UE4插件研发 So Easy

UE4插件扫盲

UE4插件是什么

UE4引擎和UE4项目是由各个模块组成的，其主要编程语言是C++。
插件也是一个模块，说到插件必须讲到耦合性与独立性，耦合性是对模块间关联程度的度量，模块间关联越强，则耦合性强，独立性差。
庞大的UE4引擎各模块相互参差作用，所以想要读懂并拆解并非易事，而创建UE4游戏项目实则只引入了引擎的部分模块，再想想如果很多游戏项目都需要用到这一个自定义功能时，是不是每个项目都要开发一次这个功能，个人或者一家公司内部还好，只要把项目代码复制给另一个项目即可，但是全球这么多的UE4开发者怎么办，开发者的结晶势必要发挥它最大的用处，把自己的研发成果分享出去，为了解决这类问题，就要使得模块独立起来，那么UE4插件就该闪亮登场了。

UE4插件的作用

举个栗子：两个人同时在设计创建机器人，A为自己的机器人造了一把枪，B却为自己的机器人造了飞行器，AB两人把自己的成果分享出来，于是高达诞生了。
UE4引擎拥有插件管理模块并提供了插件加载卸载和其他功能接口，所以UE4插件可以自定义功能，因为其独立性强可以发布共享，且使用方便。

UE4引擎、项目、插件的区别

UE4引擎由Epic官方维护与发布，源码托管在GitHub平台上，可以上官网下载EpicGamesLauncher管理下载各个UE4 Release版本。

UE4项目是基于某个版本而创建的Game项目，在Game项目中可以设计关卡、摆放场景、添加功能、发布应用程序等，发布后可以脱离引擎独立运行。

UE4插件可以增加UE4的扩展性，丰满Game项目，也可让开发应用程序变得简单且多样化，但其不能独立运行。

引擎自带的插件浏览器

UE4插件管理界面中的插件对应了UE4安装目录下的Plugins文件下的插件，列表类目名有些和文件夹名字对应不上，那是因为类目名由插件项目.uplugin文件中的Category字段内容来生成的。

1. UE4插件浏览器界面

2. UE4安装目录插件文件夹

插件目录结构

假如创建一个游戏项目叫PluginFactory，在这个游戏项目来创建一个名为PanoCam的插件则插件目录如下

• PluginFactory
  • Plugins
    • PanoCam
      • Binaries
      • Content
      • Intermediate
      • Resources
      • Source
        • PanoCam
          • Private
            • PanoCam.cpp
          • Public
            • PanoCam.h
          • PanoCam.Build.cs
      • PanoCam.uplugin

Binaries：编译后的dll文件存放位置
Content：游戏资源Asset文件存放位置
Intermediate：编译的中间文件存放位置
Resources：一般为图片图标的存放位置
Source：代码存放位置
.uplugin文件：插件项目配置文件，JSON格式
.Build.cs文件：每个 .build.cs 文件声明派生自 ModuleRules 基类的类，并设置属性控制器从构造函数进行编译的方式。由虚幻编译工具编译，并被构造来确定整体编译环境。使用C#语法

插件配置文件说明

1. uplugin文件

{
	"FileVersion": 3,
	"Version": 1,
	"VersionName": "1.0",
	"FriendlyName": "PanoCam",
	"Description": "",
	"Category": "Other",
	"CreatedBy": "Scrat",
	"CreatedByURL": "",
	"DocsURL": "",
	"MarketplaceURL": "",
	"SupportURL": "",
	"CanContainContent": true,
	"IsBetaVersion": false,
	"Installed": true,
	"Modules": [
		{
			"Name": "PanoCam",
			"Type": "Runtime",
			"LoadingPhase": "PreDefault",
			"WhitelistPlatforms": [
				"Win32",
				"Win64"
			]
		}
	]
}

几个重点注意的标签

1. Category：类目名即在插件浏览器中所属的类目。
2. Installed：默认启用或禁用状态，在插件浏览器中可以控制加载卸载插件模块。
3. Modules：描述模块名、运行类型、加载时机、支持平台等信息。
4. Type：Runtime，RuntimeNoCommandlet，Developer，Editor，EditorNoCommandlet，Program。
5. LoadingPhase：Default，PreDefault，PostConfigInit，PostConfigInit。
6. WhitelistPlatforms：支持的平台
7. BlacklistPlatforms：不支持的平台

