要求

大作业+各课程课后小作业
自愿完成提交
大作业：基于UE5 FPS模板，
缺勤超过了两次无法获得，每次上课不小于30min
QA问答通过
鼓励分享笔记

UE入门

了解和熟悉UE的基本知识和方法论

UE学习途径和方法的介绍
UE编辑器使用和编程技巧
UE引擎工具了解
源码编译UE5，新建一个C++工程，进行简单场景编辑和工程设置
编译并构建安装包，能够在安卓平台游戏安装包

程序：游戏性、周边系统、工具、性能分析、引擎
美术：原画、建模、地编、动画、特效
策划：数值、关卡、系统、剧情、战斗
其余：音频、安全、运营、发行、账号

游戏引擎简介

什么是游戏引擎？
游戏引擎：专门为游戏而设计的工具及科技的集合
游戏由数据驱动、可重用、不包含游戏内容
特性：通用性与偏向性、可扩展性、完善工具链
游戏引擎架构：
游戏子系统（动画、渲染引擎、游戏基础引擎、物理引擎、资源管理）|世界编辑器|工具
核心系统
平台独立层
第三方SDK
OS
驱动
硬件
常见的游戏引擎有哪些？
UE：
渲染品质高，电影级别PBR渲染，先进的着色模型；美术制作有成熟的美术资产制作管线
C++与蓝图：性能与可视化编程并重
开发周期友好：例如有基于射击类的GamePlay框架
跨平台：移动、主机、PC、VR
开源：有利于技术提升和定制化改造
Unity：
一些手游
CryEngine:
户外的森林、植被有优势
开源
德国引擎
孤岛惊魂
Open 3D 引擎：
较新的开源引擎
Source2：
2015年起源2，从Quake发展而来，未开源
寒霜引擎：
EA内部引擎，战地、星球大战、FIFA
顽皮狗、R星、育碧各自自研引擎
IW Engine
动态面光、布娃娃
游戏引擎渲染：
Deferred和Forward
书籍：Real-Time Rendering
GAMES101 + 202
Mobile游戏渲染：
手机端的GPU和CPU共享主内存，但GPU上仍然有少量紧张的片上内存，但片上内存处理速度快
主要在于芯片和带宽差距大，必须分片（Tile）
分成一格格地进行渲染
Immediate Mode Rendering
注意利用片上内存（显存），而非主存和片上内存（显存）交换
Tile Based Rendering
Tile Based Deferred Rendering
游戏引擎物理：
Havok，被Intel、微软收购，CPU友好
PhysX: 被NVIDIA收购，GPU友好
Bullet：最早开源，用于GTA5，荒野大镖客
物理引擎包含的内容：碰撞检测、动态约束、刚体物理、车辆物理、布娃娃系统
UE内部有Chaos物理引擎，用于实时电影视效级的破坏，破坏都是预处理好的

UE介绍

UE引擎是什么样子？
学习UE该如何入手？
2.1 背景介绍
1998年UE1
03UE2
06UE3
2012腾讯投资
14UE4
21UE5
每次更新伴随着游戏的推出
Tim Sweeney
学习资料：UE Youtube官方账号和B站
知乎：虚幻引擎
2.2 Launcher
可以从Samples的示例入门，MarketPlace是商城
Library
Windows 3歌
2.3 Editor
不仅是一个世界编辑器、管理整个游戏资产数据
全英文，然后不要写test
MyProject.uproject工程文件
Target.cs游戏设置，编辑器跑的设置
Build.cs一个DLL
Play In Editor
Platform上打包
游戏世界编辑器的典型功能：
地图关卡的创建和分层
可视化游戏世界
File new level创建地图
QE升高或降低视角，选中物体按F聚焦在所选物体上
调整相机速度 Camera speed
下拉小三角，书签功能，记录相机视角朝向
Game View隐藏线框
ctrl多选和Show中，每个地图也能单独隐藏
物体都能在面板上搜索，加号或减号排除？
片选，顶视图
透视视图，ctrl+alt区域框选
选中物件后，物件有属性，坐标位置、材质、模型等
世界坐标系和局部坐标系的切换，地球图标和小Cube图标
End：中心贴地，alt+end：轴心贴地
shirt+end:碰撞盒贴地

快速迭代：
世界编辑器在游戏子系统的上层，所以可以直接Play in Editor
Volume
空气墙或触发器？
光源
直接光、点光源、面光源
Content Browser:
资源管理
Content目录下文件结构与Windows资源管理器磁盘结构一一对应
非UE资源不要放入
使用资源迁移工具来保证内部资源之间的相互引用关系不丢失
Asset Actions

