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Unreal ARPG笔记

news 2025/7/22 17:06:03

今天我们来拆解一个具体的基于UE5实现的ARPG Demo的内容来了解一个ARPG具体实现需要的内容。

这是一个Github上的开源项目，地址如下：Mecha-NOX/Echoes-of-the-Lost-Sands: A Soulslike RPG developed in UE5 featuring dynamic melee combat, diverse environments, and AI-driven enemies

我们先大体上把这个项目拆解成这么几个部分：

角色与战斗
敌人AI与Boss
物品与交互
环境与关卡
用户界面与体验
输入与架构支持
存档与数据管理

接下来我们来一个部分一个部分地拆解，因为这似乎是我的第一个Unreal引擎实现的Demo，所以我会添加很多UE相关的内容以及和Unity的对比。

我们先针对UE和Unity的区别有个大概的概念：

在我看来，UE和Unity最大的差异在于两个点：在底层的内容都是基于C++实现的前提下，UE为了保证性能向上封装时依然使用了C++进行封装而Unity为了方便性以及安全性考虑选择了C#进行封装，这导致了UE非常难用（比如内存管理）但是得到了极致的性能，而Unity非常好用的同时难以实现顶级的视觉效果；第二个点则是UE的蓝图系统使得UE比起Unity来说有着更强大的可视化效果，而蓝图的强大可视化也方便了诸如行为树、黑板、状态机等功能的具体部署而Unity这方面没有做的那么好。

角色与战斗

角色移动与操作

聊到角色当然得让角色先动起来，别的不说，基本的移动是必须的，然后作为一个强调动作元素的游戏，往往会多做一个锁定的功能。

具体来说，我们利用UE的Enhanced Input System来实现输入的映射，将具体的输入映射到诸如具体Move、Look、Dodge、LockTarget函数。

这里需要补充一下关于UE特有的Enhanced Input System组件。

Enhanced Input System（增强输入系统）是UE5引入的新一代输入管理框架，替代了传统的Input Mapping和Input Action系统。它提供了更灵活、数据驱动、易扩展的输入处理方式，适用于现代游戏对多平台、多设备、复杂操作的需求。

输入映射上下文（Input Mapping Context，IMC）本质上是一组输入配置的集合。通过激活不同的IMC，同一个按键可以在不同的游戏状态下触发不同的Input Action，只有当前激活的IMC才会响应输入。如果多个IMC同时激活，系统会根据优先级决定哪个IMC先处理输入。因此，IMC的最大作用是让同一个按键在不同场景下拥有不同的功能，避免输入冲突，极大提升了输入管理的灵活性和可扩展性。

回到我们的角色移动部分来，我们以角色移动的实现举例：

玩家通过键盘（WASD）或手柄控制角色在世界中前后左右移动。

void Move(const FInputActionValue& Value);
...
...
EnhancedInput->BindAction(MovementAction, ETriggerEvent::Triggered, this, &ASlashCharacter::Move);
...
...
void ASlashCharacter::Move(const FInputActionValue& Value)
{if (ActionState != EActionState::EAS_Unoccupied) return; // 只有在空闲状态下才能移动const FVector2D MovementVector = Value.Get<FVector2D>();if (Controller){const FRotator ControlRotation = GetControlRotation();const FRotator YawRotation(0.f, ControlRotation.Yaw, 0.f);const FVector ForwardDirection = FRotationMatrix(YawRotation).GetUnitAxis(EAxis::X);AddMovementInput(ForwardDirection, MovementVector.Y);const FVector RightDirection = FRotationMatrix(YawRotation).GetUnitAxis(EAxis::Y);AddMovementInput(RightDirection, MovementVector.X);}
}

我们写好一个具体的Move函数之后调用EnhancedInput中的BindAction函数就可以实现一个具体的输入绑定了。

这里首先补充一下BindAction的用法：

BindAction(UInputAction* Action,           // 要绑定的输入动作（资源）ETriggerEvent TriggerEvent,     // 触发类型（如按下、松开、持续等）UObject* Object,                // 回调函数所属对象（通常是this）函数指针                        // 回调函数
)

