虛幻四Gameplay Ability System入門（1）

虛幻四Gameplay Ability System入門（2）

我最近在學(xué)習(xí)虛幻四的Gameplay Ability System，這個名字可以被理解為技能系統(tǒng)框架（大概），接下來我就簡稱為GAS或技能系統(tǒng)。在網(wǎng)上找了很久，發(fā)現(xiàn)相關(guān)的中文教程比較少，所以打算把自己的學(xué)習(xí)過程和對技能系統(tǒng)的理解寫成文章，既幫助我理解，也希望可以幫助到其它想要學(xué)習(xí)GAS的朋友。之前寫過一篇教程，但感覺很不滿意，于是打算重寫一遍。接下來進(jìn)入正題。

什么是Gameplay Ability System?

在很多的游戲中，角色會擁有很多的技能，比如火球術(shù)，治療術(shù)等等。這些技能會消耗法力值，存在冷卻時間，可以造成傷害。同時一個角色可以擁有多個技能，技能之間也會相互關(guān)聯(lián)，比如火球術(shù)無法對使用冰霜護(hù)盾的敵人造成傷害。

實(shí)現(xiàn)以上的種種效果需要一個較為復(fù)雜的框架，而虛幻四的GAS系統(tǒng)就為我們提供了一個管理技能的系統(tǒng)，可以很方便的實(shí)現(xiàn)技能需要，但GAS目前離不開C++，而且官方目前還沒有提供方便入門的教程與文檔，因此學(xué)習(xí)起來還是比較痛苦的，以下是我認(rèn)為比較好的入門教程：

Bilibili

UE4官方的視頻教程，中文

https://www.bilibili.com/video/BV1X5411V7jh

Youtube

有條件的可以翻墻去看

UE4官方視頻教程，英文，相較于中文的視頻，我認(rèn)為這個教程講解的更深入一點(diǎn)。

https://www.youtube.com/watch?v=YvXvWa6vbAA

Github

這一篇是我認(rèn)為最好的文檔了，包含一個項(xiàng)目和較為完整的說明，但仍然較為復(fù)雜，建議看完上面兩個視頻對GAS有了一定了解再看。

https://github.com/tranek/GASDocumentation

GAS系統(tǒng)的基本構(gòu)成

  1. Ability System Component，GAS系統(tǒng)的大腦，擁有Abilities(技能）和Attributes（屬性），可以把它理解為技能系統(tǒng)的中樞。
  2. Ability，技能?？梢园阉斫鉃槟稠?xiàng)能力，比如火球術(shù)，跳躍等等，它應(yīng)該包含較為完整的邏輯，可以添加給角色的技能系統(tǒng)，也可以從技能系統(tǒng)中移除。
  3. Attribute和AttibuteSet，屬性和屬性集。Attribute代表了角色的某種屬性，比如Health，Mana等等。
  4. Tags，層次化的標(biāo)簽。它代表了某種狀態(tài)或者屬性。比如角色處于燃燒狀態(tài)，那么這個狀態(tài)的標(biāo)簽就為Character.State.Burning，我們可以自定義狀態(tài)并在技能和效果中設(shè)置tag之間的關(guān)系，比如角色處于燃燒標(biāo)簽時會受到傷害，但如果被帶有Water標(biāo)簽的效果影響，就可以移除燃燒標(biāo)簽。我認(rèn)為Tag應(yīng)該是技能系統(tǒng)的核心和魅力所在了。
  5. Gameplay Effect(GE)，技能效果，它本身只是一個數(shù)據(jù)集，代表了對某些Attribute和Tag的修改。比如GE_Damage中應(yīng)該設(shè)置為對Attribute：Health修改Add -20，表示為傷害效果為扣血20點(diǎn)。它還可以添加修改Tag，或者被Tag所影響，和第四點(diǎn)的例子一樣，火焰的傷害效果本質(zhì)是一個GE，如果另外有一個帶有Water標(biāo)簽的GE作用于角色，那么它會移除燃燒效果GE。理論上GAS中對于Tag和Attribute的修改盡可能都要使用GE
  6. Ability Task，表示為Ability中的一個任務(wù)。比如接下來幾乎每一個技能都會用到的一個Task是PlayMontageAndWait，可以看到它創(chuàng)建并返回了一個Async Task.
1.png
  1. Gameplay cue，GC執(zhí)行的是非游戲邏輯的效果比如聲音特效，粒子特效，攝像機(jī)抖動等等，GC通過關(guān)聯(lián)的Tag觸發(fā)，還是舉角色燃燒的粒子，當(dāng)角色身上有Burning的標(biāo)簽時，就可以設(shè)置Gameplay Cue Tag, 然后就會觸發(fā)GC_Burning，讓角色身上有一個燃燒的粒子特效。