Derived Data Cache
导入数据的二次加工，压缩贴图、Shader code、Optimized meshes
DDC转化为不同平台的表示
资产命名规范，什么类型资源加
ue4-style-guide命名规范文档
Project项目结构：
Project-Levels-Sub-Levels-Actors-Component
了解哪些是临时文件夹
World：
主关卡
Level：
关卡是用户定义的游戏区域

Actor：
可放入关卡中的对象都是Actor
Actor是支持三维转换的泛型类，C++AActor基类
Actor里真正有功能的是Component，

Project工程设置：
World Settings：游戏地图，GamePlay相关设置
Project Settings：在哪里打包，什么输入
工程每一项都要慢慢看，看明白
打包成安卓包，Android和Android SDK版本
Android Studio安装即可

UE源码：
Epic和Github绑定，选UE5.4版本
首先搞清楚UE的启动,pre_init,post_init
感兴趣哪个模块就看哪个模块
运行Setup.bat下载依赖文件
运行GenerateProjectFiles.bat生成工程文件
生成项目文件后，编译通过UBT完成
UBT调用UHT预处理头文件，解析头文件中引擎相关类元数据，产生胶水代码
调用特定平台普通C++编译器，正式开始编译
工程目录结构：
最重要的是Templates
/Engine和/MyProject
/DDC和/Intermediate可删除
/Plugin扩展
build.cs里修改配置
模块：
Developer
Editor
Runtime
ThirdParty
Plugins
Programs
Module依赖关系：
Runtime不能依赖于Editor和Developer
Plugin之间最好不要互相依赖
Engine模块游戏类和引擎框架类（Game Mode）
UMG：UE UI模块
Slate和SlateCore底层UI模块
Core模块：基础功能
UE的main loop在LaunchEngineLoop.cpp

UE编程技巧

开发新游戏从0开始吗？
UE用什么语言来编程

3.1 游戏框架
Game中定义GameMode和GameState，游戏模式类负责正在进行的游戏规则
游戏状态：全局，关于游戏进行到哪里了
玩家状态：
PlayerController和AIController
Pawn为占用的角色，是Actor的一个子类，充当游戏中的生命体
Character是Pawn Actor的子类，用作玩家角色
Controller、Camera、Character
3.2 蓝图与Lua
蓝图为UE写的一个可视化编程，UE蓝图交给虚拟机执行
Level Blueprint
自动创建，每个Level一个
生命周期是整个关卡存在的时间
监听Level级别的事件
BLuePrint Class
自己可以随意添加，也可以继承C++类
蓝图里有一系列事件
Blueprint与C++之间的成员变量反射系统，蓝图打勾Use Offset
C++和蓝图之间可以相互函数调用
BluePrint容易形成蜘蛛网
使用原则：
用于数值配置
用于简单的效果展示
用于特别简单的逻辑，比如代码不超过简单的范围
Lua
slua和unlua，通过unreal的反射能力，导出蓝图接口和静态C++接口给lua语言
支持Lua到c++
3.3 C++
在UE里通过C++类向导创建
T-模板类的前缀
U-继承自UObject的类前缀
A-
不建议使用C++原生类型，基本能用UE提供的类型，就用UE提供的类型
例如UObject
C++调试，正常Debug:该配置在调试配置中同时构建引擎和游戏代码, DebugGame，Development, Shipping
要有一些define宏
OptimizeCode = CodeOptimization.Never
#ifdef clang
Android平台机调试
可以直接用AGDE插件

引擎工具

了解和学习资料
日志
UE_LOG()
可视化日志
UE_VLOG
游戏运行~键打开控制台输入窗口，Mobile使用四指同时滑屏操作
可以输入
Stat FPS
Stat Engine

学习资料：
Youtube B站 知乎
官网主页 论坛 WIKI 问答中心（UDN为公司支持）
官方文档 资源文档 AIP
GitHub 商城， Launcher

-----------------编译源码
绑定账号
git clone
git checkout
运行setup.bat
运行generate生成工程文件，2022编译运行

