在自学UE4的过程中，个人感觉最无力的就是面对一个项目无法理解它的流程。本文是笔者对UE4官方的战略游戏的研究，主要集中在AI的研究上，希望可以对读者有所帮助。
由于能力与时间的限制，如果文中有纰漏，请务必斧正！非常感谢！！
本文的AI分析主要集中在两点：
1、character如何从移动状态切换到攻击状态（能感知周围的敌人）？
2、如何对敌人造到伤害？
感知敌人
怎么打开编辑器，打开VS工程就不说了，如果这都不会，那你需要先过一遍官方视频教程。我们直接从Wave 1这个事件调用作为起点来开始研究。打开关卡蓝图的事件图表，找到Wave 1：
笔者在研究的时候习惯把声音关掉，勿怪勿怪:)
我们把焦点集中到SpawnNormalMacro节点上。这个宏有两个输入值，一个是工厂对象，还有一个是产生的敌人数（Number）。这个Number会直接赋值给了UStrategyAIDirector的成员变量WaveSize从而影响生成的小兵数量。我们来看代码（UStrategyAIDirector::SpawnMinions函数）：
if(WaveSize > 0)
{
...
AStrategyChar* const MinionChar = GetWorld()->SpawnActor<AStrategyChar>(Owner->MinionCharClass, Loc, Owner->GetActorRotation(), SpawnInfo);
// don't continue if he died right away on spawn
if ( (MinionChar != nullptr) && (MinionChar->bIsDying == false) )
{
// Flag a successful spawn
bSpawnedNewMinion = true;
MinionChar->SetTeamNum(GetTeamNum());
MinionChar->SpawnDefaultController();
MinionChar->GetCapsuleComponent()->SetRelativeScale3D(Scale);
MinionChar->GetCapsuleComponent()->SetCapsuleSize(CapsuleRadius, CapsuleHalfHeight);
MinionChar->GetMesh()->GlobalAnimRateScale = AnimationRate;
...
WaveSize -= 1;
...
}
小兵生成后，会自己创建一个AIController（MinionChar->SpawnDefaultController()函数）来控制自己，这样AIController就会接管（Possess）这个小兵的控制权。AIController控制小兵的方式是启用Tick，然后在Tick函数中检测到底是要执行什么动作（移动还是攻击），并且选择可以攻击目标：
void AStrategyAIController::Tick(float DeltaTime)
{
...
// select best action to execute
const bool bCanBreakCurrentAction = CurrentAction != NULL ? CurrentAction->IsSafeToAbort() : true;
if (bCanBreakCurrentAction)
{
for (int32 Idx = 0; Idx < AllActions.Num(); Idx++)
{
if (CurrentAction == AllActions[Idx] && AllActions[Idx]->ShouldActivate())
{
break;
}
if (CurrentAction != AllActions[Idx] && AllActions[Idx]->ShouldActivate())
{
if (CurrentAction != NULL)
{
UE_VLOG(this, LogStrategyAI, Log, TEXT("Break on '%s' action, found better one '%s'"), *CurrentAction->GetName(), *AllActions[Idx]->GetName());
CurrentAction->Abort();
}
CurrentAction = AllActions[Idx];
if (CurrentAction != NULL)
{
UE_VLOG(this, LogStrategyAI, Log, TEXT("Execute on '%s' action"), *CurrentAction->GetName(), *AllActions[Idx]->GetName());
CurrentAction->Activate();
break;
}
}
}
}
SelectTarget();
}
仔细阅读Tick函数，发现它做了两件事情：
- 1、选择要执行的动作（移动or攻击）
- 2、确定攻击目标
我们来看看它是如何实现的。
选择要执行的动作
首先要知道当前在执行的是什么动作，然后判断这个动作是否可以丢弃（IsSafeToAbort）。移动的动作可以被攻击代替，而攻击的动作无法被移动代替。所以，移动是可以被丢弃的，但攻击不行。是否可以丢弃的判断在IsSafeToAbort函数中完成，每个动作都会重载这个函数。然后，通过ShouldActivate函数判断动作是否需要被激活，当小兵遇到敌人时，攻击动作的这个函数就会返回true，从而导致移动动作的终止，攻击动作的激活（Activate）。