下圖是我對GAS各個組件關(guān)系之間的簡單理解，并不完整且正確，只是幫助大致理解各個組件之間的關(guān)系。

2.png

GAS基礎(chǔ)設(shè)置

這一部分涉及到虛幻四C++和藍(lán)圖的知識，需要擁有一定的基礎(chǔ)。

首先打開虛幻四，創(chuàng)建一個C++的空白項(xiàng)目，如果覺得配置麻煩也可以創(chuàng)建一個第三人稱項(xiàng)目。

這里我直接使用了epic商城中的素材，將素材直接添加到工程

3.png

1.角色基礎(chǔ)配置

因?yàn)檫@篇文章不是介紹虛幻四C++入門的，因此我就不具體介紹角色基礎(chǔ)配置的說明了。

首先新建Character C++類，命名為CharacterBase

4.png

在Project Setting中的Input添加Axis Mappings

5.png

打開CharacterBase.h和Character.cpp

添加Camera和SprintArm，函數(shù)MoveForward和MoveRight

GENERATED_BODY()
    
    UPROPERTY(VisibleAnywhere, BlueprintReadOnly, Category="Camera", meta=(AllowPrivateAccess = "true"))
    class USpringArmComponent* CameraBoom;

    UPROPERTY(VisibleAnywhere, BlueprintReadOnly, Category="Camera", meta=(AllowPrivateAccess = "true"))
    class UCameraComponent* FollowCamera;

protected:
   // Character Movement
   void MoveForward(float Value);

   void MoveRight(float Value);

cpp實(shí)現(xiàn)

// Sets default values
ACharacterTesting::ACharacterTesting()
{
   // Set this character to call Tick() every frame.  You can turn this off to improve performance if you don't need it.
   PrimaryActorTick.bCanEverTick = true;

   bUseControllerRotationPitch = false;
   bUseControllerRotationRoll = false;
   bUseControllerRotationYaw = false;

   GetCharacterMovement()->bOrientRotationToMovement = true;

   CameraBoom = CreateDefaultSubobject<USpringArmComponent>(TEXT("Camera Boom"));
   CameraBoom->SetupAttachment(RootComponent);
   CameraBoom->TargetArmLength = 300.0f;
   CameraBoom->bUsePawnControlRotation = true;

   FollowCamera = CreateDefaultSubobject<UCameraComponent>(TEXT("Follow Camera"));
   FollowCamera->SetupAttachment(CameraBoom, USpringArmComponent::SocketName);
   FollowCamera->bUsePawnControlRotation = false;
}

// Called to bind functionality to input
void ACharacterTesting::SetupPlayerInputComponent(UInputComponent* PlayerInputComponent)
{
    Super::SetupPlayerInputComponent(PlayerInputComponent);

    PlayerInputComponent->BindAxis("MoveForward", this, &ACharacterTesting::MoveForward);
    PlayerInputComponent->BindAxis("MoveRight", this, &ACharacterTesting::MoveRight);

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

void ACharacterTesting::MoveForward(float Value)
{
    if((Controller != nullptr) && (Value != 0.0f))
    {
        const FRotator Rotation = Controller->GetControlRotation();
        const FRotator YawRotation(0, Rotation.Yaw, 0);

        const FVector Direction = FRotationMatrix(YawRotation).GetUnitAxis(EAxis::X);
        AddMovementInput(Direction, Value);
    }
}

void ACharacterTesting::MoveRight(float Value)
{
    if((Controller != nullptr) && (Value != 0.0f))
    {
        const FRotator Rotation = Controller->GetControlRotation();
        const FRotator YawRotation(0, Rotation.Yaw, 0);

        const FVector Direction = FRotationMatrix(YawRotation).GetUnitAxis(EAxis::Y);
        AddMovementInput(Direction, Value);
    }
}

在UE4 Editor中創(chuàng)建CharacterBase子類BP_Character，給角色選擇mesh

6.png

創(chuàng)建AnimBlueprint,命名為AnimBP_Character,設(shè)置角色相應(yīng)的動畫。

7.png

這里只需要locomotion就夠了，把locomotion連接到output pose上即可

8.png
9.png
10.png

角色基本設(shè)置完成。

2.GAS系統(tǒng)基礎(chǔ)配置

  1. 使用GAS系統(tǒng)首先需要在Plugins中Enable插件Gameplay Abilities
11.png

然后在ProjectName.Build.cs中，添加三個依賴，分別是GameplayAbilities, GameplayTasks, GameplayTags

PrivateDependencyModuleNames.AddRange(new string[] { "GameplayAbilities", "GameplayTags", "GameplayTasks" });

然后Build Solution

2. 添加ASC

打開CharacterBase.h

創(chuàng)建Ability System Component，這里需要繼承一個接口，然后實(shí)現(xiàn)接口中的純虛函數(shù)GetAbilitySystemComponent()，它的作用是返回AbilitySystem，這個函數(shù)的作用是在不知道當(dāng)前角色是否具有AbilitySystem的時候時，我們就可以調(diào)用這個函數(shù)，而不需要使用Cast_To

UCLASS()
class GAS__API ACharacterBase : public ACharacter, public IAbilitySystemInterface
{
    //.......
public:
    // ......
    // Ability System Component
    UPROPERTY(VisibleAnywhere, BlueprintReadWrite, Category="CharacterBase")
    UAbilitySystemComponent* AbilitySystem;

    virtual UAbilitySystemComponent* GetAbilitySystemComponent() const;
}

GetAbilitySystemComponent()實(shí)現(xiàn)