游戏模式

好游戏和精品游戏

精品游戏 = 仿真 + 抽象

什么是游戏模式？
游戏世界里组织数据和运作规则的方式
即考虑这些物体有什么共同点？什么不同点？如何抽象？
世间万物以什么规则运行？
数据如何组织、描述？

UE模式框架

万物之源：UObject
元数据、反射生成、GC垃圾回收、序列化、通用的属性和接口
A开头，U开头，F开头等，都是虚幻C++规定的前缀

物体的表达：Actor + ActorComponent
EC架构（Entity-Component Framework）
一个实体和多种能力组合的设计模式

  • SceneComponent赋予Actor空间变化信息

FTransform：Location、Rotation、Scale
即Actor，身怀其Component，为玩家上演精彩的游戏

世界的表达：UWorld + ULevel
平行世界：GameWorld、PIEWorld、PreviewWorld
关卡构成：主干卡PersistentLevel + 子关卡
关卡加载：LevelStreaming流式异步加载

  • WorldPartition（UE5）
  • WorldComposition
  • LoadByLogic
    关卡大小和加载距离：LevelBounds和StreamingDistance分层
    关卡蓝图LevelScriptActor：定义关卡规则

世界之上：UGameInstance + UEngine
UGameInstance：信息存在于整个游戏生命周期，不随着地图的切换和销毁，非常适合非业务逻辑的全局管理操作，如全局UI、设置、预加载
UEngine：管理UGameInstance，拉起游戏重要流程<-有一些重要函数

UE游戏模式中的重要对象

AActor：游戏中最重要的实体
根组件RootComponent提供世界变化信息
Actor作为网络同步的基本单位
标志所有权的Owner指针
标志本地权限的Role枚举

Actor生命周期：
关卡内摆放的静态Actor
SpawnActor创建的动态Actor：本地Spawn；网络序列化
可查阅UE文档的生命周期示意图

重要生命周期函数
BeginPlay,EndPlay，Tick（时间滴答，即帧），每一帧都要处理相应的逻辑，但也不能过多的放在Tick中处理导致处理时间延长而反映出卡顿的情况？

EndPlay后有PendingKill标记，GC完成收尾工作，注意有效性的判断

APawn：可操控的棋子
APawn继承自AActor，最重要的是可以被Controller控制，基础的输入、移动框架支持

APawn常用派生类：
ADefaultPawn：简单球形碰撞、简单外显、简单移动组件、基础的键盘手柄映射
ASpectatorPawn：去掉外显，移动组件替换成忽略时间缩放的USpectatorPawnMovement

ACharacter：人形角色
近似仿真人形的胶囊体碰撞盒UCapsuleComponent，在保证一定真实性的同时，节约性能
骨骼模型：动画蓝图赋予人物生动表现
人物移动组件：配合胶囊体完成多种仿真移动计算；提供Custom自定义移动模式供扩展；网络游戏移动同步架构-主控端预表现，服务器端校验，模拟端预测

AController和APawn双向奔赴
Possess和PossessedBy，从此你就是个有主的Pawn了
Controller、PlayerState指针赋值
网络游戏中Role的改变

APlayerController：操控APawn
UInputComponent绑定输入映射
APlayerCameraManager：通过ViewTarget上相机臂作用后的UCameraComponent计算相机位置
AHUD（heads-up display，头显）：和UI的区别是不可交互，逐渐被更灵活的UMG取代
网络连接所有权：注意仅在主控端以及服务器端存在PlayerController

AGameMode：游戏模式
仅服务器拥有，掌控整体游戏流程
定义游戏模式用的基础类型
纯服务器逻辑的运作
AGameModeBase是所有GameMode的基类
AGameMode是AGameModeBase的子类，更适用于标准对抗类游戏，如多人射击游戏

AGameState游戏状态
所有端都共享的游戏数据
也存在一个AGameStateBase

APlayerState
所有端都共享同步的游戏数据，PlayerState（所有本地玩家的数据）、Character、Controller的职责区别

官方FPS示例Demo缺陷：部分没有存在网络同步
PlayerController只做了输入映射配置

Character输入绑定行为有跳跃，移动，看
Character创建默认组件

拾取物Overlap交互

武器组件

UE的C++规范

通用代码规范

代码规范：

  • 一系列该语言编写的指导方针
  • 覆盖缩进、注释、命名、空格使用、换行等等方面
  • 由团队/组织/公司制定

作用：

  • 代码需要长期维护，无论是交给自己或是别人
  • 一致的风格降低团队其他成员阅读成本
  • 降低复杂度

命名例子：

格式：
缩进 4空格
换行，用空行将代码片段分开
if
endif 宏

UE5的C++代码规范

可以查阅UE官方开发文档
命名：

  • 变量名通常大驼峰式，bool类型须加b前缀
    开头字母：
  • T：模板类
  • U：继承自UObject
  • A：继承自AActor
  • S：继承自SWidget
  • I：抽象接口类
  • E：枚举
  • b：布尔变量
  • F：其他类