确定攻击目标
SelectTarget()函数，这是非常重要的一个函数！
先思考一个问题，如果是我们自己实现的话，我们怎么确定攻击目标？
第一种方法：计算所有地方小兵与我的距离，如果距离小于一个值，那么就被我选定为攻击目标。
第二种方法：先圈定我自己周围一个范围，在这个范围之内的小兵我才和它计算距离，然后确定是否选为攻击目标。
这个项目所采用的是第二种方法。显然，第二种方法更加合理，更符合我们的认知（我们根本不知道百八十里外是否有人！）。采用第二种方法的问题是，我怎么样才能知道我周围有敌人了？（换句话说，我怎样“看到”敌人？）
好在，UE4中有个感知组件，大大减少了我们的工作量。
SensingComponent（UStrategyAISensingComponent类型）中保存了我可以感知到的敌人，变量名是KnownTargets。UStrategyAISensingComponent类中有一个UpdateAISensing()函数，这个函数每帧都会被调用，在这个函数里小兵会检查其他的小兵是否可感知，是否能被看到，如果可以被看到，那就会被加到这个小兵的KnownTargets中，表示当前小兵已经感知到了敌人。关键代码如下：
for (FConstPawnIterator Iterator = Owner->GetWorld()->GetPawnIterator(); Iterator; ++Iterator)
{
AStrategyChar* const TestChar = Cast<AStrategyChar>(*Iterator);
if (!IsSensorActor(TestChar) && ShouldCheckVisibilityOf(TestChar))
{
if (CouldSeePawn(TestChar, true))
{
KnownTargets.AddUnique(TestChar);
}
}
}
AStrategyAIController::SelectTarget则会判断KnowTargets中的所有敌人，计算它们与自己的距离，根据一套固定的打分机制（比如当前判断目标是否已经成为自己的攻击目标，我自己是否已经被目标当成敌人等等），选择一个敌人作为自己的目标，同时，通知敌人：小子，你已经成为我的目标了！
void AStrategyAIController::SelectTarget()
{
if( GetPawn() == NULL )
{
return;
}
const FVector PawnLocation = GetPawn()->GetActorLocation();
AActor* BestUnit = NULL;
float BestUnitScore = 10000;
for (int32 Idx = 0; Idx < SensingComponent->KnownTargets.Num(); Idx++)
{
AActor* const TestTarget = SensingComponent->KnownTargets[Idx].Get();
if (TestTarget == NULL || !IsTargetValid(TestTarget) )
{
continue;
}
/** don't care about targets with disabled logic */
const APawn* TestPawn = Cast<APawn>(TestTarget);
const AStrategyAIController *AITarget = (TestPawn ? Cast<AStrategyAIController>(TestPawn->Controller) : NULL);
if (AITarget != NULL && !AITarget->IsLogicEnabled())
{
continue;
}
float TargetScore = (PawnLocation - TestTarget->GetActorLocation()).SizeSquared();
if (CurrentTarget == TestTarget && TestTarget->IsA(AStrategyChar::StaticClass()) )
{
TargetScore -= FMath::Square(300.0f);
}
if (AITarget != NULL)
{
if (AITarget->IsClaimedBy(this))
{
TargetScore -= FMath::Square(300.0f);
}
else
{
TargetScore += AITarget->GetNumberOfAttackers() * FMath::Square(900.0f);
}
}
if (BestUnit == NULL || BestUnitScore > TargetScore)
{
BestUnitScore = TargetScore;
BestUnit = TestTarget;
}
}
const AActor* OldTarget = CurrentTarget;
CurrentTarget = BestUnit; // 将最合适的敌人当成自己的目标
// 告诉敌人它已经成为我目标的代码
...
...
