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基于虚幻4引擎的三维游戏开发实践 　　摘 要：在数字媒体专业实践教学中，三维游戏设计的技术门槛是教学实施的主要障碍。虚幻UE4引擎的制作初衷是为了创造更加容易的内容制作方法和编程开发方式，为了让所有的美术开发人员能够在有少量甚至没有程序开发基础的情况下使用抽象程序助手来自由地进行游戏创作，以及提供程序员高效率的模块和可扩展的大量架构和插件用来创建、调试和完成各种类型的游戏制作。虚幻UE4引擎在数字媒体专业实践教学具有明显的可行性，具有一定的推广价值。 　　关键词：虚幻引擎；游戏设计；美术；程序；模块 　　0 前言 　　数字娱乐设计是数字媒体专用学习中的重要方向，也是数字技术与媒体艺术、设计、影视、音乐等融合产生的新兴交叉领域。而三维游戏开发[1]是数字娱乐设计中技术难度最高，用户体验最好的一个技术种类，在行业中存在巨大的人才需求。三维游戏开发由于其涉及游戏设计、三维模型设计、游戏逻辑设计、游戏引擎工具开发等多个技术环节，完整的流程需要昂贵的游戏引擎技术支持，以往只能在商业游戏公司内部署完整游戏设计制作的流程，而在教学环节难以普及。 　　UE4是Epic Games公司在必威体育精装版发布的业内顶级游戏引擎，[2]在欧洲和北美已经得到了广泛的应用，亚洲现在也渐渐地开始发展起来。UE4具有非常棒的图形处理能力，包括高级动态光照，新的粒子系统（可以同时处理数以百万的粒子）等。更为重要的是，UE4已经宣布100%源代码开源，而且在大学或是学术单位是可以免费使用虚幻UE4来做课业还是毕展，学生也可以用来制作与发布自己的游戏。UE4的出现给在数字媒体本科专业学习中实现完整三维游戏制作提供技术可能。本文以三维漫游游戏为例，讨论了如果使用UE4游戏引擎制作达到行业主流水平的三维游戏的技术要点。在整个游戏制作中，开发人员不需要关注底层图形图像技术，只需要专注与游戏内容的设计和制作。因此，非常适合数字媒体本科专业的学生进行三维游戏以及虚拟现实方面的专业技术实践训练。 　　1 UE4的游戏设计机制 　　从实际开发的角度来说，UE4具备了开发游戏所必要的所有功能。与早期引擎（OGRE、OPENGL等）需要自己编辑文本文件，无法预览效果相比，UE4提供了一种类似组件的游戏构建方法――UE4脚本（buleprint），一张脚本就像一个组件，可以被调用和组合，颇有面向对象的思想。相比完全使用代码来实现游戏的制作方法，这种可视化的游戏引擎在设计效率和效果上具有数量级的提升，在行业内普及也是大势所趋。同时，对一些无法用脚本，UE4开放了源码，可通过修改源码实现。 　　1.1 UE4游戏的构成元素 　　UE4游戏的内容包括：脚本（blueprint）、组件（Components）、角色（Actor）、关卡（level），人机交互界面（HUD，以及UI设计）等几部分内容。[3-13]下面介绍UE4游戏引擎的重要构成元素： 　　（1）脚本（Blueprints）。虚幻UE4引擎提供的脚本系统是一个可视化脚本设计系统，提供一种直观的、基于节点的可视化脚本设计界面，通过使用各种不同功能的结点把事件、函数、变量相互连接，构成图表，以实现各种复杂的游戏功能。用于创建新类型的角色（Actor）及关卡脚本事件，它为关卡设计师和游戏开发人员提供了一种全新的开发方式。正如虚幻引擎的宗旨，让美术开发人员在无程序基础的情况下开发游戏，很多时候一行代码都不需要书写，也能够完成大部分的操作。程序员也可以用脚本（Blueprints）来进行游戏制作，很多情况下使用脚本（Blueprints）比写代码方便很多，并且更加直观，在逻辑的建立上也有很多方便的地方，和代码相辅相成。 　　（2）组件（Components）。虚幻UE4引擎的组件是能够提供一些具体功能操作的游戏部件。组件不能单独存在，它可以被添加到一个角色（Actor）里，然后这个角色（Actor）就包含了该组件的功能。在脚本中的一些结点如果要成功执行必须要有执行组建，如Play结点的执行对象必须是音频或是动画。通过给角色（Actor）添加不同的组件，角色（Actor）可以拥有不同的功能。 　　（3）角色（Actor）。角色（Actor）是可以被放置到关卡（level）中的游戏对象，其中又包含了若干组件（Component），一个支持平移，旋转和缩放的通用类脚本。角色（Actor）可以通过游戏代码（代码或脚本）创建或者生成，也通过游戏代码（代码或脚本）销毁（Destory）。 　　（4）关卡（level）。关卡（Level）是UE4引擎的游戏场景对象，在关卡中包含若干游戏角色，若干关卡脚本，以实现游戏场景的设计。 　　（5）人机交互（HUD）。HUD官方给出的解释是“抬头显示屏”（heads-up display