虚幻引擎5（UE5）学习教程

引言

虚幻引擎5（Unreal Engine 5，简称UE5）是Epic Games开发的一款强大的游戏引擎，广泛应用于游戏开发、影视制作、建筑可视化等多个领域。UE5引入了许多先进的技术，如Nanite虚拟化几何体、Lumen全局光照等，使得开发者能够创建更加真实和美丽的游戏世界。无论您是初学者还是有经验的开发者，本教程将深入探讨UE5的各个功能，并分别讲解如何使用C++和蓝图进行游戏开发。
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1. UE5的安装与基本设置

1.1 安装UE5

安装UE5的步骤非常简单，以下是详细的步骤：

访问Epic Games官网：打开浏览器，访问Epic Games官网。
下载Epic Games Launcher：在网站首页找到“下载”按钮，选择下载Epic Games Launcher。
安装Launcher：下载完成后，双击安装程序，按照提示完成安装。
登录账户：打开Epic Games Launcher，使用您的Epic账户登录。如果您没有账户，可以通过注册获取一个。
安装虚幻引擎：
- 在Launcher中，找到“虚幻引擎”标签。
- 点击“库”选项卡，选择“+ 添加版本”。
- 从下拉菜单中选择最新的UE5版本，点击“安装”。

1.2 创建新项目

打开Epic Games Launcher：确保您已经成功安装并登录。
创建新项目：
- 在虚幻引擎选项中，选择“游戏”模板，点击“下一步”。
- 选择一个适合您需求的模板（如“第一人称”、“第三人称”、“顶部视角”等），点击“下一步”。
- 在项目设置中，输入项目名称和保存路径，选择适当的设置（如是否启用光照、是否使用C++等）。
- 点击“创建”按钮，等待项目生成。

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2. UE5界面介绍

UE5的用户界面经过精心设计，包含多个部分，方便开发者快速访问所需功能。以下是主要的界面组件介绍：

主工具栏：位于界面的顶部，提供快速访问常用功能，如保存、播放、构建等。您可以在这里找到“播放”按钮，它允许您在编辑器中实时测试游戏。
内容浏览器：位于界面的底部，管理项目中的所有资源，包括模型、材质、音效、蓝图等。您可以使用文件夹结构来组织资源，方便查找和使用。
场景视口：是编辑器的核心部分，您可以在这里实时查看和编辑场景。通过视口，您可以移动、旋转和缩放对象，调整场景布局。
细节面板：显示所选对象的属性，可以进行修改。您可以在这里更改对象的位置、旋转、缩放、材质等属性。
世界大纲：列出当前场景中的所有对象，方便您快速选择和管理场景中的元素。您可以在这里查看对象的层级关系，进行分组和组织。

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3. UE5的核心功能

3.1 Nanite虚拟化几何体

Nanite是UE5的一项革命性技术，允许开发者使用高细节的模型而不必担心性能问题。传统的游戏开发中，开发者需要创建不同层次的细节（LOD）模型，以确保在不同距离下的渲染效果。而Nanite通过虚拟化几何体，动态加载和渲染需要的细节，极大地简化了这一过程。

示例：

导入高细节模型：使用3D建模软件（如ZBrush、Maya等）创建高细节模型，然后将其导出为FBX格式。
启用Nanite：在导入窗口中，选择“启用Nanite”选项，这样引擎会自动处理模型的细节。
拖入场景：将模型拖入场景中，您可以观察到其细节和性能表现，尤其是在不同视角下的表现。

3.2 Lumen全局光照

Lumen是UE5中的全局光照解决方案，支持实时光照和反射。与传统的光照技术相比，Lumen能够根据场景中的光源动态调整光照效果，使得场景更具真实感。

示例：

添加光源：在场景中添加光源（如点光源、方向光源），您可以通过“光源”菜单进行添加。
启用Lumen：确保在项目设置中启用Lumen。您可以在“项目设置”中的“渲染”部分找到Lumen选项。
观察光照变化：调整光源的位置和强度，观察场景中光照的变化，您会发现Lumen能够实时反映光源的变化，带来更自然的光照效果。

