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虚幻4引擎走向免费之路的不得已
时间: 来源: 作者:小四 热度: 154 次
对于许多独立游戏开发者或小型游戏厂商来说，虚幻4引擎无缝是一座巨山，其高昂的开发成本以及前期的引擎投入让许多开发望而却步。近日Epic宣布将把虚幻4引擎免费化面向所有游戏开发者，独立游戏开发者以后可以制作出更加精美画面的游戏。
对于许多独立游戏开发者或小型游戏厂商来说，虚幻4引擎无缝是一座巨山，其高昂的开发成本以及前期的引擎投入让许多开发望而却步。近日Epic宣布将把虚幻4引擎免费化面向所有游戏开发者，独立游戏开发者以后可以制作出更加精美画面的游戏。
原标题：Unreal Engine is free sounds a bit unreal（虚幻4免费听起来还真有点&虚幻&）.
对于游戏开发者们来说，虚幻4引擎宣布免费应该是GDC 2015给他们带来的第一个大惊喜。
长久以来，独立开发者们开发游戏时总会处于一种尴尬状态：因为&独立&，他们无法得到作为商业游戏开发者的时候那些趁手强大的游戏开发工具，最明显的例子就是游戏引擎。在早期，一套这样的游戏开发引擎几乎需要数十万美元的授权费用。也就是说，&独立&后这些为了自己开发游戏的群体获得了珍贵的自主开发的自由，但是，缺乏&财务自由&的他们无法任性的使用类似虚幻这样的高端游戏引擎，只得转投Unity等更为廉价的游戏引擎。
对，就是Unity，在早年虚幻引擎还在与Crytek的Cry Engine在图像细节上一争高下的时候，便宜、跨平台、简单易学的Unity却在某种程度上成为先进生产力的代表，悄悄过去几年里有多少手游以及国产单机游戏使用Unity就会明白。不得不说，凭借着低价的授权费用和超强的跨平台能力的Unity确实捏准了时代的脉搏。
最终即使是成为高端商业授权引擎市场的No.1，强压下CryEngine引擎一头的虚幻的也最终感受到了压力：买不起引擎授权的开发者和小型厂商相继跑到Unity的阵营，而自家却在坐等生意上门的时候几乎颗粒无收。恍然大悟的引擎开发商Epic虽然在之后推出了UDK(Unreal Development Kit)，打着&免费&的旗号试图吸引开发者，显然也为时已晚。
而到了去年的GDC时候，痛定思痛的Epic最终决定革了自己的命，用订阅授权+开源的模式大幅降低游戏引擎的授权费用并扩展引擎的可用性。可惜作为曾经的&贵族&，这次虚幻引擎向开发者的示好的姿态虽然足够低，不过还是没有打动开发者。也许在开发者们看来，虚幻引擎授权降价的程度还不足以弥补Unity易于开发所带来的优点。
既然连大降价也无法吸引到开发者的注意，那么最后的选项恐怕就只有祭出&免费&大法了，事实上在这次GDC上，Epic就是这么做的，引擎完全免费开源，当季度收入超过3000美元的时候，Epic将会享受其中5%的利润分成。&只有您成功，我们才能成功。&Epic在宣布免费的公关稿中如是说。
不过，一款强大开源的工具免费虽然人人称快，但也并不意味着它的前程就足够美好，许多开发者依然对于虚幻引擎游戏开发高昂的开发成本和学习难度有所忌惮，而Unity较好的使用体验以及更轻量的开发方式将会依然会受到开发者的欢迎，可以预计，虚幻引擎在移动端的征途还是困难重重。
不过对于单机游戏来说，既然有了一款足够优秀的免费工具，那么国产单机游戏们还有什么理由使用万年不变的Unity引擎呢？请好好做一款足够惊艳国人的游戏吧，我们并不需要手游品质的画面效果！
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作者简介：房燕良，小米互娱VR技术专家。从2001年开始，自主研发3代游戏引擎，发布游戏超过10款。代表作品有《仙剑3》《功夫世界》《龙online》《神兵传奇》等。从2007年开始接触虚幻3引擎，对虚幻引擎有深入的研究和实践。在MDCC 2016上，房燕良将结合自身经验，以及对于虚幻4引擎渲染系统架构的理解，分享《虚幻4引擎渲染系统结构解析》。
