Первый опыт и впечатления от Unreal Engine 4

Evening, lads! Под конец года я хочу вам вкратце рассказать о своём начальном опыте познания троп Unreal Engine 4, его инструментария, и о том, чему можно самостоятельно и спокойно научиться делать в нём за три месяца.

Начну сразу с демонстрации:

Сразу уточню – я всё делал на Blueprints и к написанию кода на Си не прикасался. У меня уже есть опыт как в разработке игр (участвовал в трёх проектах на Unity), так и двух лет программирования на С++, но в этом учебном проекте решил сосредоточиться на изучении частично или полностью нового – в создании игровых механик (ранее в играх в основном занимался ИИ), в инструментарии (движок и аспекты игры); и иной вид программирования (графический BP, вместо классического кодинга).

Также, до начала работы у меня уже было видение и концепции игры (роуглайк FPS с упором на динамичные бои, передвижение и скиллы), которая может из этого прототипа вырасти, и механик, которые я хотел создать – их было на полноценные полторы-две игры, так что пришлось выбирать и сосредоточиться лишь на главных (так, например, совершенно не заморачивался с перезарядкой стволов).

- Использование проекта-шаблона (FPS шутер) и его настройки, а также готовых ассетов (материалы, модели, анимации);

- Inputs (клавиши управления и действий);

- Базовый ИИ – его настройка, навигация и поведение;

- Программирование актёров, их компонентов и их динамичное изменение;

- Создание актёров-снарядов (Projectile) и их взаимодействие;

- Программирование уровня и “game mode”;

- Функционал взаимодействия игрока и интерактивных объектов;

- Создание и программирование HUD и виджетов;

- Создание материалов, использование их экземпляров и работа с координатами;

- Использование многослойных (Layered) материалов;

- Система частиц (Cascade);

- Создание статичных мешей с помощью Geometry brush;

- Основы работы с освещением;

- Настройки импорта в UE изображений (текстур);

- Особенности ООП в Blueprints UE4;

- Рабата со структурами, таблицами и перечислениями;

- Изменение параметров материалов и систем частиц с помощью кода.

Теперь уже перейду к тому, что конкретно сделал.

Для базы своего проекта я использовать шаблон ‘FPS Shooter’ входящий в UE4 и должен сказать, что был приятно удивлён качеством контроллера персонажа игрока и глубиной его настройки. Например, ещё до начала работы я знал, что хочу сделать функционал двойного и более прыжков – и хотя в итоге мною было это реализовано, но это оказалось ненужным, так как в шаблоне уже был параметр с количеством этих самых прыжков, а также возможность настройки перемещения в воздухе и его силы, скорости торможения, силы эффекта гравитации (не путать с весом актёра) и так далее.

Но что добавил в передвижение игрока, так это рывки – о них напишу отдельно.Кроме этого, добавил в проект готовые базовые ассеты (материалы, меши) и шаблон ‘3dr Person Shooter’ (нужен был готовый актёр-манекен для врагов).

Довольно любопытный инструмент для создания простой геометрии, отличный вариант для построения временного игрового уровня. Я опробовал все основные функции, сделал несколько статичных мешей, в том числе для ”сундука”. Однако, для создания чего-то более серьёзного, вроде мешей оружия, он уже не так хорошо подходит, например, в нём не хватает возможности глубокой настройки UV карты (только позиция, масштабирование и “перспективная стыковка”, которая делает то, что вы хотите только при создании элемента уровня). Так пробовал создать полый цилиндр – с геометрией никаких проблем не было, а вот нормально настроить эту самую карту (да, только одну) возможности нет.

Теперь перехожу уже к более интересным и объёмным темам. Система частиц, материалы и “data staff” – это то, что я активно использовал во многих частях проекта. Например, частицы у меня используются в:

Как уже писал, я использовал старую (но ещё актуальную) встроенную систему Cascade, к которой у меня почти не было претензий или желания большего. Она достаточно понятная и функциональная, особенно благодаря многослойности (разные эффекты в одной системе), взаимодействию с материалами через специальные входные данные, возможности изменения параметров через код или кривые.