3.3 MetaHuman创建角色

MetaHuman是UE5中的一项新功能，允许开发者快速创建高质量的人物角色。通过MetaHuman Creator，您可以自定义角色的面部特征、发型、服装等，创建出独特的角色。

示例：

访问MetaHuman Creator：打开浏览器，访问MetaHuman Creator。
创建自定义角色：使用在线工具，调整角色的面部特征、发型、肤色、服装等，直到满意为止。
导出角色：完成角色创建后，按照提示导出角色并导入到UE5项目中。您可以在内容浏览器中找到导入的角色，并将其拖入场景中使用。

3.4 其他重要功能

除了上述功能，UE5还提供了许多其他强大的工具和功能，例如：

虚拟现实（VR）和增强现实（AR）支持：UE5支持多种VR和AR设备，开发者可以轻松创建沉浸式体验。
蓝图可视化脚本系统：蓝图是UE5的可视化编程工具，允许开发者通过拖拽节点的方式编写游戏逻辑，适合不熟悉编程的开发者。
音频系统：UE5提供了强大的音频处理能力，支持3D空间音效、音频混合等功能，提升游戏的沉浸感。
动画工具：UE5的动画工具集成了角色动画、物理动画、动画蓝图等功能，方便开发者创建复杂的角色动画。

4. C++开发游戏

UE5支持使用C++进行游戏开发，提供了丰富的API和工具，适合有编程基础的开发者。

4.1 创建C++类

在内容浏览器中右键点击：选择“新建C++类”。
选择父类：选择一个适合的父类（如Actor），点击“下一步”。
设置类名：输入类名，点击“创建类”，这将自动生成类的头文件和源文件。

4.2 编写游戏逻辑

在创建的类中，可以编写游戏逻辑。例如，创建一个简单的可移动角色：

#include "GameFramework/Character.h"
#include "MyCharacter.generated.h"

UCLASS()
class MYGAME_API AMyCharacter : public ACharacter
{
    GENERATED_BODY()

public:
    AMyCharacter();

protected:
    virtual void BeginPlay() override;

public:
    virtual void Tick(float DeltaTime) override;
    virtual void SetupPlayerInputComponent(class UInputComponent* PlayerInputComponent) override;

private:
    void MoveForward(float Value);
    void MoveRight(float Value);
};

在这个示例中，我们创建了一个名为AMyCharacter的角色类，继承自ACharacter，并定义了一些基本的成员函数。

4.3 实现输入控制

在SetupPlayerInputComponent方法中，绑定输入：

void AMyCharacter::SetupPlayerInputComponent(UInputComponent* PlayerInputComponent)
{
    Super::SetupPlayerInputComponent(PlayerInputComponent);

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

在这里，我们将“MoveForward”和“MoveRight”输入绑定到相应的移动函数，以便角色可以响应玩家的输入。

4.4 编写移动逻辑

在MoveForward和MoveRight函数中实现角色移动的逻辑：

void AMyCharacter::MoveForward(float Value)
{
    if (Value != 0.0f)
    {
        // 获取角色前方的方向
        const FRotator Rotation = Controller->GetControlRotation();
        const FRotator YawRotation(0, Rotation.Yaw, 0);

        // 计算前进方向
        const FVector Direction = FRotationMatrix(YawRotation).GetUnitAxis(EAxis::X);
        AddMovementInput(Direction, Value);
    }
}

void AMyCharacter::MoveRight(float Value)
{
    if (Value != 0.0f)
    {
        // 获取角色右侧的方向
        const FRotator Rotation = Controller->GetControlRotation();
        const FRotator YawRotation(0, Rotation.Yaw, 0);

        // 计算右侧方向
        const FVector Direction = FRotationMatrix(YawRotation).GetUnitAxis(EAxis::Y);
        AddMovementInput(Direction, Value);
    }
}