1 - 玩家输入入门

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本文将初步介绍UE5中增强输入系统的相关概念，例如输入操作（Input Action）和输入映射上下文（Input Mapping Context）的概念，还会讨论如何通过增强输入系统来处理玩家输入，以及如何让摄像机绕玩家旋转。

增强输入系统

虚幻引擎5现在有两个输入系统：

  • 虚幻4开始使用的 传统输入系统：详见虚幻引擎 4.27 文档；

  • 作为插件使用的 增强输入系统：

    虚幻引擎5（UE5）项目有时会需要更多高级的输入功能，例如复杂的输入处理，或在运行时重新映射输入按键。增强输入（Enhanced Input） 为开发人员提供了这类功能，并能向上兼容 虚幻引擎4（UE4）的默认输入系统。

    此插件实现了多种功能，例如径向死区、同时按键、上下文输入和优先级安排，并且能够在基于 资产 的环境中，拓展对于原始输入数据的筛选和处理功能。

在这里我们使用增强输入系统，在实际使用之前，需要到“编辑”，“插件”中启用增强输入插件（Enhanced Input）。

输入操作

输入操作（Input Action）是增强输入系统和项目代码之间的通信链接，每个输入操作应该表示用户可以执行的某件事，例如“移动”、“蹲伏”、“开火”等。可以在蓝图或C++代码中添加输入监听器来监听输入操作的状态何时发生变化。

接下来看看细节页面中的 Action 项：

首先是值类型（Value Type），它包括下列项：

  • 数字（bool）：用于具有二进制状态的输入操作。例如跳跃操作，玩家要么按下它要么不会按。
  • Axis1D (float)：用于在一维中具有标量状态的输入操作，例如在开车时的踩油门操作，可以通过轻推/重推手柄来控制踩油门的程度。
  • Axis2D (Vector2D)：用于在二维中具有标量状态的输入操作，例如使用两个轴（前向轴和横向轴）的移动角色操作。
  • Axis3D（Vector）：用于在三维中具有标量状态的输入操作，不常用。

然后是触发器（Trigger），用于指定执行此输入操作的关键事件，可组合的事件如下：

  • 弦操作 Chorded Action：只要另一个指定的输入操作被触发，那么该输入操作也会被触发。
  • 按下 Down：当按键超过阈值，每一帧都会触发此操作。
  • 按住 Hold：当按键持续时间超过阈值，此操作被触发。可以指定只触发一次还是每帧都触发。
  • 按住并松开 Hold and Release：当按键持续时间超过阈值，且按键松开后，此操作被触发。
  • 已按下 Pressed：当按键超过阈值，直到松开前只触发一次操作。
  • 脉冲 Pulse：当按键超过阈值，输入操作会以指定的时间间隔触发。可以指定首次脉冲是否触发，以及触发的脉冲次数。
  • 已松开 Released：按键松开时间超过阈值时，该操作被触发。
  • 点按 Tap：按键和松键的时间间隔在指定时间内，且按键超过阈值时，该操作被触发。

最后是修改器（Modifier），用于指定修改如何此输入操作的输入，修改器如下：

  • 盲区 Dead Zone：如果低于下阈值，结果被修改为0；如果高于上阈值，结果被修改为1.
  • 视野缩放 Fov Scaling：输入结果将随Fov的缩放而缩放。
  • 取反 Negate：输入结果将被反转（例如1会变成-1）。
  • 响应曲线-指数 Response Curve-Exponential：对输入结果应用指数曲线。
  • 响应曲线-自定义 Response Curve-User Defined：对输入结果应用用户自定义曲线。
  • 标量 Scalar：对输入结果在每个轴上按指定值缩放。
  • 平滑 Smooth：输入结果将在多个帧之间平滑处理（插值）。
  • 拌合输入轴值 Swizzle Input Axis Values：输入结果的轴顺序将会被切换。
  • 转换为世界空间 To World Space：输入结果的轴会被转换为世界空间。

输入映射上下文

输入映射上下文（Input Mapping Contexts）是输入操作的集合，表示玩家可以处于的特定上下文（如走路时，开车时）。它们描述了给定输入操作的触发规则。

细节页面中的 Mapping 项如下，可见它组织了上面提到的输入操作，并为输入操作指定输入方式：

输入映射上下文的触发器和修改器与输入操作的大致相同，这里不做赘述。

处理玩家输入

跳跃操作

接下来看看增强输入系统是如何处理玩家输入的，例如玩家按下空格后角色就会跳跃：

  1. 硬件输入：玩家按下空格键，游戏引擎会监听这个按键事件。
  2. PlayerInput类：将按下/松开空格键翻译为一个输入操作，如果刚好有对应的输入操作，它将通知所有监听此操作的类（是否刚刚按下、松开或更新），在这里是通知跳跃操作被触发了。
  3. PlayerController类：是第一个接收到按键事件的类。
  4. Pawn类：只要该类（及其子类）被玩家控制器类拥有，就能监听按键事件。