虚幻引擎作为国际顶尖水平的3D引擎，一直是很多像我这样的技术人员的向往，感谢Epic Games采取了免费、开源的政策，使得“旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”。在当前VR开发如此火热的情况下，虚幻4在VR方面一直保持着技术领先。笔者有幸在虚幻3时代就有机会深入地学习了这款引擎，目前也在从事虚幻4 VR领域的开发工作，所以希望把自己的一点经验分享给更多的对虚幻4引擎技术感兴趣的同学。虚幻4 VR开发从何入手很多人都听说“虚幻引擎比较难学”，其实我想说“对未知的恐惧是学习新知的最大障碍”，并且虚幻4在易用性上确实已经比前一代有大幅改进。所以，希望对虚幻4引擎技术已经动心的同学，放松心情，勇敢一点，其实没那么难。无论是VR，还是游戏开发，首先我们都需要对引擎中的概念有一个基础的理解，把基础知识掌握好。这包括基本的编辑器操作、资源管理流程、C++/Blueprint蓝图编程，以及Actor、ActorComponent等基础入门知识。由于大量的入门知识并不适合使用文字表达，所以我正在CSDN学院连载虚幻4入门的系列视频教学课程（）。对于没有接触过虚幻4开发的读者，我建议先看看此视频教程，再继续阅读本文。对引擎有了基本掌握之后，VR开发也就水到渠成了。VR开发在技术上，主要是需要对接主流的VR硬件，包括头戴式显示（HMD）、手柄等。例如Oculus和HTC Vive都提供了自己的SDK，让软件开发者可以访问他们的硬件。而整合这些SDK的工作，虚幻4引擎已经做好了，我们只要开启指定的插件即可（如图1所示）。虚幻4引擎在上层，针对VR硬件提供统一的抽象接口，在下面的示例中我们详细讲解。图1
虚幻4内置了主流VR硬件支持插件在Gear VR上开发搭积木的小游戏下面我们通过在Gear VR上运行一个简单的搭积木小游戏，来讲述使用虚幻4开发VR游戏的基本知识。在这个小游戏中，我们使用视线瞄准一个积木块，然后点击Gear VR头盔右侧的Touch Pad即可拿起积木；这时，转动头盔，拿起的积木块会跟随视线移动；再次点击Touch Pad，将这块积木放下。之后，使用物理刚体模拟，来进行状态更新。你可以尝试把很多积木块堆积起来。Gear VR项目创建首先我们需要使用C++ Basic Code工程模板来创建一个新的工程，基本设置要选择：Mobile/Tablet，以及Scalable 2D/3D。这里要注意，必须选择C++的工程模板，使用Blueprint模板的话，在打包到Gear VR后将无法正常运行。然后，必须向引擎中添加一个Oculus签名文件。具体的方法是：■ 手机使用USB线连接电脑；
■ 使用“adb devices”命令获取Device ID，例如：0b05；
■ 打开网址，把签名的Device ID粘贴进输入框，然后点Download按钮；
■ 将获取到的文件（例如oculussig_0b05）放入：引擎安装目录\引擎版本号\Engine\Build\Android\Java\assets（如图2所示）。
■ 最后，需要在编辑器中打开“Project Settings”-&“Android”，修改以下选项：
Minimum SDK Version：设置为19；
Target SDK Version：设置为19；
Conf igure the AndroidMani fest for
deployment to GearVR。
OSIG文件存储路径这样配置之后，这个UE4项目就可以打包到Gear VR上运行了。资源准备尽管虚幻4引擎中默认带了一些基本形状的几何体，不过，我还是使用3ds Max生成了一套自己的几何体FBX文件。另外，还有几个表情图标作为这些几何体的贴图，我们将使用不同的表情来标识对象的不同状态。将这些FBX、TGA文件拖入Content Browser中，即可导入。图3
积木的材质接下来，我们要在引擎中创建一个材质，如图3所示。请注意，贴图的节点“TextureSampleParameter2D”是一个Parameter，这使得我们可以在运行时改变这个节点的内容。Gear VR开发基础功能首先，创建一个叫作VRPlayerBase的C++类，它从Pawn派生，作为我们的玩家角色。开发Gear VR游戏的话，如果每次测试都要打包到手机上去运行，实在是相当忧伤，因为每次打包的时间……呵呵。所以，我写了一段C++代码，使用鼠标来模拟HMD头盔转动，这样就可以很方便地在编辑器中测试视线焦点相关的操作了。另外，Gear VR Touch Pad相关的操作，也封装了一下，一起放到这个类里面。关键代码如下：void AVRPlayerBase(class UInputComponent* InputComponent)