引用传入可能修改的函数变量：加Out前缀
bool
TCHAR
int8~64及uint64
float
double
PTRINT

UE中的uint8 bNetTemporary:1，冒号1代表只用一个bit

基础类型：uint64等
字符串类：使用UE定义的FString/FText/FName/TCHAR等
容器类：避免使用STL，使用UE定义的TArray/TMap等

命名空间

  • UnrealHeaderTool仅支持全局命名空间的类型
  • 尽量不要在命名中使用

C++11：

  • 使用nullptr表示空指针
  • Lambda函数须明确指出返回类型
  • 不要使用auto，除了在Lambda函数、迭代器声明、模板中类型推导(即IDE不一定能解析出auto类型)

可以借助辅助工具，标注出不符合规范的代码

UE5中的标识符

Metadata Specifiers：如UCLASS、USTRUCT
大钊视频
https://github.com/fjz13/UnrealSpecifiers/blob/main/Doc/zh/Main.md

UMG系统

UE中的UI实现

UI是用户界面的缩写，指的是用户与设备、软件或应用系统进行互动的界面。UI设计的目的是让用户能够直观、便捷地使用系统和功能。
UI不仅包括了屏幕上的按钮、图标、文字、菜单、颜色、布局等视觉元素，还涵盖了用户与系统之间的交互方式

游戏中的UI更注重沉浸感和视觉冲击力，传递信息的同时要增强玩家的游戏体验。且游戏UI更侧重于动态性和交互性。同时，UI要与游戏整体美术风格匹配，以更有沉浸感。

SlateUI是虚幻引擎底层的UI框架，用于构建和管理用户界面，是虚幻引擎中所有UI的基础，使用相对复杂，需要编写大量的C++代码。

SlateUI很麻烦，所以产生虚幻的UMG系统

Unreal Motion Graphics，虚幻引擎的可视化UI工具，基于Slate构建。
它通过可视化的蓝图系统让开发者和设计师可以不用编写C++代码
所以UMG相当于对Slate作了易用性封装

UMG功能简介

UMG编辑器有一个画布

动画轨道：编辑控件动画

使用按钮，滑动条，输入框等交互元素获取玩家输入以达到交互目的

布局调整及适配：通过合理的布局以美化UI整体效果

C++绑定蓝图控件

创建HUD类并在GameMode中设置以展示UI

Slot概念

骨骼动画

2D动画就是一帧一帧的图片，精灵动画

3D模型动画，有顶点动画，驱动顶点

而现阶段主角的一个网格体，顶点数量大，每次驱动无数顶点，数据量大，迭代缓慢，不可接受

所以出现了骨骼动画：
把网格体抽象出一层骨骼层

骨骼：互相连接的骨骼组成骨架结构，通过改变骨骼的朝向和位置来生成动画

蒙皮：将网格的顶点附着/绑定在骨骼是，每个顶点可以被多个骨骼控制（实际上就是随着骨骼变化，顶点变化）

UE基础资产类型

Skeleton：骨架，定义了骨骼的层级结构。骨架资源关联动画数据，骨架资源把骨骼数据关联到动画轨迹，从而驱动动画
SkeletonMesh：骨骼网格体，主要的渲染资源
PhysicsAsset:物理资产，关联各骨骼和物理世界的交互

顶层到底层

动画蓝图

分为Event Graph和Anim Graph

Event Graph：与普通蓝图的Event Graph类似，可以在BeginPlay、Tick中添加逻辑
Anim Graph：用于逐帧生成动画Pose，可以进行AnimSequence的采样、混合、骨骼变形等操作，最终产生想要的Pose

常用动画资产

Animation Sequence：
动画序列。由一系列关键帧组成的动画序列，也是最基本的动画类型，当动画执行到某个时间点时会由相邻两个关键帧融合出当前Pose

有动画叠加属性、AnimNotify（GamePlay通知）、动画曲线、AnimFrame

AnimAdditive：输出的Pose为此动画当前帧的Pose与设置的BasePose的差，AdditiveAnimType决定了此结果的Pose中骨骼变换的数据属于哪个空间。

Local Space及Mesh Space
Local Space下，Pose中保存的每个骨骼的变换数据为相对父骨骼的变换
Mesh Space下，Pose中保存的每个骨骼的变换数据为相对骨骼模型组建的变换

BlendSpace其实是由若干个Anim Sequences构成。提供了很便捷的多动画融合功能，通过传入参数值动态计算各个动画的权重输出融合后的结果，可以省去程序或者美术编写复杂的动画融合节点

