ue4加速度_UE4移动组件详解（一）移动框架与实现原理

前言关于UE4的移动组件，我写了一篇非常详细的分析文档。由于篇幅比较大，我将其拆分成三个部分。分别从移动框架与实现原理，移动的网络同步，移动组件的优化与改造三个方面来写。这三篇文档中难免有问题和漏洞，所以我也会在发现问题时及时更新和修改，也希望大家能给出一些建议。

一．深刻理解移动组件的意义

在大部分游戏中，玩家的移动是最最核心的一个基本操作。UE提供的GamePlay框架就给开发者提供了一个比较完美的移动解决方案。由于UE采用了组件化的设计思路，所以这个移动解决方案的核心功能就都交给了移动组件来完成。移动可能根据游戏的复杂程度有不同的处理，如果是一个简单的俯视视角RTS类型的游戏，可能只提供基本的坐标移动就可以了；而对于第一人称的RPG游戏，玩家可能上天入地，潜水飞行，那需要的移动就要更复杂一些。但是不管是哪一种，UE都基本上帮我们实现了，这也得益于其早期的FPS游戏的开发经验。

然而，引擎提供的基本移动并不一定能完成我们的目标，我们也不应该因此局限我们的设计。比如轻功的飞檐走壁，魔法飞船的超重力，弹簧鞋，喷气背包飞行控制，这些效果都需要我们自己去进一步的处理移动逻辑，我们可以在其基础上修改，也可以自定义自己的移动模式。不管怎么样，这些操作都需要对移动组件进行细致入微的调整，所以我们就必须要深刻理解移动组件的实现原理。

再者，在一个网络游戏中，我们对移动的处理会更加的复杂。如何让不同客户端的玩家都体验到流畅的移动表现？如何保证角色不会由于一点点的延迟而产生“瞬移”？UE对这方面的处理都值得我们去学习与思考。

移动组件看起来只是一个和移动相关的组件，但其本身涉及到状态机，同步解决方案，物理模块，不同移动状态的细节处理，动画以及与其他组件(Actor)之间的调用关系等相关内容，足够花上一段时间去好好研究。这篇文章会从移动的基本原理，移动状态的细节处理，移动同步的解决方案几个角度尽可能详细的分析其实现原理，然后帮助大家快速理解并更好的使用移动组件。最后，给出几个特殊移动模式的实现思路供大家参考。

二．移动实现的基本原理

2.1 移动组件与玩家角色

角色的移动本质上就是合理的改变坐标位置，在UE里面角色移动的本质就是修改某个特定组件的坐标位置。图2-1是我们常见的一个Character的组件构成情况，可以看到我们通常将CapsuleComponent(胶囊体)作为自己的根组件，而Character的坐标本质上就是其RootComponent的坐标，Mesh网格等其他组件都会跟随胶囊体而移动。移动组件在初始化的时候会把胶囊体设置为移动基础组件UpdateComponent，随后的操作都是在计算UpdateComponent的位置。

图2-1 一个默认Character的组件构成

当然，我们也并不是一定要设置胶囊体为UpdateComponent，对于DefaultPawn(观察者)会把他的SphereComponent作为UpdateComponent，对于交通工具对象AWheeledVehicle会默认把他的Mesh网格组件作为UpdateComponent。你可以自己定义你的UpdateComponent，但是你的自定义组件必须要继承USceneComponent(换句话说就是组件得有世界坐标信息)，这样他才能正常的实现其移动的逻辑。

2.2 移动组件继承树

移动组件类并不是只有一个，他通过一个继承树，逐渐扩展了移动组件的能力。从最简单的提供移动功能，到可以正确模拟不同移动状态的移动效果。如图2-2所示

图2-2 移动组件继承关系类图

移动组件类一共四个。首先是UMovementComponent，作为移动组件的基类实现了基本的移动接口SafeMovementUpdatedComponent()，可以调用UpdateComponent组件的接口函数来更新其位置。

bool UMovementComponent::MoveUpdatedComponentImpl( const FVector& Delta, const FQuat& NewRotation, bool bSweep, FHitResult* OutHit, ETeleportType Teleport)

｛

if (UpdatedComponent)

｛

const FVector NewDelta = ConstrainDirectionToPlane(Delta);

return UpdatedComponent->MoveComponent(NewDelta, NewRotation, bSweep, OutHit, MoveComponentFlags, Teleport);

｝

return false;

｝

通过上图可以看到UpdateComponent的类型是UScenceComponent，UScenceComponent类型的组件提供了基本的位置信息——ComponentToWorld，同时也提供了改变自身以及其子组件的位置的接口InternalSetWorldLocationAndRotation()。而UPrimitiveComponent又继承于UScenceComponent，增加了渲染以及物理方面的信息。我们常见的Mesh组件以及胶囊体都是继承自UPrimitiveComponent，因为想要实现一个真实的移动效果，我们时刻都可能与物理世界的某一个Actor接触着，而且移动的同时还需要渲染出我们移动的动画来表现给玩家看。

下一个组件是UNavMovementComponent，该组件更多的是提供给AI寻路的能力，同时包括基本的移动状态，比如是否能游泳，是否能飞行等。

UPawnMovementComponent组件开始变得可以和玩家交互了，前面都是基本的移动接口，不手动调用根本无法实现玩家操作。UPawnMovementComponent提供了AddInputVector()，可以实现接收玩家的输入并根据输入值修改所控制Pawn的位置。要注意的是，在UE中，Pawn是一个可控制的游戏角色(也可以是被AI控制)，他的移动必须与UPawnMovementComponent配合才行，所以这也是名字的由来吧。一般的操作流程是，玩家通过InputComponent组件绑定一个按键操作，然后在按键响应时调用Pawn的AddMovementInput接口，进而调用移动组件的AddInputVector()，调用结束后会通过ConsumeMovementInputVector()接口消耗掉该次操作的输入数值，完成一次移动操作。

最后到了移动组件的重头了UCharacterMovementComponent，该组件可以说是Epic做了多年游戏的经验集成了，里面非常精确的处理了各种常见的移动状态细节，实现了比较流畅的同步解决方案。各种位置校正，平滑处理才达到了目前的移动效果，而且我们不需要自己写代码就会使用这个完成度的相当高的移动组件，可以说确实很适合做第一，第三人称的RPG游戏了。

其实还有一个比较常用的移动组件，UProjectileMovementComponent ，一般用来模拟弓箭，子弹等抛射物的运动状态。不过，这篇文档不将重点放在这里。

2.3 移动组件相关类关系简析

前面主要针对移动组件本身进行了分析，这里更全面的概括一下移动的整个框架。