Super(InputComponent);
UPlayerInput(FInputAxisKeyMapping("Turn", EKeys, 1.f));
UPlayerInput(FInputAxisKeyMapping("LookUp", EKeys, -1.f));
UPlayerInput(FInputActionKeyMapping("MouseLMB", EKeys));
InputComponent-&BindAxis("Turn", this, &AVRPlayerBase);
InputComponent-&BindAxis("LookUp", this, &AVRPlayerBase);
InputComponent-&BindAction("MouseLMB", IE_Pressed, this, &AVRPlayerBase);
InputComponent-&BindTouch(IE_Pressed, this, &AVRPlayerBase);
InputComponent-&BindTouch(IE_Released, this, &AVRPlayerBase);
InputComponent-&BindTouch(IE_Repeat, this, &AVRPlayerBase);
}那么，在Gear VR真机运行时，如何使得摄像机跟随头显转动呢？这就简单了，因为引擎已经实现了这个功能，只不过它是实现在PlayerController上，这里设置一下VR Player的转动与Controller一致即可（见图4）。图4
Pawn的朝向设置接下来我们实现视线焦点检测的功能，这部分使用Blueprint来开发，具体情况见图5。图5
视线检测功能在此蓝图中，我们调用了引擎所提供的“LineTraceByChannel”来进行射线检测，见图6。图6
LineTraceByChannel我们需要指定这条线段的起点和终点。起点就是玩家的眼睛所在的位置：使用GetActorEyeViewPoint节点取得；终点就是沿着玩家的面朝向（GetForwardVector）一定距离的一个点。LineTraceByChannel有两个返回值，其中“Out Hit”是一个结构体，我们使用Break节点来取出结构体中我们需要的项：射线击中的最近的那个Actor；然后我们检测它是否实现了“BPI_VRObject”蓝图接口（这是我们自己定义的一个蓝图接口，后面详述）；最后我们调用自定义事件：“OnFocusActorChanged”来处理具体的逻辑。现在，可以设置一个新的GameMode，来指定这个类作为Player Pawn，然后把它设置成默认的GameMode。积木块创建一个新的蓝图类，用来实现积木块的相关功能，选择从Static Mesh Actor来派生。首先，为了实现动态改变积木块贴图的功能，要在Construction Script中创建Dynamic Material Instance，如图7所示。图7
创建Dynamic Material Instance在图7所示Blueprint脚本中，我使用“CreateDynamicMaterialInstance”节点，为StaticMeshComponent创建了一个动态材质实例，并把它保存到一个名为“BlockMaterial”的变量之中。另外，考虑到今后可能添加其他的对象类型，创建了一个Blueprint Interface，命名为：用来定义玩家对场景中物体的交互，主要就是图8中的四项。图8
Blueprint Interface接下来，我们做一个简单的功能：当玩家注视着这个积木块时，它就向玩家眨个眼（换张贴图）。首先，要在积木块的Blueprint的Class Settings中，添加上述Blueprint Interface。然后，就可以在EventGraph中使用Add Event菜单，添加OnFocus和LostFocus事件处理了（如图9所示）。图9
