Unity開発者向けUE4

こんにちは、Habr！ 私の名前はAlexanderです。今日はUnityとUnreal Engine 4を比較します。

多くの開発者がUnityエンジンを試し、それで作られたゲーム、プロジェクト、いくつかのデモを見たと思います。 主な競合相手はUnreal Engineです。 Unreal Tournament shooterなどのエピックゲームズプロジェクトに由来します。 Unityの後にUnrealエンジンを開始する方法と、障害となる可能性のあるものを見てみましょう。

3Dエンジンは非常に表面的に比較されたり、たとえばチャートなどの機能の1つだけに焦点を合わせたりすることがあります。 私たちは、両方のエンジンを同等の手段とは見なしません。 私たちの目標は、2つのテクノロジーを比較し、Unreal Engine 4を理解できるようにすることです。エンジンの基本システムを、これらの目的のために特別に作成されたUShooterデモプロジェクト（Unreal + Unity Shooter）のコードの特定の例と比較してみましょう。 このプロジェクトでは、バージョンUnity 5.5.0およびUnreal Engine 4.14.3を使用しています。

コンポーネントシステム（Unity）

Unrealでプロジェクトを起動すると、シーン内のキャラクターは1つのオブジェクトにすぎないことがわかります。 World Outlinerウィンドウには、通常のモデルノード（ネストされたオブジェクト、メッシュ）、スケルトンボーンなどがありません。これは、UnityおよびUnrealコンポーネントのシステムの違いの結果です。

Unityでは、シーンはGame Objectタイプのオブジェクトで構成されています。 これは空のユニバーサルオブジェクトであり、動作スクリプト（MonoBehaviour）によって実装されるコンポーネントと組み込みエンジンコンポーネントが追加されます。 マーカーオブジェクトとして、たとえばゲームキャラクターやエフェクトが作成される場所に空のままになることもあります。

これらのオブジェクトはすべて、エンジンエディターの[ 階層]ウィンドウに表示されます。 これらには組み込みのTransform



コンポーネントがあり、3Dシーンの空間内のオブジェクトの位置を制御できます。 たとえば、オブジェクトを移動するスクリプトは、 Update



関数で座標を変更し、オブジェクトが移動します。 同様のスクリプトをGame Objectに追加するには、2回クリックするだけで十分です。 オブジェクト（キャラクターまたはオブジェクト）を作成したら、それをカスタマイズし、スクリプトを追加して、 プレハブ （ ゲームオブジェクトとその子を保存するファイル）に保存します。 その後、プレハブ自体を変更できます。これらの変更は、そのようなすべてのオブジェクトに影響します。

これがRocketProjectile



クラスの外観です。これは、UShooterプロジェクトのロケットです。

 public class RocketProjectile: MonoBehaviour { public float Damage = 10.0f; public float FlySpeed = 10.0f; void Update() { gameObject.transform.position += gameObject.transform.forward * FlySpeed * Time.deltaTime; } void OnCollisionEnter(Collision collision) { //   } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

必要に応じて、エディターで発射物パラメーターを設定し、移動速度（ FlySpeed



プロパティ）および損傷（ Damage



）を変更します。 衝突処理は、 OnCollisionEnter



関数で発生します。 オブジェクトにはリジッドボディコンポーネントがあるため、Unity自体がそれを呼び出します。

コンポーネントシステム（UE4）

Unreal Engine 4では、ゲームオブジェクトはアクターとそのコンポーネントによって表されます。 AActor



（ "actor"）は、シーンに適合するオブジェクトのメインクラスです。 ゲームシーンで（エディターとコードの両方から）作成、プロパティの変更などを行うことができます。エンジンのすべてのエンティティを継承するクラスUObject



ます。

コンポーネントは、ゲームオブジェクトであるアクターに追加されます。 武器、キャラクター、何でも構いません。 しかし、これらのコンポーネントは、 PrefabとBlueprint Class



類似物では、条件付きで私たちから隠されています。

Actorオブジェクトには、Unityとは異なり、 Root Component



概念がありRoot Component



。 これは、残りのコンポーネントがアタッチされるオブジェクトのルートコンポーネントです。 Unityでは、マウスでオブジェクトをドラッグするだけで、ネスト階層を変更できます。 Unrealでは、これはコンポーネントを相互にバインドすることで行われます（「アタッチメント」）。