Montage：蒙太奇动画。在编辑器中创建的动画资源，也由Anim Sequences组成，通过其设置的Section和Slot，可以实现一些特殊的动画控制，包括动画的智能循环、基于逻辑的动画切换等等
一个Montage可以设置若干个Slot，具体哪个slot生效，由运行时刻AnimGraph的情况决定。每个Slot可以拖入若干个AnimSequence，顺序可以按需更改。如果AnimSequence为叠加型动画，则这个Montage也为叠加型Montage
Montage可以有若干个Section，Section把整个Montage拆分成若干块，这些块之间可以自由的衔接和跳转
Montage的属性页可以设置播放时的淡入和淡出融合，使动作不会显得很突兀
如果Montage使用的AnimSequence勾选了RootMotion，则这个动画在播放过程中根骨骼的位移会使角色产生移动。这个功能要与CharacterMovement组件配合。移动组件在更新速度时会优先使用根骨骼位移来作为移动的值。
注意根骨骼动画需要客户端和服务器同时播，如果服务器不播或者时间差太多，客户端会被拉扯？

动画混合节点：
ApplyAdditive:在LocalSpace下把一个动画叠加到另一个动画上
ApplyMeshSpaceAdditive:在MeshSpace下执行叠加
Blend:把两个Pose根据Alpha参数作为权重进行混合
BlendBoneByChannel:
BlendMulti:
BlendPosesByBool和BlendPosesByInt：类似Switch case，根据参数选择哪个Pose
LayeredBlendPerBone：BlendPose可以由指定某个骨骼开始对BasePose进行覆盖，可以Local或Mesh
MakeDynamicAdditive：动态生成叠加型Pose，ApplyAdditive的反向操作，输出为两个输入Pose的差

Space Controls：空间转换，会把输入的Pose中存储的每个骨骼的变换信息全部按新的空间进行重新计算

状态机：提供了图形化方法控制动画切换，比如姿态切换、武器、跳跃等等。状态之间可以设置转换条件以及转换的融合相关数据。频繁的快速转换不适合设置太长的转换融合

IK Inverse Kinematics (逆运动学)
踩台阶或斜面
Two Bone IK UE封装好
FootIK

FABRIK:forward and backward reaching inverse kinematics

资源获取

官网商城，学习页面下载资源
adobe mixamo
www.mixamo.com

新技术：motion matching？

渲染基础

什么是渲染？
三维的东西渲染成二维的东西在图像上表现出来？
模型+纹理+光照-Shader->Picture

怎么渲染？
需要GPU管线

图形管线

传统渲染——GPU管线（光栅化管线）——实时渲染
光追：光线追踪管线，离线渲染等方面。

GPU管线如何工作：
几何处理、光栅化、像素处理

几何处理中：
顶点着色器 （细分着色器-几何着色器 可选） 投影 （坐标转换） 剪裁 屏幕映射

从模型空间转换到世界空间
还有相机空间的处理，让相机顶点作为中心，往z轴

转换矩阵：平移、旋转、缩放

细分着色器：细分三角形，增加更多顶点，增加模型的复杂度和光滑度
几何着色器：顶点变换为不同的图元、生成和删除顶点
投影：MVP的P，正交投影和透射投影
裁剪和屏幕映射

投影会导致非线性，顶点坐标不一致

光栅化：固定管线。三角形建立和三角形遍历

像素处理：像素着色器+Merger

Merger：深度测试、模板测试、像素混合、

CPU准备并绑定资源、切换渲染状态开关、传达绘制/计算命令

GPU硬件

NVIDIA Fermi架构
GPC（Graphics Processing Cluster）
每个GPC包含多个SM（Streaming Multiprocessor）
Raster Engine

一个SM里面有32个CUDA Core，16个LDST、4个SFU执行特殊
128Kb寄存器

纹理读取缓存器

移动端硬件特性：
Tile Based Rendering：
减少对内存的访问带宽，将屏幕切块，每个块先完整渲染到Tier Buffer上，再整体传回主存。
一个Render pass的所有drawcall的几何处理完全结束后，tiling处理器进行切块，再对每一块执行pixel shader process
Dual-pass Vertex Shading
两遍Vertex Shading，尽量减少不可见vertex的计算。
第一遍只处理位置，作剪裁和culling
第二遍再做完整的shader

IMR:VS->PS->Draw->混合
手机TBR：Drawcall->VS->做Tiling放到Frame Data，再作Binning Pass和Tile Buffer。