然后是这个Move函数的含义：这个函数用于根据玩家的输入控制角色在世界中的前后和左右移动，并确保只有在角色处于空闲状态时才能移动。它会根据当前摄像机的朝向，具体来说，通过获取摄像机的Yaw朝向，计算出世界坐标下的前后和左右方向，然后将玩家输入的二维向量分别映射到这两个方向，实现角色始终相对于摄像机视角的移动。

然后可以看到Move继承自ASlashCharacter类，ASlashCharacter 类继承自 ABaseCharacter 类，而 ABaseCharacter 又继承自 Unreal Engine 的 ACharacter 类。

ACharacter：UE自带的角色基类，包含了角色移动、动画、碰撞等最基础的功能。

ABaseCharacter：自定义的基础角色类，封装了所有角色（包括玩家和敌人）都需要的通用逻辑，比如受击、死亡、属性组件等。

ASlashCharacter：玩家专属角色类，扩展了玩家特有的功能，如输入响应、拾取物品、锁定目标等。

这里说点比较宏观的内容：UE自带了哪些常用的类？

攻击与连击系统

我们的攻击系统比较复杂，支持普通攻击、连击（Combo）、蓄力攻击等多种攻击方式。

普通攻击是指玩家短按攻击键（如鼠标左键）时触发的攻击。实现流程为：按下攻击键时先检测角色是否可攻击，若可以则播放普通攻击动画（动画蒙太奇的第一个Section），在动画的特定帧通过AnimNotify启用武器碰撞，检测命中并造成伤害，动画结束后重置状态，等待下一次攻击输入。

连击是指玩家在攻击动画的“连击窗口”内连续点击攻击键，实现连续攻击。具体做法是：将攻击动画蒙太奇分为多个Section（如Attack1、Attack2、Attack3），在每个Section的合适帧插入AnimNotify以开启“连击窗口”，玩家在窗口内再次按下攻击键时记录连击输入，动画事件检测到连击输入后立即切换到下一个Section，实现流畅连招。若连击结束或未输入，动画回到初始状态。

蓄力攻击则是玩家长按攻击键，松开时释放强力攻击。实现流程为：按下攻击键时记录蓄力开始时间并进入蓄力准备状态，持续按住时角色可播放蓄力准备动画或特效，松开攻击键时计算蓄力时长，根据时长决定蓄力等级和伤害，最后播放对应的蓄力攻击动画并造成更高伤害。

这里会有一个问题：我们如何在输入映射上区分三种攻击呢？和技能不同，我们的这三种攻击往往共享一个键（比如鼠标左键）。

1. Input Action设计

创建一个“攻击”Input Action（如AttackAction）。

在AttackAction的Triggers中同时添加：

Tap Trigger：用于检测短按（普通攻击/连击）。

Hold Trigger：用于检测长按（蓄力攻击），可设置Hold Time（如0.5秒）。

2. 代码绑定

cppApplyEnhancedInput->BindAction(AttackAction, ETriggerEvent::Started, this, &ASlashCharacter::OnAttackStarted);EnhancedInput->BindAction(AttackAction, ETriggerEvent::Completed, this, &ASlashCharacter::OnAttackReleased);

3. 逻辑处理

OnAttackStarted：记录按下时间，准备进入蓄力状态。

OnAttackReleased：

判断按下时长是否小于Hold Time：

小于Hold Time：执行普通攻击或连击逻辑（根据当前动画状态和连击窗口判断）。

大于Hold Time：执行蓄力攻击逻辑（根据蓄力时长决定伤害和动画）。

4. 系统自动区分

Enhanced Input System会根据Trigger配置自动区分短按和长按，开发者只需在回调函数中根据时长和状态判断，保证逻辑不会冲突。

总结来说就是通过Enhanced Input的Tap和Hold Trigger自动区分，代码中根据时长和状态判断，保证三种输入互不冲突且响应流畅。

受击与死亡

攻击方的“攻击”主要体现在播放攻击动画和在关键帧启用武器的碰撞体，而真正的伤害判定和反馈逻辑则全部由受击方的受击函数来实现。当武器的碰撞体与角色发生碰撞时，动画事件会触发碰撞检测，系统会判断对方是否具备可被攻击的条件（如实现了受击接口或拥有特定Tag）。如果可以受击，就会调用该角色的受击函数。受击函数内部负责播放受击动画、音效、粒子特效，并通过属性组件扣除生命值，同时判断是否进入死亡状态。这样，攻击方只负责动作和碰撞的触发，所有具体的受伤和死亡反馈都集中在受击方的逻辑中实现，保证了系统的清晰和可扩展性。