2. Build.cs文件

// Copyright 1998-2018 Epic Games, Inc. All Rights Reserved.

using UnrealBuildTool;

public class PanoCam : ModuleRules
{
	public PanoCam(ReadOnlyTargetRules Target) : base(Target)
	{
		PCHUsage = ModuleRules.PCHUsageMode.UseExplicitOrSharedPCHs;
		
		PublicIncludePaths.AddRange(
			new string[] {
				"PanoCam/Public"
				// ... add public include paths required here ...
			}
			);
				
		PrivateIncludePaths.AddRange(
			new string[] {
				"PanoCam/Private",
				// ... add other private include paths required here ...
			}
			);
			
		PublicDependencyModuleNames.AddRange(
			new string[]
			{
				"Core",
				// ... add other public dependencies that you statically link with here ...
			}
			);
			
		PrivateDependencyModuleNames.AddRange(
			new string[]
			{
				"CoreUObject",
				"Engine",
				"Slate",
				"SlateCore",
				// ... add private dependencies that you statically link with here ...	
			}
			);
		
		DynamicallyLoadedModuleNames.AddRange(
			new string[]
			{
				// ... add any modules that your module loads dynamically here ...
			}
			);
	}
}

配置文件中的属性说明

1. public class PanoCam : ModuleRules 中的PanoCam为模块名，代码引用中认准这个名字
2. PCHUsage = ModuleRules.PCHUsageMode.UseExplicitOrSharedPCHs
   预编译标头使用显示或共享标头。
3. PublicIncludePathModuleNames (List)
   带有标头文件的模块名称列表（无需路径），需要由模块的公共标头访问，但不需要再“导入”或链接。
4. PublicDependencyModuleNames (List)
   公共依赖性模块名称列表（不需要路径）（自动包含私有/公共）。这些是公共源文件所需的模块。
5. PrivateIncludePathModuleNames (List)
   带有标头文件的模块名称列表（无需路径），需要由模块的私有代码文件访问，但不需要再“导入”或链接。
6. PrivateDependencyModuleNames (List)
   私有依赖性模块名称列表。这些是私有代码所依赖的模块，但公共include文件中没有任何依赖。
7. DynamicallyLoadedModuleNames (List)
   此模块在运行时可能需要的附加模块。
8. PublicSystemIncludePaths (List)
   系统/库include路径列表，通常用于外部（第三方）模块。在解析标头依赖项时未检查的公共稳定标头文件目录。
9. PublicIncludePaths (List)
   （当前不需要此设置，因为可以从“Public”文件夹中搜索所有文件）公开给其他模块的include文件的所有路径列表。
10. PrivateIncludePaths (List)
    此模块内部include文件的所有路径的列表，未公开给其他模块（至少有一个包含在“私有”路径中，如果要避免相对路径，可以添加更多）
11. PublicLibraryPaths (List)
    系统/库路径列表（.lib文件的目录），通常用于外部（第三方）模块。
12. PublicAdditionalLibraries (List)
    其他库的列表（包括扩展名的.lib文件的名称），通常用于外部（第三方）模块。

UE4插件的创建方法

开发环境：Windows、UE4.21、VistualStudio2017
前提：必须创建一个UE4 C++项目
插件创建有三种方法：
1.使用UE4自带的插件创建方法

2.自己手动创建插件目录及相关配置与代码文件
手动创建后需要在UE4项目的.uproject文件上右键执行Generate Vistual Studio project files来刷新代码目录结构，如果只是添加或删减少量文件的话此步骤也可以手动在VistualStudio中操作。

3.写一个插件生成插件
创建一个插件，并在插件中设置自定义的插件模板文件，在插件功能中复制对应的自定义插件模板文件到项目插件目录中，并动态修改文件夹名和文档关键字即可实现自定义插件生成器。

插件代码的执行过程

PanoCam.h的代码内容如下

#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "ModuleManager.h"

class FPanoCamModule : public IModuleInterface
{
public:

