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第四次引擎编程尝试

ronald1年前职场5120

本节我们将尝试在游戏中创建AI，并针根据游戏内的事件做出对应的反应。

创建自己的AI类

· 按照介绍的，先创建一个我们的AI类，因为AI可以移动、碰撞等，所以我们选择其继承自Character

image-20220221145525472.png

· 创建好AI类之后，我们创建其蓝图类

image-20220221150158783.png

· 创建好蓝图我们进入AI的编辑界面

image-20220221155850140.png

从界面中，我们可以看到：

    我们的FPSTpl2AIGuard继承自Character，拥有Arrow Component、Skeletal Mesh、CharacterMovement、CapsuleComponent三个组件，其中：

        ①arrow component，箭头组件，用于指示对象应当遵循的方向

        ②capsule component，胶囊体组件，用于进行简单碰撞或者充当触发器

        ③CharacterMovementComponent，角色移动组件，专用于Characters，无法由其他类实现；允许非刚体类的角色移动、走、游泳等

        ④Skeletal Mesh，骨骼网格体组件，用于表现人物、生物或者机械等具备复杂运动的对象

让我们的AI拥有听力和视力

源码实现

这一节，我们在AI周围行走，当AIGuard“看到”我们的时候，在场景内绘制出我们的位置；

（1）我们为FPSTpl2AIGuard创建成员变量PawnSensingComponent

（2）当AIGuard出现看见事件时有事件抛出，注册相关事件UPawnSensingComponent::OnSeePawn.AddDynamic()

（3）在事件回调函数进行相关的处理逻辑AFPSTpl2AIGaurd::OnSeenCharacter(APawn* MyCharater)

源码逻辑如下：

//FPSTpl2AIGaurd.h
class UPawnSensingComponent;
UCLASS()
class FPSTPL2_API AFPSTpl2AIGaurd : public ACharacter
{
	... ...
public:
	UPROPERTY(VisibleAnywhere, BlueprintReadWrite)
	//UPROPERTY()
	UPawnSensingComponent* PawnSensingComponent;

	UFUNCTION()
	void OnSeenCharacter(APawn* MyCharater);
};

//FPSTpl2AIGaurd.cpp

AFPSTpl2AIGaurd::AFPSTpl2AIGaurd()
{
    ... ...
	PawnSensingComponent = CreateDefaultSubobject<UPawnSensingComponent>(TEXT("PawnSensingComp"));
	PawnSensingComponent->OnSeePawn.AddDynamic(this, &AFPSTpl2AIGaurd::OnSeenCharacter);
}

void AFPSTpl2AIGaurd::OnSeenCharacter(APawn* MyCharater)
{
	DrawDebugSphere(GetWorld(), MyCharater->GetTargetLocation(), 5, 0, FColor::Black, false, 10.0f);
}

关于PawnSensingComponent

PawnSensingComponent封装了Actor的感官的设置和感应功能，使得actor可以听到或者看到游戏内其他pawn或者其发出的声响：

感官设置

    如下图：

image-20220222111847214.png

点击PawnSensingComponent，可以看到右边的details界面，里面主要包括以下几个模块：

（1）AI模块

    AI模块主要是用于设置一些感官参数，如：

    Hearing Threshold：Actor的听力范围，以听到1分贝大小音量为准，且不考虑阻挡

    LOSHearingThreshold：无遮挡的情况下，Actor能听到的最大距离，LOSHearingThreshold需要大于Hearing Threshold

    Sight Radius：Actor能看到的最大距离

    Sensing Interval：感知事件的刷新间隔，决定了AI感知的灵敏度

    SeePawns和Hear Noises：感知功能开关，表示是否开启听力和视觉功能

    Hearing Max Sound Age：能听到的最大持续时间的声音，若是声音持续时间过短，小于sensing interval，我们会丢一部分信息

（2）Events模块

Events模块主要用于绑定当指定事件发生时的处理接口

（3）Tick模块

component的tick间隔

感官事件处理

    我们可以通过在蓝图里面绑定事件处理接口，当Actor看到或者听到什么时，可以调用对应的处理逻辑。当然我们可以通过接口去做相关的事情，如下：

AFPSTpl2AIGaurd::AFPSTpl2AIGaurd()
{
	PawnSensingComponent = CreateDefaultSubobject<UPawnSensingComponent>(TEXT("PawnSensingComp"));
	PawnSensingComponent->OnSeePawn.AddDynamic(this, &AFPSTpl2AIGaurd::OnSeenCharacter);
	PawnSensingComponent->OnHearNoise.AddDynamic(this, &AFPSTpl2AIGaurd::AIGuardOnHeardNoise);
}

