斯坦福UE4 + C++课程学习记录 2：移动与相机跟随

目录

1. 创建玩家类

2. 相机跟随

3. 人物移动与转向

4. 完整代码 

1. 创建玩家类

        在创建自定义的玩家类前，先简要了解一下UE中的常用class：

       要创建新的C++类，需要在UE中 -> 文件 -> 新建C++类 -> 选择Character（角色类）-> 设置名称和路径 -> 选择类为公共（public）-> 点击创建。这一步在设置类名称时建议加上前缀用于区分自定义类、UE类或插件的类等。

        创建完成后，UE会在相应目录自动创建相应的.h和.cpp文件，并打开VS2019。 关于.h和.cpp文件作用是C++基础知识，可以粗略理解为.h写声明用于编译和共享（public），.cpp写具体实现（private）。

        打开.h文件后查看文件内容，在开头会看见类似下面的语句：

class SURKEAUE_API ASurCharacter : public ACharacter

        可以发现UE在创建代码时，自动在原本的SurCharacter和Character类前添加了前缀A。这是因为UE遵守一系列代码编写规范，规定通过基类的种类或类的类型来确定前缀，进而可以区分类和实例。具体的规则可参考官方文档，以下是常见的前缀：

2. 相机跟随

        在创建相机跟随玩家前，首先需要建立一个关卡。我在content目录下依次创建了/SurkeaUE/Maps文件夹用于保存关卡。进入UE后的某人关卡是未命名（Untitled），我们需要把其中的默认的玩家出身点PlayerStart删除，因为我们要创建自己的玩家。PlayerStart在场景中的图标是一个游戏手柄，也可以在世界大纲视图中找到相应的组件。

         随后，文件 -> 关卡另存为 -> 选择建立的/SurkeaUE/Maps并命名为TestLevel，点击保存即可。更改后要及时点击内容浏览器中的“保存所有”按钮，防止各种意外丢失数据的情况，随手保存项目是个好习惯。

        然后需要创建玩家。在内容浏览器中右键 -> 蓝图类（Blueprint Class）-> 在下方所有类中选择自定义类SurCharacter -> 命名为Player。

         创建完毕后，将角色从内容浏览器拖拽进世界中。此时的角色是个没有任何模型，由数根线条围成的胶囊体。最后在角色的细节面板中搜索Pawn，将“自动控制玩家”设置为玩家0，这样在运行关卡时就可以控制该角色。当然，目前还没有实现控制方法，所以在此处运行时，角色是不会对键盘输入有任何反应的。

        下面将转到VS中开始代码的编写，编写代码的总体方法是在.h中声明，在.cpp中实现，完整代码在文末附上。

        要实现相机跟随，可以通过代码直接创建UE中的弹簧臂对象和相机对象，并将弹簧臂attach（attach可理解为父子关系，你的确可以在角色的完整蓝图左上角的“组件”看到各个组件的层级关系）到自定义角色上、再把相机attach到弹簧臂上。

         这个场景可以想象成角色后面连着一根直线（弹簧臂），直线的另一端是相机。这样做的好处有两个：1. 相机与角色通过弹簧臂相连，实现了相机跟随； 2. 弹簧臂是碰撞体，因此我们的角色在靠近墙壁时，相机不会穿模到墙壁的另一边，从而保证玩家视野中不会因为墙壁遮挡自己的角色。同时，在代码中声明的对象可以利用UPROPERTY宏定义，使得该对象可以在UE中直接修改。本部分编写的代码如下，细节见注释：

// SurCharacter.h

// 为了编译更快，在.h中声明弹簧臂和相机的class，在.cpp引用相应头文件
class USpringArmComponent;
class UCameraComponent;

class SURKEAUE_API ASurCharacter : public ACharacter
{
protected:
    // 弹簧臂组件
    UPROPERTY(VisibleAnywhere)
	USpringArmComponent* SpringArmComp;
	// 相机组件
    UPROPERTY(VisibleAnywhere)
	UCameraComponent* CameraComp;
}

// SurCharacter.cpp

// 为了编译更快，在.h中声明弹簧臂和相机的class，在.cpp引用相应头文件
#include "GameFramework/SpringArmComponent.h"
#include "Camera/CameraComponent.h"

ASurCharacter::ASurCharacter()
{
	// 创建相应实例 <创建的class>("UE中显示的该控件的名字")
	SpringArmComp = CreateDefaultSubobject<USpringArmComponent>("SpringArmComp");
	CameraComp = CreateDefaultSubobject<UCameraComponent>("CameraComp");
	// 将相应对象attach，RootComponent是根控件，即角色的胶囊体组件
	SpringArmComp->SetupAttachment(RootComponent);
	CameraComp->SetupAttachment(SpringArmComp);
}

        此时运行关卡（注意是保存在Maps中的关卡，而不是打开UE默认显示的关卡），可以发现角色和相机已经通过弹簧臂连接。

        通过在角色和相机的中间插入移除正方体进行阻挡相机的实验，可以更好地理解弹簧臂在其中的作用。如果不添加弹簧臂，正方体就可能从角色和相机中间穿过，从而阻挡玩家视线。

3. 人物移动与转向

        人物移动的相关代码需要编写在自动生成的SetupPlayerInputComponent函数中。这个函数中已经传入了PlayerInputComponent组件，所以不需要像上面自己创建新的弹簧臂和相机控件。人物移动对应UE中的轴（Axis）绑定，因为移动的幅度是个连续值，如使用游戏手柄时，不同程度推动摇杆可能对应不同的移动速度。这里需要注意，.cpp中编写的所有函数都需要在.h文件中进行声明。本部分编写的代码如下，细节见注释：