	/** IModuleInterface implementation */
	virtual void StartupModule() override;
	virtual void ShutdownModule() override;
};

每个独立模块都有一个这样的类且继承于 IModuleInterface，重写了插件加载卸载的方法。
.uplugin文件中Modules下的LoadingPhase字段说明了模块加载的时机，当满足这个时机时此模块StartupModule函数将被调用。
此插件的功能入口就是从这里开始。
当程序关闭或主动调用ShutdownModule函数时，模块将被卸载。

四种常用模式的插件模板

1. Blank
   空白模板，最简洁的结构，只有模块类和加载卸载函数，一张白纸最好作画了。
2. BlueprintLibrary
   蓝图功能库模板，都是静态函数，提供给蓝图直接调用的，如果只是单一的功能集的话，用此模板最快捷
3. EditorToolbarButton
   编辑器工具栏按钮模板，此模板在模块加载时会在UE4编辑器工具栏中注册一个按钮，点击此按钮将触发插件模块中的PluginButtonClicked函数。
4. EditorStandaloneWindow
   编辑器独立窗口模板，顾名思义，它将创建出一个窗口，可以在此窗口中自定义界面，像引擎编辑器的各个界面一样的效果。

第三方库的引入

UE4模块引入第三方库，只要在Build.cs中配置头文件路径及添加lib文件即可。
以zlib为例，在.uplugin同级创建ThirdParty文件夹，把第三方库文件放在其中，此处为了节省篇幅只展示一条全路径zlib/v1.2.8/include/Win64/VS2015/。
此第三方库zlib引擎自带，可根据自己的引擎安装目录获取到（如：E:\Program Files\Epic Games\UE_4.21\Engine\Source\ThirdParty\zlib），我也上传了一份到csdn资源中可供单独下载使用。
目录结构如下。

• plugins
  • PanoCam
    • Source
    • PanoCam.uplugin
    • ThirdParty
      • zlib
        • v1.2.8
          • lib
          • include
            • Win32
            • Win64
              • VS2015
                • zconf.h
                • zlib.h

重新编辑Build.cs代码，引入第三方库zlib

using UnrealBuildTool;

public class PanoCam : ModuleRules
{
	public PanoCam(ReadOnlyTargetRules Target) : base(Target)
	{
		PCHUsage = ModuleRules.PCHUsageMode.UseExplicitOrSharedPCHs;

       //~~~和之前一样，此处代码不变
		
		DynamicallyLoadedModuleNames.AddRange(
			new string[]
			{
				// ... add any modules that your module loads dynamically here ...
			}
			);
			
		//此处开始配置第三方库zlib
        string zlibPath = ModuleDirectory + "../ThirdParty/zlib/v1.2.8/";
        if (Target.Platform == UnrealTargetPlatform.Win64)
        {
            string platform = "/Win64/VS2015";
            PublicIncludePaths.Add(zlibPath + "include" + platform);
            PublicLibraryPaths.Add(zlibPath + "lib" + platform);
            PublicAdditionalLibraries.Add("zlibstatic.lib");
        }

        else if (Target.Platform == UnrealTargetPlatform.Win32)
        {
            string platform = "/Win32/VS2015";
            PublicIncludePaths.Add(zlibPath + "include" + platform);
            PublicLibraryPaths.Add(zlibPath + "lib" + platform);
            PublicAdditionalLibraries.Add("zlibstatic.lib");
        }
    }
}

虽然添加了十几行代码，但重要的代码就三行

1. PublicIncludePaths.Add(zlibPath + “include” + platform); //此行是把（.h）头文件路径引入。
2. PublicLibraryPaths.Add(zlibPath + “lib” + platform); //此行是把（.lib）库文件路径引入。
3. PublicAdditionalLibraries.Add(“zlibstatic.lib”); //此行是把（.lib）库文件引入。

之后就可以在你的代码中#include 第三方的（.h）文件，使用其中的功能了。

牛刀小试

创建Actor到视图插件

1. 新建UE4 C++项目。
2. 在UE4编辑器菜单栏Edit中打开Plugins。
3. 新建插件，模板选择Editor Toolbar Button，插件名随意。
   