自定义接口AFPSTpl2AIGaurd::OnSeenCharacter和AFPSTpl2AIGaurd::AIGuardOnHeardNoise，通过PawnSensingComponent的OnSeePawn和OnHearNoise进行绑定，需要注意的就是，接口的签名，这个可以其委托的定义

DECLARE_DYNAMIC_MULTICAST_DELEGATE_OneParam( FSeePawnDelegate, APawn*, Pawn );
DECLARE_DYNAMIC_MULTICAST_DELEGATE_ThreeParams( FHearNoiseDelegate, APawn*, Instigator, const FVector&, Location, float, Volume);

· 委托到FSeePawnDelegate的接口，需要形参格式为APawn* Pawn

· 委托到FHearNoiseDelegate的接口，形参格式为APawn* Instigator, const FVector& Location, float Volume

关于.build.cs

我们的PawnSensingComponent是非引擎模块，而是AIModule的，所以我们在编译之前需要将AIModule添加到我们的编译列表中，如下：

PublicDependencyModuleNames.AddRange(new string[] { "Core", "CoreUObject", "Engine", "InputCore", "HeadMountedDisplay", "AIModule" });

运行结果

    在上面的流程中，我们编译代码后运行，我们AIGuard看到玩家之后会在玩家出现的位置绘制一个黑色球，效果图如下：

image-20220222141342575.png

AI的状态同步

添加枚举类型

UENUM(BlueprintType)
enum class EnumAIGuardState : uint8 {
	Enum_AIState_Idle UMETA(DisplayName = "Idle"),                  //空闲状态
	Enum_AIState_Search UMETA(DisplayName = "Search"),                //搜索状态
	Enum_AIState_Find UMETA(DisplayName = "Find"),                  //锁定状态
};

在UE中使用枚举我们有：

（1）可以仅定义枚举类型，和原C++的定义方式一致，此时使用范围仅限于UE的C++代码，且没有反射等特性

（2）还有一种就是枚举类，用UENUM修饰，再下面enum class ENUMNAME实际是定义了一个枚举类，在原有C++枚举的基础功能上，新增了反射功能，开发者可以实现根据下标获取枚举名，根据枚举名查对应下标等功能

（3）枚举类默认是不暴露给蓝图的，若是我们希望暴露给蓝图，我们需要加入修饰符BlueprintType

（4）我们还可以通过UMETA设置枚举项的一些熟悉，如displayname达到设置蓝图中展示的名字的目的

（5）enum class ENUMNAME : int8，这是C++枚举类的使用机制，且uint8指定了枚举类型的范围，设置存储类型为uint8


事件发生修改AI状态

class FPSTPL2_API AFPSTpl2AIGaurd : public ACharacter
{
public:	
	UFUNCTION()
	void OnSeenCharacter(APawn* MyCharater);

	UFUNCTION()
	void TestAIGuardOnHeardNoise(APawn* MyPawn, const FVector& Location, float Volume);

	UFUNCTION()
	void SetAIGuardState(EnumAIGuardState NewAIGuardState);

	UFUNCTION(BlueprintImplementableEvent)
	void OnAIGuardStateChange(EnumAIGuardState CurrAIGuardState);

	UPROPERTY(VisibleAnywhere, BlueprintReadWrite)
	EnumAIGuardState AIGuardState;
};
void AFPSTpl2AIGaurd::OnSeenCharacter(APawn* MyCharater)
{
	DrawDebugSphere(GetWorld(), MyCharater->GetTargetLocation(), 5, 0, FColor::Black, false, 10.0f);
	SetAIGuardState(EnumAIGuardState::Enum_AIState_Find);
}

void AFPSTpl2AIGaurd::TestAIGuardOnHeardNoise(APawn* MyPawn, const FVector& Location, float Volume)
{
	//DrawDebugSphere(GetWorld(), Instigator->GetTargetLocation(), 5, 0, FColor::Cyan, false, 10.0f);
	SetAIGuardState(EnumAIGuardState::Enum_AIState_Search);
}

void AFPSTpl2AIGaurd::SetAIGuardState(EnumAIGuardState NewAIGuardState)
{
	if (AIGuardState == NewAIGuardState) {
		//return;
	}
	AIGuardState = NewAIGuardState;
	OnAIGuardStateChange(NewAIGuardState);
}

这一步，我们希望当事件发生时可以修改AI的状态，并修改控件的状态：

· 这里，首先是在AIGuard里面定义AIGuardState记录AI的状态，添加对应的接口SetAIGuardState，并在对应位置调用

· 需要关注的是接口OnAIGuardStateChange，注意到此接口的修饰符为BlueprintImplementableEvent，表示此接口是蓝图实现的