Самое большое количество времени в этом проекте мною было потрачено на визуальный кодинг, второе – материалы. Впервые занимаюсь ими и был очень приятно удивлён функционалу, понятности (большинства) и тому, что ты можешь сделать с их помощью – от простого наложения текстуры с настройкой цвета или контрастности до полноценного изменения геометрии и симуляции жидкостей (эти два я, правда, не пробовал, но когда-нибудь!), при этом ещё и с возможностью делать это разными слоями (имею в виду систему Layered Matereals, про неё будет дальше).

Конечно, не все материалы, что мною были сделаны, основаны на генерации - я создал некоторые текстуры и иконки (созданные в PS изображения с разными настройками импорта):

А также несколько “кистей” для UI виджетов (brushes; большинство, правда, в итоге так и не использовал):

Отдельно хочу отметить систему многослойных материалов, так как работа с ними отличается от обычных, например, вместо одного ассета-материала, используются:

- Layered Material – материал конкретного слоя или фона (Background);

- Material Layer Blend – отвечает за формат наложения/слияния слоя, где он выбран с предыдущим слоем или фоном;

- Материал-база, в котором присутствует компонент для использования этой системы и включает в себя базовые настройки.

Кроме этого отличается и синтаксис для динамичного изменения параметров этих материалов, документации и примеров чего я почти не нашёл, так что пришлось разбираться самостоятельно.

В итоге с помощью материалов сделал:

- Простой материал с настройкой основных атрибутов;

- Динамичную (прокрутка по X и/или Y текстурной коор.) текстуру для снарядов (с возможностью настройки цвета, скорости прокрутки и эффектом Fresnel);

- Текстуры для систем частиц (их необходимо делать через материалы из-за того, что их цвет идёт как input значение);

- Динамичную текстуру для отображения 3D эффекта при использовании рывка игроком;

- Многослойный материал с отображение 2D иконки как один слой и добавочным визуальным эффектом (использовал почти тот же самый, что и для эффекта рывка) как второй на меше-плоскости в 3D пространстве;

- Материал для эффекта “обводки” объекта в постобработке (выбор врагов при использовании направленных умений);

- Материал для “наклеек” (Decals, на которые действуют эффекты FadeIn и FadeOut) с параметрами 2D текстуры и наложения цвета.

Тут речь пойдёт об одной из самых скучных частей разработки (не такой как тестирование и исправление багов, но всё же) – организации данных, а конкретно о структурах и их использовании в информационных таблицах и проекте. Кто не в курсе: структура данных – это пользовательский набор данных (которые могут быть различного формата, например, в одной структуре использовать такие данные как число, строка, ссылка на актёра и 2d текстуру), который можно использовать в качестве переменной или в таблице для записи данных.

Но зачем это всё нужно в моём небольшом проекте? Как уже писал, даже если в итоге он не разрастется в полноценную игру, то я хотя бы получу дополнительный опыт для работы с оными и больше пойму возможности масштабирования.

Итак, мною были созданы структуры с информацией о:

Кроме этого я создал несколько объектов-интерфейсов для большего удобства работы с переменными записями и наборами (например, геймплейных тегов).

Как уже писал, у меня уже есть опыт работы с созданием модели поведения NPC и системы их взаимодействия, однако ранее это делал на чистом коде (за исключением системы навигации – что тогда, что сейчас я использую предоставляемую движком), на этот же раз - использовал готовые инструменты и системы, что предоставляет Unreal: Behaviour Tree, Blackboard, AI Controller и AI Perception, а также встроенную навигационную систему.

Работать и объединять работу (через Blueprint классы) со всеми этими компонентами было удобно, быстро и довольно понятно, по крайне мере на том уровне, который был мною выбран.

За основу персонажей врагов взял готовый “манекен” для контроллера игрока от третьего лица (готовая модель с анимациями) и класс актёра “Character controller” со своими компонентами (капсулой для коллизии, компонент навигации персонажа с настройками проходимости, скорости движения и прочим). Для полноценного функционирования и для возможности будущего масштабирования пришлось также использовать дополнительный компоненты и классы:

Итак, вот какую логику и действия я прописал врагу:

Итак, раз шутер, то игрок должен из чего-то и чем-то стрелять, и вот как я поступил с этой задачей.