Focus相关事件处理在上述蓝图中，我们实现了“BPI_VRObject”的两个接口事件，分别是：OnFocus和LostFocus，在焦点获得或者焦点失去的时候，我们调用“SetTextureParameterValue”节点，来改变材质中的BaseColor所使用的贴图资源对象。
接下来，就要实现一个有趣的功能：当积木块坠落的时候，显示一个害怕的表情；当积木块静止不动后，显示微笑表情。这个功能，通过刚体（Rigid Body）的Wake、Sleep状态来实现。从物理引擎的角度说，当物体静止不动时，物理引擎会把这个物体设置到Sleep状态，以节省运算量；当需要物理引擎计算其运动状态时，再把它叫醒。注意：要设置StaticMesh组件的“Generate WakeEvent”才能收到这两个事件，见图10。图10
刚体的Wake、Sleep事件处理在这个Blueprint脚本中，我们通过响应“OnComponentWake”和“OnComponentSleep”来变更了自定义变量“IsSleeping”，然后调用自定义事件“ChangeTextureByState”来变更材质的贴图参数。接下来，还可以做一个小功能：当玩家抓起这个积木时，它就开始哭。这个实现方法和上面的思路完全一样，在此不多赘述。在玩家周围随机生成一些积木块OK，既然的积木已经准备好了，就可以在关卡启动时，随机地生成一些积木，供玩家玩耍。这个功能可以在Level Blueprint或Game Mode中实现。这里，我们假设这是本测试关卡的功能，所以把它放在Level Blueprint中去实现。图11
在Level Blueprint中随时生成积木块图11展示的这段Blueprint代码，即是在PlayerStart对象周围随机产生了10个积木块。响应关卡的BeginPlay事件：通过ForLoop节点，调用10次SpawnActor节点，这个节点的Class参数选择成我们的积木块（BP_Block）；积木块的出生点通过MakeTransform节点来生成。在MakeTransform节点中，使用了3种不同的随时方式来产生位置、旋转和缩放这三个参数。拿起和放下积木接下来，我们继续完善玩家类，添加拿起、放下积木块的功能，具体操作是：玩家首先要注视着某个积木，然后轻点Touch Pad可以拿起积木；转动头盔，积木会随其移动；如果再次轻点TouchPad，则放下这个积木。首先，我们在Touch Pad的Tap事件中实现上述流程。注意，这个Tap事件是在VRPlayerBase那个C++类中触发的，见图12。图12
Touch Pad的Tap事件响应在此，我们判断如果PickActor是一个有效值，则调用DropActor，否则的话，调用PickFocusActor。其中的Pickup Focus Actor和Drop Actor是两个自定义事件。在PickupFocusActor事件中，首先我们通知了这个积木块对象：调用它的OnPickup接口；然后使用一个TimeLine驱动的动画，来控制积木块的位置，使它从当前位置，平滑地移动到玩家面前的一个位置。在DropActor事件中，则首先通知了积木块对象：调用它的OnDrop接口；然后把PickedActor对象设为空值，代码见图13、图14。图13
捡起正在注视着的对象图14
放下正在拿着的积木总结通过上述过程，一个简单，但还有点意思的积木小游戏就准备好了（见图15）。你可以通过项目打包功能生成APK包，在Gear VR上进行体验。由于篇幅所限，项目中一些细节无法在此完全详述。大家可以从CSDN CODE下载这个项目的完整资源，来进行参考。图15
游戏运行效果本文所演示的项目，只是为了讲述最基本的开发方法，并没有在画面效果上做任何修饰。实际上，虚幻4现在手机上已然可以支持PBR材质效果。总之，各种酷炫的效果，还待大家去发掘。在今后的一段时间内我会持续更新关于虚幻4开发的视频教程和博客，欢迎大家关注。
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