受到攻击时，攻击方会调用被攻击角色的 GetHit_Implementation 函数（该函数在 ABaseCharacter 类中实现）。

在 GetHit_Implementation 中：

首先判断角色是否还活着（IsAlive()）。

如果活着，则播放受击动画（如方向性受击反应）、受击音效和粒子特效。

同时会调用属性组件（UAttributeComponent）的 ReceiveDamage 方法，扣除生命值。

void ABaseCharacter::GetHit_Implementation(const FVector& ImpactPoint, AActor* Hitter)
{if (IsAlive() && Hitter){DirectionalHitReact(Hitter->GetActorLocation()); // 播放受击动画}else Die(); // 如果已死亡则直接进入死亡流程PlayHitSound(ImpactPoint);      // 播放受击音效SpawnHitParticles(ImpactPoint); // 播放受击粒子
}

具体如何实现方向性受击反应？UAttributeComponent又是什么组件？ReceiveDamage具体怎么实现的？

void ABaseCharacter::DirectionalHitReact(const FVector& ImpactPoint)
{FVector Forward = GetActorForwardVector();FVector ToHit = (ImpactPoint - GetActorLocation()).GetSafeNormal();float DotProduct = FVector::DotProduct(Forward, ToHit);// 判断前后左右if (DotProduct > 0.7f)PlayHitReactMontage("HitFront");else if (DotProduct < -0.7f)PlayHitReactMontage("HitBack");else{float CrossZ = FVector::CrossProduct(Forward, ToHit).Z;if (CrossZ > 0)PlayHitReactMontage("HitLeft");elsePlayHitReactMontage("HitRight");}
}

在 GetHit_Implementation 函数中，传入了攻击者的位置（Hitter->GetActorLocation()）。通过计算攻击者与被攻击者之间的相对方向（攻击向量和被攻击者朝向点积判断前后，叉积Z分量判断左右），判断攻击来自哪个方位。

UAttributeComponent 是一个自定义的Actor组件（UActorComponent的子类），用于管理角色的各种属性，如生命值（Health）、体力（Stamina）、灵魂、金币等。

ReceiveDamage(float Damage) 是 UAttributeComponent 的成员函数，用于处理角色受到的伤害。

void UAttributeComponent::ReceiveDamage(float Damage)
{Health = FMath::Clamp(Health - Damage, 0.f, MaxHealth);
}

clamp函数就是“限制数值在区间内”，防止出现不合理的数值溢出或下溢。

属性与成长

属性和成长系统通过UAttributeComponent组件实现，负责所有属性的存储、变化和成长逻辑。

属性这一块其实没啥好说的，就是写一个类，然后定义一系列需要管理的属性类，写明白具体各个属性和UI的协同，各个属性的添加或者扣除的逻辑方便其他的类来调用。

// 扣除生命值
void UAttributeComponent::ReceiveDamage(float Damage)
{Health = FMath::Clamp(Health - Damage, 0.f, MaxHealth);
}// 扣除体力
void UAttributeComponent::UseStamina(float StaminaCost)
{Stamina = FMath::Clamp(Stamina - StaminaCost, 0.f, MaxStamina);
}// 恢复体力
void UAttributeComponent::RegenStamina(float DeltaTime)
{Stamina = FMath::Clamp(Stamina + StaminaRegenRate * DeltaTime, 0.f, MaxStamina);
}// 增加灵魂
void UAttributeComponent::AddSouls(int32 NumberOfSouls)
{Souls += NumberOfSouls;
}