接下来实际操作试试，这里将准备一个玩家角色类，然后将其作为父类给蓝图类使用。

创建好玩家角色类后，开始给蓝图准备要绑定的输入操作和输入映射上下文属性：

// MyCharacter.h
// 该角色的输入映射上下文
UPROPERTY(EditAnywhere, Category = Input)
UInputMappingContext* IC_Character;

// 该角色的跳跃输入操作
UPROPERTY(EditAnywhere, Category = Input)
UInputAction* IA_Jump;

接下来需要在MyCharacter.cpp中绑定监听输入操作：

// MyCharacter.cpp
// Called to bind functionality to input
void AMyCharacter::SetupPlayerInputComponent(UInputComponent* PlayerInputComponent)
{
	Super::SetupPlayerInputComponent(PlayerInputComponent);

	// 强转为增强输入组件
	UEnhancedInputComponent* EnhancedPlayerInputComponent = Cast<UEnhancedInputComponent>(PlayerInputComponent);

	if (EnhancedPlayerInputComponent != nullptr)
	{
		// 添加输入映射上下文
		APlayerController* PlayerController = Cast<APlayerController>(GetController());
		if (PlayerController != nullptr)
		{
			UEnhancedInputLocalPlayerSubsystem* EnhancedSubsystem =
				ULocalPlayer::GetSubsystem<UEnhancedInputLocalPlayerSubsystem>(PlayerController->GetLocalPlayer());
			if (EnhancedSubsystem != nullptr)
			{
				EnhancedSubsystem->AddMappingContext(IC_Character, 1);
			}
		}

		// TODO: 还能使用委托(Delegates)监听输入操作
		// 绑定输入操作监听
		EnhancedPlayerInputComponent->BindAction(IA_Jump, ETriggerEvent::Started, this, &ACharacter::Jump);
		EnhancedPlayerInputComponent->BindAction(IA_Jump, ETriggerEvent::Completed, this, &ACharacter::StopJumping);
	}
}

这段代码首先给增强输入系统添加输入映射上下文，通过EnhancedSubSystem->AddMappingContext()实现，该函数的参数解释如下：

  • UInputMappingContext* MappingContext：想要激活的输入映射上下文，这里是IC_Character属性。
  • int32 Priority：输入映射情景(们)的优先级，这里是1。

然后还添加了监听输入操作的逻辑，通过EnhancedPlayerInputComponent->BindAction()实现，该函数的参数解释如下：

  • UInputAction* Action：要监听的输入操作，这里是IA_Jump。
  • ETriggerEvent TriggerEvent：触发监听的输入事件，这里选择在触发计算开始时的ETriggerEvent::Started和在出发计算完成后的ETriggerEvent::Completed。
  • UserClass* Object：回调函数被调用的对象，这里是this。
  • HANDLER_SIG::TUObjectMethodDelegate<UserClass>::FMethodPtrFunc：输入发生时要调用的函数指针，这里分别是&ACharacter::Jump和&ACharacter::StopJumping。

别忘了创建并设定对应的资产：

然后就能实现角色的跳跃了。

摄像机环绕操作

和跳跃操作类似，首先是输入操作IA_Look：

然后是输入映射上下文IC_Character的补充：

对于Y轴输入要注意，首先要把轴次序修改为YXZ，然后取反。

接下来是C++代码逻辑：

// MyCharacter.h
// 该角色的摄像机移动操作
UPROPERTY(EditAnywhere, Category = Input)
UInputAction* IA_Look;

protected:
// 角色摄像机的移动
void Look(const FInputActionValue& Value);
// MyCharacter.cpp
void AMyThirdPersonChar::Look(const FInputActionValue& Value)
{
	FVector2D InputValue = Value.Get<FVector2D>();
	AddControllerYawInput(InputValue.X);
	AddControllerPitchInput(InputValue.Y);
}

void AMyThirdPersonChar::SetupPlayerInputComponent(UInputComponent* PlayerInputComponent)
{
    ...
    EnhancedPlayerInputComponent->BindAction(IA_Look, ETriggerEvent::Triggered, this, &AMyThirdPersonChar::Look);
    ...
}

其中AddControllerYawInput()和AddControllerPitchInput()分别负责围绕Z轴（向左和向右转动）和Y轴（向上和向下看）的旋转输入。

这样就实现了围绕角色转动的摄像机。

参考资料

  • 中文翻译：《UE5 C++ 游戏开发完全学习教程》
  • 英文原版：《Elevating Game Experiences with UE5》
  • 虚幻引擎中的增强输入 | 虚幻引擎 5.5 文档 | Epic Developer Community (epicgames.com)