模型和纹理

模型：有序排列的点集，组成的图元（三角形）
纹理：物理空间作投影到投影空间坐标，根据对应关系函数（寻址模式），转到纹理空间坐标、再次取值可能再做转换输出

纹理放大和纹理缩小

贴图生成、SAT
LOD
虚拟几何体 Nanite

光照和阴影

PBR
BRDF
法线分布函数
菲涅尔方程
几何函数
Shadow Map
全局光照

后处理

渲染调试方法

SIGGRAPH
SIGGRAPH Course
GDC

游戏AI

从游戏角度，能模拟玩家行为和玩家进行交互的都可以算是AI

动画，是游戏AI角色的表现载体，让怪物看起来更真实

动画技术：

骨骼动画、帧动画、程序动画、Morph动画（表情等）、Curve动画、VertexShader动画

物理：提供真实世界的感知反馈，为游戏AI角色的增强效果，让AI有更丰富的感知和交互

物理引擎：场景查询、AI感知、碰撞检测、事件触发、物理约束模拟、头发模拟、流体模拟等
/p/660201778

渲染引擎：渲染画面

交互系统

玩法GamePlay：涉及游戏涉及的所有方面，包括战斗、3C、AI、玩家能力

游戏AI

AI目的：提升玩家游戏代入感和情感；
有趣，强度适中，满足玩家心理体验行为合理；
行为合理

游戏AI四大主题：
环境感知、知识管理、行为模型、寻路

结合、感知环境进行记忆然后做出行为（决策）

环境感知：视觉(SceneQuery)、听觉（Navmesh或其他数据）、将复杂环境数据转化为便于AI系统理解的简单中间数据

知识管理：通过黑板来作为数据共享（储存）、消耗大的感应结果、寻路结果、分帧Plan的部分Plan结果都可以储存？

行为模型：通过感知和记忆，利用一些逻辑来辅助决策
简单脚本——行为树——机器学习/深度学习
不同AI需求都有不同的最佳应用方案

有限状态机FA
随着项目复杂度变高，状态机越来越复杂，越来越难管理

引入分层有限状态机：在FA的基础上增加层次结构
如RPG顶层有战斗和非战斗状态，然后战斗状态下可能有攻击、防御等子状态

行为树：从根节点开始，从上到下从左到右，根据节点类型和条件来决定如何遍历树结构。当一个节点被执行时，它会根据自身的功能和返回值来影响行为树的后续执行。行为树侧重于通过组合不同类型的节点来构建行为序列
核心为选择节点和序列节点

寻路系统：DFS BFS A*
A*：把搜索拆分为H值和G值，搜索优先值为H+G
G值为耗费值，H值为预测值

Navmesh数据：体素化、点面组成的凸多边形数据

创建游戏项目

复制一个角色改名为敌兵角色，然后创建一个新的蓝图继承自AIController，命名为EnemyController。把Character和Controller关联起来。然后创建敌人的行为树，在敌人AI控制器的Being Play蓝图脚本时，执行Run Behavior Tree节点。
然后将NavmeshBoundsVolume拖到场景，调整Scale以套住关卡。一般会自动构建NavMesh，用起来很简单。
然后创建敌人AI大脑的记忆，黑板

结构问题：不要为了实现一个玩法而不计代价，不要粗暴的只管实现，不管制作流程和技术架构。

UE网络同步

计网基础

Socket：在应用层和传输层之间的一个抽象层，用Socket提供的接口（原语）做相关编程

TCP/UDP
P2P、C/S架构

C/S架构：主从式架构、所有客户端只和服务器对连，客户端之间的通信必须通过服务器。服务器性能压力大。

数据同步基础

RPC：远程过程调用。本地调用远端提供的函数/方法，因为不是一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。

远程调用，执行的函数体在远程的机器上，在另一个进程中，另一端不知道函数指针和堆栈数据
带来的新问题：
Call ID映射
序列化和反序列化
网络传输

对象序列化

类似函数ID映射，本地用到对象实例想要在另一端也能够直接使用，从而简化上层业务逻辑开发。

对象序列化将对象转换成一系列字节，这样对象容易被保存到持久存储中，或者通过通信链路传输

属性同步：我们希望对象A的某个属性修改后，其他端的镜像A对象对应的属性也需要更改。但在引擎可以让我们忽略底层细节，通过对象序列化？会自动同步，实现服务器更改，同步到其他所有客户端

游戏网络同步

同步，即多个客户端表现效果一致。对于大多数游戏，不仅客户端的表现要一致，而且需要客户端和服务端的数据是一致的。

目前同步框架主要分为帧同步和状态同步

帧同步技术：早期RTS常用的同步技术。帧同步只同步操作，其大部分游戏逻辑都在客户端上实现，服务器主要负责广播和验证操作。逻辑直观易实现、数据量少、可重播、一致性好等优点。