ACharacterBase::ACharacterBase()
{
    //......
    AbilitySystem = CreateDefaultSubobject<UAbilitySystemComponent>("AbilitySystem");
}

// override AbilityInterface virtual function
UAbilitySystemComponent* ACharacterBase::GetAbilitySystemComponent() const
{
   return AbilitySystem;
}

這樣子Character就擁有了Ability System Component了。

3.接下來實(shí)現(xiàn)一個方法可以給ASC添加Ability，這個功能可以在BP中調(diào)用。

// Add Ability to Character
    UFUNCTION(BlueprintCallable, Category="Ability System")
    void GiveAbility(TSubclassOf<UGameplayAbility> Ability);

實(shí)現(xiàn)

void ACharacterBase::GiveAbility(TSubclassOf<UGameplayAbility> Ability)
{
    if(AbilitySystem)
    {
        if(HasAuthority() && Ability)
        {
            AbilitySystem->GiveAbility(FGameplayAbilitySpec(Ability, 1));
        }
        AbilitySystem->InitAbilityActorInfo(this, this);
    }
}

藍(lán)圖中調(diào)用的例子

12.png

4.創(chuàng)建和實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的AttributeSet

在第一步我們實(shí)際上還用不到Attribute，但方便起見還是先創(chuàng)建一下。命名為AttributeSetBase

13.png

打開。這里我只展現(xiàn)了創(chuàng)建Attribute：Health和MaxHealth的方法。

最前面的define是一種mecro方法，它在AttributeSet中實(shí)現(xiàn)，它可以自動地幫你實(shí)現(xiàn)Attribute的getter, setter等方法。

attribute需要一個ReplicatedUsing方法。

   #define ATTRIBUTE_ACCESSORS(ClassName, PropertyName) \
   GAMEPLAYATTRIBUTE_PROPERTY_GETTER(ClassName, PropertyName) \
   GAMEPLAYATTRIBUTE_VALUE_GETTER(PropertyName) \
   GAMEPLAYATTRIBUTE_VALUE_SETTER(PropertyName) \
   GAMEPLAYATTRIBUTE_VALUE_INITTER(PropertyName)
/**
 *
 */
UCLASS()
class GAS__API UAttributeSetBase : public UAttributeSet
{
   GENERATED_BODY()

public:
   UAttributeSetBase();

   virtual void GetLifetimeReplicatedProps(TArray<FLifetimeProperty>& OutLifetimeProps) const override;

   // Health and MaxHealth
   UPROPERTY(VisibleAnywhere, BlueprintReadWrite, Category="Abilities", ReplicatedUsing=OnRep_Health)
   FGameplayAttributeData Health;
   ATTRIBUTE_ACCESSORS(UAttributeSetBase, Health);

   UFUNCTION()
   virtual void OnRep_Health(const FGameplayAttributeData& OldHealth);

   UPROPERTY(VisibleAnywhere, BlueprintReadWrite, Category="Abilities", ReplicatedUsing=OnRep_MaxHealth)
   FGameplayAttributeData MaxHealth;
   ATTRIBUTE_ACCESSORS(UAttributeSetBase, MaxHealth);

   UFUNCTION()
   virtual void OnRep_MaxHealth(const FGameplayAttributeData& OldMaxHealth);
};

void UAttributeSetBase::GetLifetimeReplicatedProps(TArray<FLifetimeProperty>& OutLifetimeProps) const
{
   Super::GetLifetimeReplicatedProps(OutLifetimeProps);

   DOREPLIFETIME_CONDITION_NOTIFY(UAttributeSetBase, Health, COND_None, REPNOTIFY_Always);
   DOREPLIFETIME_CONDITION_NOTIFY(UAttributeSetBase, MaxHealth, COND_None, REPNOTIFY_Always);
}

void UAttributeSetBase::OnRep_Health(const FGameplayAttributeData& OldHealth)
{
   GAMEPLAYATTRIBUTE_REPNOTIFY(UAttributeSetBase, Health, OldHealth);
}

void UAttributeSetBase::OnRep_MaxHealth(const FGameplayAttributeData& OldMaxHealth)
{
   GAMEPLAYATTRIBUTE_REPNOTIFY(UAttributeSetBase, MaxHealth, OldMaxHealth);
}

最后一步是把AttributeSet添加給角色。

UPROPERTY(VisibleAnywhere, BlueprintReadWrite, Category="Abilities")
    UAttributeSetBase* AttributeSet;

AttributeSet = CreateDefaultSubobject<UAttributeSetBase>("Attribute Set");

OK，到這一步角色的基礎(chǔ)GAS配置就完成了

5.測試

創(chuàng)建一個GameplayAbility類的藍(lán)圖，命名為BP_Test

14.png

打開后，這里完成的是啟動ability，打印一個hello在屏幕上，然后結(jié)束Ability

15.png

然后打開角色的藍(lán)圖，在beginplay中調(diào)用GiveAbility函數(shù)

16.png

點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，啟用ability。

17.png

運(yùn)行游戲，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵應(yīng)該就可以看到Hello了。

18.png
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