4. VS项目会自动加载刷新，目录结构如下
   
5. 在TestToolbar.cpp添加代码

//添加头文件
#include "LevelEditorViewport.h"
#include "Engine/StaticMeshActor.h"

//修改PluginButtonClicked函数代码
void FTestToolbarModule::PluginButtonClicked()
{
	//通过当前编辑视图实例获取当前World
	UWorld *World = GCurrentLevelEditingViewportClient->GetWorld();
	if (World)
	{
		//在视图中放置StaticMeshActor
		AStaticMeshActor* Actor = World->SpawnActor(FVector(0, 0, 100), FRotator::ZeroRotator);
		//加载引擎Asset资源
		UStaticMesh* ConeMesh = LoadObject(NULL, TEXT("/Engine/BasicShapes/Cone.Cone"), NULL, LOAD_None, NULL);
		UMaterial* Mat = LoadObject(NULL, TEXT("/Engine/BasicShapes/BasicShapeMaterial.BasicShapeMaterial"), NULL, LOAD_None, NULL);

		if (ConeMesh)
		{
			//设置Mesh材质
			ConeMesh->SetMaterial(0, Mat);
			//设置MeshComponent的Mesh
			Actor->GetStaticMeshComponent()->SetStaticMesh(ConeMesh);
		}
		//刷新编辑中的视图，如果不加这行，则需要鼠标触发一下视图，视图才会刷新
		GEditor->RedrawLevelEditingViewports(true);
	}
}

6. 编译后启动项目。
7. 点击工具栏中新注册的按钮即可。
   
   熟悉引擎架构，利用好UE4 API可以在创造出无限可能，有好的东西自然要懂得分享，小时候妈妈经常这样教导我们，那么试试发布你的插件吧。

插件发布

插件发布是指把你开发的插件分享出去给其他人使用，这时候有几个地方要注意

1. 插件发布到哪里？（别人从哪里获取你的插件文件？）
   如果是公司内部则好办，文件传输或者公司自己的资源平台即可
   如果是发布到UE4官方商城，则需要进入www.unrealengine.com查阅虚幻商城指南，大致流程如下：
   1. 注册Epic账号并登陆。
   2. 进入发布者门户（Publisher Portal）
   3. 申请成为UE4商城卖家主要有5步，需要添加必要信息。
      1. PUBLISHER INFO（商家信息）： 必须填写手机号
      2. STORE INFO（商店信息）：此处可以直接下一步
      3. PAYOUT INFO（支付信息）：使用PayPal或者银联卡
      4. TAX INFO（税收信息）：国家 - 中国、I Report Tax Outside Of The United States、NameOnTaxID - 0、Individual/Sole Proprietor、地址信息······。
      5. OPEN SHOP（开张）
   4. 编辑商品信息。
   5. 提交商品表单，官方会在一定时间内审核。
2. 插件编译版本
   用户使用插件时的UE4版本需要与插件编译时的UE4版本一致，不然会警告提示版本不一致而丢失插件。
   所以发布插件时要注明插件所支持的UE4版本号。
3. 插件平台支持
   同上，如果插件支持Win32和Win64 或是 Mac 或是Android，发布时也需要注明。
4. 插件运行类型
   .uplugin文件中的Module标签下的Type标签表明了插件运行类型，如果不是Runtime则不是运行在打包后的Game中，Developer或Editor等其他值可查阅官方资料。
5. 插件更新机制
   如有平台支持，可设计更新机制，开发过程复杂，此处跳过

常见的问题

1. 增删代码时，没有更新VistualStudio项目（uproject文件上右键点击Generate Vistual Studio project files可更新重载项目代码）
2. .Build.cs代码语法错误导致编译错误。
3. 第三方库路径配置错误，导致引入失败，头文件找不到或者链接lib文件失败。
4. 引擎版本与插件版本不一致导致插件模块丢失不能使用。
5. 插件的"Installed": false,或者插件浏览器中没有启动插件，导致插件模块没有找到。
6. 插件的Module下的"Type"配置与实际项目运行类型不一致。
7. .插件的Module下的"LoadingPhase"配置与项目实际使用插件模块时机不一致，导致插件模块没有找到。
8. uplugin内容语法错误导致启动失败。

插件项目案例

之后在此添加插件项目链接，敬请关注。