源的存放，UE资源为*.uasset文件，存放在Content目录下，非UE资源建议单独目录存放。此外还有引用其他项目资源的情况，这需要对要迁移的资源右键，Asset Actions，Migrate进行资源迁移。

此外，UE还对资源文件进行二次加工，让它们更易于自己使用，这种过程被称作 Derived Data Cache，它：

• 分离源数据和派生数据，例如优化纹理、着色器代码、网格信息等。
• 取消跨平台差异，例如平台不同导致格式不同的贴图文件，UE加载进来后转换为自己的内部格式；

UE资源的命名规范可在这里找到：

thejinchao/ue5-style-guide: 让Unreal Engine工程更加规范 (github.com)

项目结构

Project > Levels > Sub-Levels > Actors > Component。

项目Project

项目是一个自成体系的单元，保存所有组成单独游戏的所有内容和代码，并于磁盘上目录相一致。有用的文件夹为Config，Content，Source，其他的为临时生成的，可以删掉。

世界World

世界，也被称作主关卡。它包含载入的关卡列表，可处理关卡流送和动态Actor的创建/生成。

关卡Levels

关卡是用户定义的游戏区域，可通过放置、变换及编辑Actor的属性来创建、查看及修改关卡。在UE编辑器中，每个关卡都被保存为单独的.umap文件，也被成为”地图”。

子关卡Sub-Levels

如果单个关卡的游戏区域太大，可以将其划分为多个子关卡，艺术家可以互不影响地编辑各个子关卡，从而影响整个关卡。

Actors

可放入关卡中的对象都是 Actor，基类是AActor。它默认没有SRT，需要引入相关组件。它通过SpawnActor()方法创建，通过Destroy()方法析构。

组件Component

组件是可添加到Actor的一项功能，它不能独立存在，需要将其添加到一个Actor中，这样Actor就能访问&使用该组件提供的功能。

组件化思想提高了可重用性，并且也提供了一些函数和事件供人们使用。例如：

• 场景组件：添加变换和附着信息；
• 图元组件：添加渲染和碰撞检测功能；

设置

一共有三种设置：

• 世界设置：对游戏地图方面的设置，例如是否要流式加载，游戏模式怎么规定等。
• 工程/项目设置：对游戏工程的设置，例如选择打包方式、玩家输入方式等。
• 编辑器设置：对编辑器相关的设置，例如中英文。

工程目录结构

一般工程文件的目录结构如下：

Engine				# 存放引擎的所有代码, 内容和配置
+ Binaries			# 引擎的可执行文件和DLL
+ Build				# 构建引擎需要的文件
+ Config			# 配置文件
+ Content			# 共享的引擎内容
+ DerivedDataCache	# 对Content的二次加工, 可删除
+ Intermediate		# 暂时构建的产物, 可删除
+ Plugins			# 共享&项目特有的插件
+ Saved				# 自动存档, 本地配置, 截图等
+ Source			# 引擎/项目的源代码!
-+ *.target.cs		# 目标文件
-+ *.build.cs		# 模块文件

模块

模块也分为许多类型：

• Developer：给开发者使用的
• Editor：给编辑器使用的
• Runtime：游戏运行时使用的
• ThirdParty：第三方代码
• Plugins：给编辑器，游戏使用的插件
• Program：游戏构建需要的

模块之间也有依赖关系，例如Runtime不能依赖Editor/Developer，但后者可以依赖前者。

一些重要的模块如下：

• Runtime/Engine：涉及到Gameplay框架的一些类
• Runtime/UMG，/Slate，/SlateCore：涉及到游戏UI的一些类
• Runtime/Core：引擎的底层核心类，例如文件管理等

UE编程技巧

游戏框架

UE的游戏框架如下，玩家受游戏模式和游戏状态的影响，通过PlayerController去控制一个可操作物体Pawn（如人、载具等），当然AI也能通过AIController去控制一个Pawn。

GameState是游戏状态，它包含要复制到游戏中的每个客户端的信息，例如游戏分数，比赛是否开始等。

Player则是玩家状态，例如个人得分，生命等。

Pawn是Actor的一个子类，充当游戏中的生命体。

Character是Pawn的子类，用作玩家角色，包括碰撞、双足运动的输入绑定、有玩家控制的运动附加代码等。

PlayerController是玩家控制器，在游戏中获取玩家输入并将其转换为交互信息。

游戏脚本(蓝图/Lua/C++)

蓝图

蓝图是UE官方提供的可视化编程脚本，它是一种特殊的uasset，在编译后会生成对应字节码，引擎运行时会读取字节码，并交由蓝图虚拟机去动态解释执行。可以用它实现游戏中一些简单的逻辑（例如开始有游玩/被击中的逻辑等）。

蓝图包括关卡蓝图，动画蓝图，材质蓝图等。其中一些蓝图可以继承蓝图或C++类成为蓝图类。

蓝图也能和C++类通信。首先是成员变量，通过给C++类中的成员变量加上UPROPERTY()，就能通过蓝图去操控这个成员变量了。然后是函数，给C++函数加上不同的UFUNCTION()，就能让蓝图和C++函数通信，包括：

• BlueprintCallable：C++中实现函数，蓝图调用；
• BlueprintImplementableEvent：蓝图中实现函数，C++声明和调用；
• BlueprintNativeEvent：C++中实现默认函数体，蓝图中可以选择重载。

Ps：C++函数体定义名称有格式要求：[FunctionName]_Implementation。

蓝图一般用于数值配置，简单效果展示，实现简单逻辑（用一个屏幕范围内写好）。

Lua

腾讯为UE提供了slua，UnLua插件，可以通过Lua给游戏写逻辑。

C++

要想高效，还是得用C++。C++得通过UE编辑器中的C++类向导生成，如果手动新建会烧掉一些UE的反射宏。

编码规范详见：Epic的虚幻引擎 C++ 代码规范 | 虚幻引擎 5.5 文档 | Epic Developer Community | Epic Developer Community (epicgames.com)

UE中的C++也被称作U++，这是因为UE自己实现了一套专用于游戏引擎的高效标准库。

UObject

在U++中，万物皆UObject，它增加了标准C++的很多功能，例如实时动态反射、序列化、垃圾回收、元数据等。而反射则通过如UCLASS，USTRUCT，UFUNCTION，UPROPERTY等宏实现。

调试

Android真机调试

UE4使用Nsight Tegra，UE5使用AGDE，详情见文档。

日志

日志通过UE_LOG宏实现，可以用它在控制台上输出一些日志。此外UE还提供了可视化日志Visual Logger，通过在逻辑代码中以日志形式收集信息，然后将其绘制到编辑器上，也能存储为文件。

内置控制台

游戏内有内置控制台，方便开发者调试，在PC中按~键，在手机上用四指划屏。除了可以用stat fps查看帧率信息外，还能通过stat startfile/stopfile进行性能分析，并将其保存为文件，通过showbounds查看百位和。

RenderDoc

UE内置RenderDoc，可以通过控制台对游戏进行截帧分析。

Unreal Insight

这是UE新推出的性能分析工具，十分强大。