升级（Level Up）系统的核心实现思路就是：当角色升级时，根据设定的成长公式或倍率，提升各项属性，并同步到角色的属性组件中。

武器装备与切换

关于武器和装备，我们主要考虑这么几个部分：如何拾取武器，如何装备武器，如何切换武器，以及其背后带来的属性变化。

// 武器蓝图或C++类中的碰撞事件
void OnOverlapBegin(AActor* OverlappedActor, AActor* OtherActor)
{if (OtherActor->HasTag("Player")){ShowPickupUI(); // 弹出“按E拾取”提示if (PlayerPressedE()){Player->AddWeaponToInventory(this); // 添加到玩家背包或装备栏Destroy(); // 销毁场景中的武器实例}}
}

当玩家靠近武器时，通过碰撞检测触发拾取逻辑，弹出拾取提示并在玩家按下交互键后将武器添加到背包或装备栏，并销毁场景中的武器实例。

// 玩家装备武器时
void EquipWeapon(AWeapon* Weapon)
{FName SocketName = "hand_r_socket"; // 右手插槽Weapon->AttachToComponent(GetMesh(), SocketName); // 绑定到角色骨骼的SocketEquippedWeapon = Weapon;UpdatePlayerStats(Weapon->GetWeaponStats()); // 根据武器属性更新玩家属性
}

装备武器时，将武器的Mesh绑定到角色骨骼的指定Socket（如右手），实现武器与角色动画同步，并根据武器属性实时更新玩家的相关属性。

// 玩家切换武器时
void SwitchWeapon(AWeapon* NewWeapon)
{if (EquippedWeapon){EquippedWeapon->DetachFromActor(); // 卸下当前武器}EquipWeapon(NewWeapon); // 装备新武器PlaySwitchWeaponEffect(); // 播放切换动画/音效
}

切换武器时，先卸下当前装备的武器，再将新武器绑定到Socket，并播放相应的切换反馈，确保装备和属性的实时同步与视觉表现的流畅。

而关于切换武器造成的数据变化，我们的每个武器类的具体实现就很重要了：

在本项目中，武器类通常是AWeapon，它继承自AItem，并扩展了装备、碰撞、伤害等功能。

// Weapon.h
class AWeapon : public AItem
{// ...UPROPERTY(EditAnywhere, Category = "Weapon Properties")float Damage = 20.f; // 武器伤害UPROPERTY(EditAnywhere, Category = "Weapon Properties")USoundBase* EquipSound; // 装备音效UPROPERTY(VisibleAnywhere, Category = "Weapon Properties")UBoxComponent* WeaponBox; // 武器碰撞体// 其他如特效、攻击范围、攻击速度等属性// ...
};

一般的做法是：将武器的所有数值和配置集中存储在一个数据资产（Data Asset）中，如UWeaponDataAsset，每个武器蓝图实例只需引用一个数据资产，便于批量管理和扩展。

// WeaponDataAsset.h
UCLASS()
class UWeaponDataAsset : public UPrimaryDataAsset
{GENERATED_BODY()
public:UPROPERTY(EditAnywhere)float Damage;UPROPERTY(EditAnywhere)float AttackSpeed;UPROPERTY(EditAnywhere)USoundBase* EquipSound;// 其他属性
};

具体的读取方法：

// Weapon.h
UCLASS()
class AWeapon : public AItem
{GENERATED_BODY()
public:// ...UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadOnly, Category = "Weapon Properties")UWeaponDataAsset* WeaponData;// ...
};

// Weapon.cpp
void AWeapon::BeginPlay()
{Super::BeginPlay();if (WeaponData){// 读取数据资产中的属性Damage = WeaponData->Damage;AttackSpeed = WeaponData->AttackSpeed;EquipSound = WeaponData->EquipSound;// 你可以将这些值赋给本地变量，或者直接用WeaponData->Damage等}
}

这里我补充一下UE中关于蓝图和C++脚本的区别：

蓝图（Blueprint）是Unreal Engine（UE）独有的可视化脚本系统，本质上是对C++类的可视化扩展和包装。

如何理解这里的编译执行和解释执行呢？

这里补充一下Lua和C#：

C#的执行方式确实比较特别。它不是像C++那样直接把源码编译成机器码，而是先将源码编译成中间语言（IL，Intermediate Language），然后在程序运行时由虚拟机（如.NET CLR或Mono）通过JIT（Just-In-Time）即时编译，把中间语言动态转换成机器码执行。这样做的好处是，C#的运行效率比纯解释型语言（如Lua、蓝图）高很多，同时又保留了跨平台和一定的灵活性。缺点是首次运行某段代码时会有JIT编译的开销，但之后如果代码未变，运行速度接近编译型语言。