Сначала создал базовый класс снаряда, который представляет из себя:

Логики же снаряда, как таковой, особой и нет, прописал только разное визуальное изменение, когда он попадает по врагу, а когда по элементам игрового уровня. Также был сделан схожий класс (но не наследственный) для вражеских снарядов.

После этого создал несколько дочерних классов, которые разнятся лишь визуальными составляющими и скоростью снаряда – их то я и использовал при стрельбе оружия. Само же оружие вышло ещё проще по количеству компонентов (лишь модель оружия и пустой компонент для места создания снарядов), но вся суть была в создании логики, а именно:

· Переменные-параметры с указанием класса снаряда, записи в таблице с данными об оружии, разброса стрельбы и прочие;

· Функция основной стрельбы (работает как для одного, так и нескольких снарядов, а также может быть изменена для каждого отдельного оружия) – появление определенного количества снарядов в направлении стрельбы со случайным разбросом в заданных пределах;

· Функции для работы (обмена) с данными и отображению на интерфейсе.

Остальная же логика, связанная с оружием прописана уже в классе актёра игрока.

Пожалуй, та часть проекта, над которой работал больше всего, и не удивительно, учитывая ту вариативность, что я хотел достичь. Так, мною было реализовано несколько видов (именно видов, а не отдельных экземпляров) способностей:

Немного подробней расскажу про статус-эффекты – у персонажа игрока и каждого врага есть массив переменных, этих самых статус эффектов. Каждый из них имеет значение продолжительности одного тика, количество этих тиков и что за эффект применяется за него. Например, эффект оглушения имеет один тик и при его окончании враг может вновь выполнять действия, а отравления – несколько и по истечении каждого наносится урон.

Игрок может иметь в своём распоряжении несколько способностей, каждая из которых может иметь один или несколько зарядов с определённой длительностью перезарядки.

Реализовал только самое необходимое:

Новое оружие и способности игрока должны откуда-то у него появляться, так что было решено использовать обычную систему сундуков – игрок подходит к ним, взаимодействует и ему на выбор предоставляются случайные три способности или два ствола. Если у игрока есть свободный слот, то он может просто добавить выбранное в сундуке в него, если нет – нажимает правую или левую кнопку мыши для замены того, что уже есть.

Кроме того, сделал систему дропов: из врагов после смерти выпадают “пирамидки”, к котором игрок может подойти и что-то себе восстановить, в зависимости от вида – либо здоровье, либо амуницию (для текущего оружия). Вид зависит от того, каким способом был нанесён смертельный удар врагу : HP (зелёная) - если просто оружием, патроны (фиолетовая) - если способностью. Визуально же они отличаются как цветом, так и плавающей иконкой над ними. Кстати, для визуальной части отображения иконки над дропом я тоже использовал многослойный материал (один слой – визуальные эффекты, второй – изображение).

Суть проста - нажимая Shift персонаж игрока совершает дэш в ту сторону, что он двигается, а если же игрок никуда не двигается, то работает как прыжок. При этом сбрасывается ускорение игрока (в каком бы направлении оно ни было) и во время действия рывка на него не действует гравитация.

Куда больше времени было потрачено на визуальную реализацию, чем на сам функционал – я решил сделать схожий с классическими “action lines”, которые часто используют в играх при ускорении или тех же рывках, но чтоб они были по направлению движения (во всех, кроме вниз). В итоге пришлось повозиться с материалом и UV картами цилиндра, но получилось неплохо.

Хоть суммарно мною было потрачено не очень много времени, считаю, что реализовал неплохую базу как для будущего развития в полноценный проект, так и личных навыков работы с теперь не столь новым для себя игровым движком. Работать в Unreal Мне понравилось(в отличии от написания этой статьи) и думаю вот почему:

Но осталось ещё много совершенно не затронутых мною тем и инструментов – сеть и мультиплеер, работа с освещением, анимации, катсцены и несколько камер, пост-процесс (затронул всего для одного эффекта), система визуальных эффектов Niagara, а про изучение UE5 и вовсе молчу. В этой статье прошёлся по всему кратко, некоторые узкие моменты и вовсе не затронул, так что, если есть вопросы по реализации чего-либо или просто какие-то по делу – задавайте!

Спасибо за внимание и с наступающим!

#опыт #unrealengine #ue4

P.S. Ищу работу