}
最后回到ShouldActivate函数，有了敌方目标之后，攻击动作就该被激活了：
bool UStrategyAIAction_AttackTarget::ShouldActivate() const
{
check(MyAIController.IsValid());
return MyAIController->CurrentTarget != NULL && MyAIController->IsTargetValid(MyAIController->CurrentTarget);
}
然后，顺利成章的放弃移动，转为攻击！这样，切换动作的流程就走通了。
感知伤害
找感知伤害的路径比较费劲，主要是由于一个函数不知道在哪调用却确确实实被调用了，这个函数就是AnimNotify_Melee函数。
我们先来看看造成伤害的函数是在哪调用的。函数名是TakeDamage，这是一个虚函数，调用的地方在引擎自身的代码中，全局一搜之后，发现这几个地方最像是会调用的地方：
但是要具体到哪个函数，还真无法分辨。怎么办呢，说简单也简单，说复杂也复杂。调试呗！不过只用下载的引擎是看不出调用堆栈的，必须要下载源码，然后打断点，下面是笔者获得的调用堆栈：
这下确定了，就是ApplyPointDamage函数。再上一层是OnMeleeImpactNotify函数，这个函数负责挑选受到“我”伤害的敌人，我们来看：
void AStrategyChar::OnMeleeImpactNotify()
{
const int32 MeleeDamage = FMath::RandRange(ModifiedPawnData.AttackMin, ModifiedPawnData.AttackMax);
const TSubclassOf<UDamageType> MeleeDmgType = UDamageType::StaticClass();
// Do a trace to see what we hit
const float CollisionRadius = GetCapsuleComponent() ? GetCapsuleComponent()->GetScaledCapsuleRadius() : 0.f;
const float TraceDistance = CollisionRadius + (ModifiedPawnData.AttackDistance * 1.3f);
const FVector TraceStart = GetActorLocation();
const FVector TraceDir = GetActorForwardVector();
const FVector TraceEnd = TraceStart + TraceDir * TraceDistance;
TArray<FHitResult> Hits;
FCollisionQueryParams TraceParams(SCENE_QUERY_STAT(MeleeHit), false, this);
TraceParams.bTraceAsyncScene = true; // also trace against the async/cosmetic scene
FCollisionResponseParams ResponseParam(ECollisionResponse::ECR_Overlap);
GetWorld()->SweepMultiByChannel(Hits, TraceStart, TraceEnd, FQuat::Identity, COLLISION_WEAPON, FCollisionShape::MakeBox(FVector(80.f)), TraceParams, ResponseParam);
for (int32 i=0; i<Hits.Num(); i++)
{
FHitResult const& Hit = Hits[i];
if (AStrategyGameMode::OnEnemyTeam(this, Hit.GetActor()))
{
UGameplayStatics::ApplyPointDamage(Hit.GetActor(), MeleeDamage, TraceDir, Hit, Controller, this, MeleeDmgType);
// only damage first hit
break;
}
}
}
函数先计算攻击距离，方法是从“我”当前的位置向前方发出一条射线检查碰撞，如果有碰撞的，选择第一个敌人作为我攻击的对象。
再上一层。AnimNotify_Melee中调用了OnMeleeImpactNotify函数，但是再往上一层的execAnimNotify_Melee就直接定位到GENERATED_UCLASS_BODY()了。这怎么搞？
换个思路。如果要造成伤害，角色的动画中肯定要发出一个通知，能不能从通知入手？说干就干，还真让我们找到了：
有一个Melee通知，但是在事件图表中没发现实现这个通知的地方啊，这是怎么回事呢？从现象来看，肯定是UStrategyAnimInstance里的AnimNotify_Melee被调用了，但是没见到调用地方，一看函数的声明，前面有个UFUCNTION()，更加肯定是被调用了，但是到底怎么调用的？突然灵光一闪，在创建动画蓝图的时候是可以选父类的，而UStrategyAnimInstance正好继承自UAnimInstance，可以作为父类，难不成？
果然如此！再试试能不能在动画蓝图的事件图标里定义AnimNotify_Melee函数，果然不行：
大功告成，伤害感知的路径也走通了！
总结
这里面容易忽视掉的就是动画蓝图的继承这一个环节，笔者一直无法理解为什么UStrategyAnimInstance的AnimNotify_Melee会被调用，蓝图中根本找不到调用的地方啊，找了很久才找到原来是已经被继承了，坑！还有就是两个AnimNotify的名字居然是一样的：
好吧，仔细看才发现字母的顺序不一样，这是要有多坑！