而Lua和UE蓝图则属于典型的解释执行：它们通常把源代码或节点转换成中间格式（字节码），然后由虚拟机逐行（Lua）或逐节点（蓝图）解释执行。这样虽然灵活、易于热更新，但运行效率比C#和C++低。

既然都说到这里了，我们为何不学习一下Mono具体是什么？

这里我们又引出一个问题了：Mono内存是什么？不要问我为什么问这个问题，因为我面试刚被提问。

那既然都了解了Unity的内存管理机制，怎么能不来了解了解UE的呢？

UObject GC：定期扫描所有UObject引用树，自动回收无主对象，防止内存泄漏。

资源自动管理：资源对象（如UTexture、USoundWave等）由UE资源系统自动加载和释放。

手动管理：非UObject的C++对象、第三方库对象等，需开发者手动释放。

Unreal Engine的内存分层主要包括：UObject GC层（自动回收）、原生C++内存（手动管理）、资源内存（自动/手动管理）等。它不是纯C++的“野生”内存管理，而是结合了反射、GC和资源系统的现代化内存管理体系，既有高性能也有较好的安全性。

一句话总结：UE会自动回收所有UObject及其资源对象的内存（通过GC和资源管理系统），而非UObject的普通C++对象和第三方内存则需要你手动管理和释放。

敌人AI与Boss

敌人AI需求的功能无非巡逻、感知玩家、状态机切换、攻击动画等等，通常来说会用行为树实现。

这里我想先介绍一下关于状态机和行为树的区别：

在UE中具体如何实现状态机和行为树呢？

答案当然是有现成的。

在Unreal Engine（UE）中，状态机通常通过动画蓝图的可视化状态机系统实现角色动画的切换（如待机、奔跑、攻击、死亡等），而游戏逻辑中的状态机则多用枚举变量配合蓝图或C++代码实现状态的判断与切换；行为树则通过内置的Behavior Tree和Blackboard资源，在可视化编辑器中拖拽节点搭建AI决策逻辑，并由AIController加载和运行，支持复杂的AI行为、条件判断和优先级控制，两者都可以结合蓝图和C++进行自定义扩展。

如何抉择呢？

这个项目中，我们的普通敌人使用简单的状态机而BOSS则使用行为树实现。

状态机的内容我就不再赘述，我就随便拿一部分内容举例：

// 状态管理
void AEnemy::Tick(float DeltaTime)
{if (IsDead()) return;if (EnemyState > EEnemyState::EES_Patrolling){CheckCombatTarget(); // 追击或攻击}else{CheckPatrolTarget(); // 巡逻}
}// 感知玩家
void AEnemy::PawnSeen(APawn* SeenPawn)
{EnemyState = EEnemyState::EES_Chasing;CombatTarget = SeenPawn;
}// 攻击逻辑
void AEnemy::Attack()
{if (CanAttack()){PlayAttackMontage();EnemyState = EEnemyState::EES_Attacking;}
}// 受击与死亡
void AEnemy::GetHit_Implementation(const FVector& ImpactPoint, AActor* Hitter)
{ShowHealthBar();HandleDamage(DamageAmount);if (!IsAlive()){Die();}
}

状态机会在在Tick函数中根据状态执行不同逻辑，这里的Tick函数有必要补充一下：

当然，既然聊到生命周期函数，我们当然不能绕开一个特殊的存在——协程。

很遗憾UE没有Unity类似的协程机制，但是UE可以直接设置定时器或者通过异步任务来执行异步操作。

补充一下这个执行顺序的问题，问就是刚被面试问到然后不知道。

然后是具体行为树的实现，这个东西作为一个可视化编辑的组件，用文字显然不太好陈述，我这里放一个官方的教程链接，大家自行查看吧：虚幻引擎行为树快速入门指南 | 虚幻引擎 5.6 文档 | Epic Developer Community