UMG制作UI展示AI状态

image-20220222202159064.png

image-20220224095709538.png

在介绍OnAIGuardStateChange之前，我们先编辑AI状态展示控件，之前已经介绍不在赘述，需要注意的是：

· 我们创建WP_GuardState，本质上是创建了一个蓝图类，界面编辑本质上是为其添加各种成员变量并设置属性，只不过这些成员变量是控件类型

· 除了编辑成员变量之外，我们还可以定义成员方法，如本例中的AIGuardStateTip，此方法里面调用了SetText方法，修改成员变量TextBlock_0的值

AIGuard绑定UI

image-20220224101043178.png

在前面，我们为AIGuard添加了AI的状态，并设计了展示AI状态的UI，在这里我们需要讲AI和AIGuard进行绑定，并且和C++代码的调用流程组合起来，需要做下面几步：

（1）为AIGuard的蓝图类BP_FPSTplAIGuard增加组件Widgt

（2）编辑Widgt使其绑定我们编辑的UI控件WP_AIGuardState，在Widgt里面，我们定义了供C++调用的接口OnAIGuardStateChange：这里，我们获取Widgt的实例，转为WP_AIGuardState类型，调用接口AIGuardStateTip

（3）在蓝图流程编辑框里面target可以理解调用此方法的主体，即C++的this指针

（4）需要注意就是一个pure属性的问题，pure function是纯执行流，默认不会改变状态，若是没有返回值的话，则实际在蓝图中是会被优化掉，不会执行

AI的定时器

    启动程序我们发现，当AI状态转变之后，一直不能恢复；这不是我们希望看见的，我们希望当AI状态停留若干秒之后，若无事件触发，则把AI状态重置，这里我们引入定时器，代码如下：

UCLASS()
class FPSTPL2_API AFPSTpl2AIGaurd : public ACharacter
{
	... ...

	FTimerHandle AIGuardTimerHandle;

};


void AFPSTpl2AIGaurd::OnSeenCharacter(APawn* MyCharater)
{
	GetWorld()->GetTimerManager().ClearTimer(AIGuardTimerHandle);
	GetWorld()->GetTimerManager().SetTimer(AIGuardTimerHandle,this,&AFPSTpl2AIGaurd::ResetAIGuardState,                                                1.0f,false,5.0f);
}

void AFPSTpl2AIGaurd::ResetAIGuardState()
{
	AIGuardState = EnumAIGuardState::Enum_AIState_Idle;
	OnAIGuardStateChange(AIGuardState);
}

· UE提供定时器结构体FTimerHandle

· 我们通过接口GetWorld()->GetTimerManager().ClearTimer清除定时器&GetWorld()->GetTimerManager().SetTimer设置定时器

· 需要注意的是，在SetTimer的时候，若是设置InRate参数为0，则表示清除已有定时器，会把当前定时器也清掉（不再执行）


遇到的问题及解决

PawnSensingComponent创建后detail为空

    如下图所示:

image-20220221201414187.png    我们无法对组件的相关参数进行编辑，经排查是我们的UPROPERTY设置有问题，改成VisiableAnyWhere就好了，如下代码段所示

class UPawnSensingComponent;
UCLASS()
class FPSTPL2_API AFPSTpl2AIGaurd : public ACharacter
{
	GENERATED_BODY()

public:
	// Sets default values for this character's properties
	AFPSTpl2AIGaurd();

protected:
	// Called when the game starts or when spawned
	virtual void BeginPlay() override;

public:	
	// Called every frame
	virtual void Tick(float DeltaTime) override;

	UPROPERTY(VisibleAnywhere, BlueprintReadWrite)
	UPawnSensingComponent* PawnSensingComponent;

	UFUNCTION()
	void OnSeenCharacter(APawn* MyCharater);
};

    修改后，界面状态如下：

image-20220221201757388.png

定义声音事件的时候编译错误

image-20220222130432074.png

    这是因为Instigator已经是父类的成员变量，所以在形参列表应该重新定义，让编译器知道最后用哪个，修改如下：

void AFPSTpl2AIGaurd::TestAIGuardOnHeardNoise(APawn* MyPawn, const FVector& Location, float Volume)
{
	... ...
}

断点调试及接口不执行

    我们在实际编码的过程中，遇到接口不执行的情况，这是因为我们在定义AIGuardStateTip的时候设置为pure表示我们告诉UE编译系统此接口为纯执行流

image-20220224114756543.png

    此时在调用流里面又没有接收返回值，则就被编译系统优化不执行了

image-20220224115107749.png

参考资料

    UPawnSensingComponent | Unreal Engine Documentation


标签: 引擎编程AI类AI状态同步
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