// SurCharacter.cpp

// 实现角色向前移动
void ASurCharacter::MoveForward(float value)
{
	// 朝某个方向前进value，GetActorForwardVector指向角色正前方
	AddMovementInput(GetActorForwardVector(), value);
}

void ASurCharacter::SetupPlayerInputComponent(UInputComponent* PlayerInputComponent)
{
	// “UE中调用的名称”，this指针表示移动这个角色，&自定义移动方法
	PlayerInputComponent->BindAxis("MoveForward", this, &ASurCharacter::MoveForward);

}

        随后，需要在UE中设置MoveForward的具体输入。在编辑 -> 项目设置 -> 输入 -> 绑定中添加轴映射 -> 输入MoveForward，即与BindAxis函数中第一个参数一致 -> 添加键盘输入W和S，两者的value分别为1.0和-1.0。这样设置后，在按下S的时候会调用MoveForward函数，传入-1.0，即角色前进负值，等同于后退。

        此时运行关卡，就可以发现角色能够进行前进后退，且相机始终保持跟随。同理，利用UE中提供的GetActorRightVector()方法，可以实现角色的左右移动。大家可以自行尝试，注意编写完需要保存编译。

         最后，要实现角色通过鼠标转向则更简单。类似平移可以用XYZ轴度量，旋转也可以分解成这三个方向，UE中的Yaw方向表示绕Z轴旋转、即水平旋转，详细解释可参考一位UP主的文章。利用UE提供的AddControllerYawInput()函数可以得到Yaw方向的偏转；AddControllerPitchInput()函数可以得到Pitch方向的旋转。

PlayerInputComponent->BindAxis("Turn", this, &APawn::AddControllerYawInput);
PlayerInputComponent->BindAxis("LookUp", this, &APawn::AddControllerPitchInput);

        然后，同样需要在UE设置输入如下，鼠标X表示鼠标的横向（horizontal）移动，鼠标Y表示纵向（vertical）移动：

         此外，在设置LookUp输入后，还需要在弹簧臂的“摄像机设置”属性中勾选“使用Pawn控制旋转”。最后检查一下运行结果，发现角色可以移动和旋转，相机也始终跟随。

4. 完整代码 

SurCharacter.h

#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "GameFramework/Character.h"
#include "SurCharacter.generated.h"

//为了编译更快，在.h中声明弹簧臂和相机的class，在.cpp引用相应头文件
class USpringArmComponent;
class UCameraComponent;

UCLASS()
class SURKEAUE_API ASurCharacter : public ACharacter
{
	GENERATED_BODY()

public:
	
	ASurCharacter();

protected:

	//弹簧臂组件
	UPROPERTY(VisibleAnywhere)
	USpringArmComponent* SpringArmComp;
	//相机组件
	UPROPERTY(VisibleAnywhere)
	UCameraComponent* CameraComp;

	// 游戏开始或生成时调用
	virtual void BeginPlay() override;

	void MoveForward(float value);
	void MoveRight(float value);

public:	
	// 每一帧调用
	virtual void Tick(float DeltaTime) override;

	// 绑定输入
	virtual void SetupPlayerInputComponent(class UInputComponent* PlayerInputComponent) override;

};

SurCharacter.cpp

#include "SurCharacter.h"
#include "GameFramework/SpringArmComponent.h"
#include "Camera/CameraComponent.h"

ASurCharacter::ASurCharacter()
{
	PrimaryActorTick.bCanEverTick = true;

	// 创建相应实例 <创建的class>("UE中显示的该控件的名字")
	SpringArmComp = CreateDefaultSubobject<USpringArmComponent>("SpringArmComp");
	CameraComp = CreateDefaultSubobject<UCameraComponent>("CameraComp");
	// 将相应对象进行attach，RootComponent是根控件，即角色这个胶囊体，可以在角色的完整蓝图的左上角“组件”中看到
	SpringArmComp->SetupAttachment(RootComponent);
	CameraComp->SetupAttachment(SpringArmComp);

}

void ASurCharacter::BeginPlay()
{
	Super::BeginPlay();
}

// 实现角色向前移动
void ASurCharacter::MoveForward(float value)
{
	// 朝某个方向前进value，GetActorForwardVector指向角色正前方
	AddMovementInput(GetActorForwardVector(), value);
}

void ASurCharacter::MoveRight(float value)
{
	AddMovementInput(GetActorRightVector(), value);
}

void ASurCharacter::Tick(float DeltaTime)
{
	Super::Tick(DeltaTime);
}

void ASurCharacter::SetupPlayerInputComponent(UInputComponent* PlayerInputComponent)
{
	Super::SetupPlayerInputComponent(PlayerInputComponent);

	// “UE中调用的名称”，this指针表示移动这个角色，&自定义移动方法
	PlayerInputComponent->BindAxis("MoveForward", this, &ASurCharacter::MoveForward);
	PlayerInputComponent->BindAxis("MoveRight", this, &ASurCharacter::MoveRight);

	PlayerInputComponent->BindAxis("Turn", this, &APawn::AddControllerYawInput);
    PlayerInputComponent->BindAxis("LookUp", this, &APawn::AddControllerPitchInput);
}