然后这里我还需要再补充一个内容，关于UE的敌人的感知系统：

AI感知系统是Unreal Engine为AI角色提供的一套“感知世界”的机制，它让AI能够像人一样“看到”、“听到”或“感受到”玩家和其他目标，从而实现如发现玩家、追击、躲避、响应声音等智能行为，大大简化了复杂AI的开发流程。

其用法如下：

其执行流程如下：

感知组件会在每一帧自动检测周围环境，根据配置的感知类型（如Sight、Hearing）扫描目标。

视觉感知会检测所有在视野范围和角度内、未被遮挡的目标。

听觉感知会检测范围内的声音事件（如玩家奔跑、开枪等）。

检测到目标后，感知系统会生成“感知刺激”（Stimulus），并通过回调函数通知AIController或角色。

AI可以根据感知到的刺激类型、强度、持续时间等信息，做出相应的决策（如追击、警觉、逃跑等）。

在Unreal Engine中，只需给敌人添加感知系统（如AIPerceptionComponent），并给玩家等目标添加刺激源（如AIPerceptionStimuliSourceComponent），就能让敌人自动感知玩家。当敌人感知到刺激源时，感知系统会生成刺激（Stimulus），并通过回调函数（如OnTargetPerceptionUpdated）通知AI。你可以在回调中更新黑板（Blackboard）中的变量（如“TargetActor”），行为树会根据黑板变量自动切换到追击、攻击等相关节点，实现完整的智能敌人AI感知与决策流程。

物品与交互

我们所有的物品继承自一个自定义的类AItem类，而AItem类继承自AActor类。

物品具体的交互逻辑正如我之前所言，通过碰撞检测来做。

// 物品拾取
void AItem::OnSphereBeginOverlap(UPrimitiveComponent* OverlappedComponent, AActor* OtherActor, ...)
{IPickupInterface* PickupInterface = Cast<IPickupInterface>(OtherActor);if (PickupInterface){PickupInterface->SetOverlappingItem(this); // 玩家可拾取}
}// 玩家按下E键
void ASlashCharacter::EKeyPressed()
{if (OverlappingItem){OverlappingItem->OnPickedUp(this); // 执行拾取逻辑}
}

这里又不得不提一下Unity和UE的碰撞检测相关的函数对比了：

大致的角度上来说，Unity中的Collision就是UE中的Hit，Unity中的Trigger就是UE中的Overlap。

环境与关卡

具体如何设计环境和关卡我不介绍，那是策划的内容，我在这里主要介绍的是UE中相关的组件。

首先，UE的每一个场景就是一个关卡（.umap文件），UE支持关卡的流式加载（Level Streaming）：

开发者可以在主关卡中通过蓝图节点（如“Load Stream Level”和“Unload Stream Level”）或C++代码（如UGameplayStatics::LoadStreamLevel）主动控制子关卡的加载和卸载。通常在玩家靠近某个区域、触发某个事件或满足特定条件时，动态加载需要的子关卡，离开时再卸载，适合需要精确控制关卡内容的场景切换和事件驱动型关卡管理。

又或者在主关卡中放置Level Streaming Volume体积，并将其与子关卡关联。当玩家进入该体积区域时，关联的子关卡会自动加载，离开时自动卸载。无需手动编写逻辑，适合大世界、房间、地牢等区域化场景的无缝切换，极大简化了大地图的内容管理和性能优化。

更详细的关卡流式加载的内容可以看这篇知乎：(99+ 封私信 / 80 条消息) 虚幻UE5基础知识-关卡流送（Level Streaming） - 知乎

我们还可以实现Packed Level Instance，将关卡作为实例化对象嵌入到主世界，实现地牢、房间等模块化设计。

虚幻引擎中的关卡实例化 | 虚幻引擎 5.6 文档 | Epic Developer Community

最后的世界分区嘛，我其实都已经介绍过了，这个内容比较复杂，我这里多放几篇文献：

虚幻引擎中的世界分区 | 虚幻引擎 5.6 文档 | Epic Developer Community

(99+ 封私信 / 80 条消息) UE5 World Partition不完全指南 - 知乎

然后是环境方面的组件，这个部分我个人觉得不太涉及到代码，大家自行查阅吧。