状态同步：同步的是游戏中的各种状态。客户端上传操作到服务器，服务器收到后计算游戏行为的结果，然后以广播的方式下发游戏中各种状态，客户端收到状态后再根据状态显示内容。状态同步实际上是不严谨的一种同步，不同玩家屏幕上表现的不一致性并不是重要指标，只要每次操作的结果相同即可。
UE本身是一个状态同步

帧同步主要写客户端逻辑

UE网络同步使用

UE网络架构：
以客户端-服务器模型为基础
实现面向对象式封装
实现网络代码和游戏逻辑完全分离
网络同步支持可视化编程
网络协议使用UDP通讯

UE网络模式：
NM_Standalone：单机游戏
DedicatedServer（DS）：即服务器(状态同步，执行所有玩家的输入)
ListenServer：监听服务器，即一个本地玩家，他既是服务器，也是客户端（早年）
Client：客户端

Play as Client，会默认启动一个服务器（DS）

Actor的复制：Actor是UE网络同步核心，所有的数据同步都是围绕Actor展开的。服务器保留一份Actor列表并定期更新客户端，以便客户端保留每个Actor的近似副本

Actor提供的同步能力：
创建和销毁
移动
属性（最复杂的就是数组）
组件
子对象
远程程序调用

可以在蓝图或者通过C++代码设置Actor可以被复制
代码实现，在构造函数里，将bReplicates=true，
角色移动同步，则将CharacterMovement->SetlsReplicated(true)（将移动设置同步）

蓝图在引擎里相应勾选

Actor有Role之分
Role_None、SimulatedProxy（模拟）、Role_AutonomousProxy（主控）、Role_Authority(权威)

服务器一般里面Role是权威，但可能受客户端某个Actor控制，该Actor就是主控。而模拟只能接收来自服务器的数据

相当于我本地运行一个，我自己控制的角色就是主控，其他模拟同步的AI就是模拟

Actor属性同步，在UPROPERTY(Replicated)，还有想要回调，则使用UPROPERTY（ReplicatedUsing = my_function）

Replicating Object References 指针也能借助UE同步

RPC
UFUNCTION（Server|Client|NetMulticast，Reliable|Unreliable，WithValidation）(函数声明)
函数实现后面加Implementation | Validate (进阶概念)

支持服务器和客户端双向复制，函数复制是没有返回值的，也不支持输出型参数。

UE网络同步实现

网络结构和主要功能类

网络相关性

常用分析工具

UE为何使用UDP协议实现网络同步：游戏追求的是最终一致性，没有那么高的可靠性要求。TCP为了时序性，牺牲了时效性。

UE网络同步主要的类
NetDriver：网络管理类
NetConnection：抽象的网络连接
Packet：数据包
Channel：数据传输的管道
Bunch：管道中传输的数据串

服务器多个NetConnection,每一个对应一个客户端连接
客户端有一个ServerConnection
Connection中创建和管理Channel
Channel有ActorChannel、ControlChannel、FileChannel、VoiceChannel

每个通信包是一个Packet

Bunch是数据流通的基本单元，位流，充分利用每一个Bit。

Channel打开即发送的第一个Bunch，头部带上Open标志位，以及Channel的类型和序号。

网络分析工具：Network Profier
查看网络相关的统计数据、检索网络同步的属性和RPC、游戏运行时动态开关

还有Network Insights

FPS游戏开发基础

开端：1992年德军总部3D
CF|逆战 UE3

基础框架

FPS游戏重要元素：

  • 武器（枪械）
  • 角色
  • 玩法（模式/地图）

Weapon、3C、Gameplay
Game System（管理游戏内部模块，例如网络、商业系统）
GameCore、Third Party Library
Game Engine
OS

武器系统

具体例子，具体分析。
以CF手游背包为例，分为主武器、副武器、近战、投掷物

但技术内部，还是按功能/种类划分。
如按种类划分为步枪、狙击枪、手枪、手雷等

按程序逻辑分可能还有InstantHit和Projectile等

关键基础组件：

  • 物理引擎：PhysX（开源）、HavoK（商业）、Bullet（开源）。使用物理引擎一部分是为了命中，还有场景的移动、碰撞、命中检测、受击检测、布料模拟等。
  • 弹道模型：射一梭子，然后根据时序划线分析。影响弹道的因素主要有主视角角度、后坐力、连发数、精准度、散发度（运动姿态）

后坐力第一枪有一个基准值，然后随着连发数可以线性增加，直至稳定（设计）
AK和MP5弹道表现不同，可以通过更改基准值、后坐力最值、多少连发数收敛

主弹道子弹射出方向=主视角角度+后坐力+精准度+散发度
后坐力、精准度、散发度与具体武器相关，通过配置参数与公式计算得出

例如某一散发度公式：散发方向=随机数*散发度*水平/垂直方向

如果去掉垂直后坐力最大限制：弹道不断上抬上天

InstantHit Weapon开火流程：
射程内是否击中物体：未击中则根据连发数计算新的后坐力角度，进入下一次射击。击中的话则根据相应规则计算伤害，再判断是否穿透该物体，穿透则穿透数+1继续判断还有没有击中物体，否则根据连发数计算新的后坐力角度，进入下一次射击。

武器系统框架：
继承或组合
继承示例：
Inventory->Weapon->
组合：
WeaponFireComponent:分为Instant、Melee、Placing、Projectile等不同开火组件

通过状态机控制武器的状态：
枪械可能有闲置、开火、换弹、检视等

3C System

最早由育碧提出的游戏设计概念
Camera（相机）：玩家通过它观察游戏世界，获得体验感和沉浸感
Character：具有一定的能力和行为，玩家可以扮演或观察
Control：控制，为玩家提供不同方式、不同体验的交互

Character技术要点：

  • 表现方面（外观）：Mesh、贴图、材质、动画、物理
  • 逻辑方面：走跑跳
  • 角色状态的设计与转换
  • 细节问题

Camera技术要点：

  • 渲染顺序（避免穿模等）
  • FOV（UE只有）
  • 碰撞、位置控制
  • 屏幕效果

Control技术要点：

  • 设备与手感
  • 手游适配问题：同样代码iOS与Android灵敏度不同、不同Android手机，灵敏度不同；
  • 辅助瞄准
  • 硬件功能

其他技术点：
网络同步：帧同步、状态同步

FPS：状态同步

选择：客户端预表现 还是 等服务器确认

例如投掷手雷：
客户端预表现：客户端手雷直接扔出去
等服务器确认：两个延时，上行和下行，要求网络环境

客户端预表现：一次延时

Peeker’s Advantage：
移动还是静止

移动先看到静止的

A移动，B静止，世界状态一致。
A移动，移动的过程存在延时，要先发给服务器，服务器再发给B，告诉B，A移动了。所以两次延时后，A移动的情况才会发生在B玩家的客户端中。
但A玩家移动时，因为B玩家是静止的，本身已经在世界状态中，所以移动出去就看到了。主要是两次延时的问题。

关键开火要等服务器确认。
但不是所有情况都是客户端预表现或者服务器确认。例如换弹，没必要等服务器确认。而手雷爆炸，预表现的性能也不是很好。

反外挂：
外挂分类：

  • 定制外挂：专用插件类
  • 通用工具：内存修改器、变速器、抓包工具
  • 辅助类：按键精灵、模拟器、虚拟机
  • 破解版：脱机挂、破解版客户端

外挂原理：
应用层：游戏逻辑部分读取逻辑坐标、修改渲染参数等，游戏引擎中读取引擎坐标、修改可见性判定（更通用）
系统层：图像渲染（修改渲染指令及过程）、声音效果（还原声源坐标）
硬件层：显卡驱动（增删显示内容）、网络通信（解密坐标协议）、内存读取

反外挂方式：

  • 服务器校验（解决位置不正确、伤害等）
  • 服务器数据下发：UE默认对所有客户端做同步
  • 客户端数据加密：
  • 客户端动态检测：

性能优化：
总览：
CPU性能优化:物理性能优化、动画优化、流程逻辑优化、Pool的使用
渲染性能优化：UI/场景优化、制定制作规范
内存优化：合理合图、资源压缩、资源分包
流量优化：减少网络总类、合并网络包
游戏卡顿优化：预加载、分帧处理

物理：主要是CPU的开销，但对于PhysiX，可能还有GPU的部分。
物理射线检测开销大，我们可以仅仅通过包围盒数据和射线数据判断是否相交，减少开销

动画：计算角色骨骼投影大小、更新LOD、更新动画，主要就是通过LOD，Tick频率随距离远近变化。遮挡也可以停止Tick

GPU Skinning：UE5渲染管线完全改成了GPU Driver的方式

渲染：CPU分发给GPU，还是剪枝。例如视锥裁剪、距离裁剪、LOD、遮挡剔除等