Unityには、 MonoBehaviourスクリプトを更新または開始LateUpdate



ためのStart



、 Update



およびLateUpdate



があります。 Unrealで対応するのは、 BeginPlay



およびTick



関数です。 アクターコンポーネント（ UActorComponent



）には、このためのInitializeComponent



関数とComponentTick



関数があるため、1回のクリックでコンポーネントからアクターを作成することはできません。 また、Unityとは異なり、すべてのコンポーネントにTransformがあるわけではなく、 USceneComponent



とそれから継承されたコンポーネントのみがあります。

Unityでは、 GameObject.Instantiate



コードのほぼどこにでも記述でき、 Prefabからオブジェクトを作成できます。 Unrealでは、世界のオブジェクト（ UWorld



）に「尋ね」、オブジェクトのインスタンスを作成します。 オブジェクトの作成は、spawnという単語からAnriale spawnで呼び出されます。 これを行うには、関数World->SpawnActor



使用します。

キャラクターとそのコントローラー

Unrealでは、キャラクターには特別なクラスAPawn



とACharacter



、それらはクラスAActor



から継承されます。

APawn



は、プレイヤーまたはAIが制御できるキャラクタークラスです。 Unrealには、キャラクター管理用のコントローラーシステムがあります。 Player Controller



またはAI Controller



を作成しAI Controller



。 プレーヤーまたは内部ロジック（AIの場合）から制御コマンドを受け取り、モーションコマンドをキャラクタークラス自体、 APawn



またはACharacter



ます。

ACharacter



はACharacter



に基づいてAPawn



、高度な移動メカニズム、組み込みの骨格メッシュコンポーネント、基本的なキャラクター移動ロジック、およびネットワークプレイ用のプレゼンテーションを備えています。 最適化のために、 APawn



基づいてキャラクターを作成し、プロジェクトに必要な機能のみを実装できます。

ゲームクラスの説明（俳優）

Unrealのコンポーネントについて少し学習したので、 UShooterの Unrealバージョンのロケットクラスを見てみましょう 。

 UCLASS() class USHOOTER_API ARocketProjectile : public AActor { GENERATED_BODY() public: // Sets default values for this actor's properties ARocketProjectile(); // Called when the game starts or when spawned virtual void BeginPlay() override; // Called every frame virtual void Tick( float DeltaSeconds ) override; // Rocket fly speed UPROPERTY(EditDefaultsOnly, BlueprintReadOnly, Category = "Rocket") float FlySpeed; // Rocket damage UPROPERTY(EditDefaultsOnly, BlueprintReadOnly, Category = "Rocket") float Damage; // Impact (collsion) handling UFUNCTION() void OnImpact(UPrimitiveComponent* HitComponent, AActor* OtherActor, UPrimitiveComponent* OtherComp, FVector NormalImpulse, const FHitResult& Hit); private: /** Collision sphere */ UPROPERTY(VisibleDefaultsOnly, Category = "Projectile") USphereComponent* CollisionComp; };
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

Unityで特別なコードを必要としないエディターとスクリプトの相互作用は、コード生成を通じてUnrealで機能します。 この特別なUnrealコードは、アセンブリ中に生成されます。 エディターがオブジェクトのプロパティを表示できるように、特別なラッパーUCLASS



、 GENERATED_BODY



およびUPROPERTY



ます。 また、プロパティを装飾し、エディターがそれらをどのように操作するかを説明します。 たとえば、 EditDefaultsOnlyは、デフォルトオブジェクトであるblueprintクラス（Unityとの類推を表す場合はprefab）のプロパティのみを変更できることを意味します。 プロパティはさまざまなカテゴリにグループ化できます。 これにより、興味のあるオブジェクトのプロパティをすばやく見つけることができます。

OnImpact



関数は、UnityのOnCollisionEnter



に類似しています。 ただし、これを使用するには、コンストラクター内またはゲーム中であってもUSphereComponent



コンポーネントのイベントをサブスクライブする必要があります。 Unityのように、これは自動的に機能しませんが、最適化の機会があります。 衝突に対応する必要がなくなった場合は、イベントの登録を解除できます。

設計図

UnrealでC ++クラスを作成した後の典型的なアクションは、それに基づいてBlueprint Class



を作成することです。 これは、Unrealが提供するオブジェクトの拡張です。 Unreal Blueprintシステムはビジュアルプログラミングに使用されます。 視覚的なスキームを作成し、イベントとそれらに対する何らかの反応を組み合わせることができます。 設計図を通じて、エンジンはプログラマーとデザイナーの相互作用を簡素化します。 ゲームロジックの一部をC ++で記述し、デザイナーにアクセスできるようにします。

同時に、Unrealでは、必要に応じて、C ++プロジェクトソースをそのバイナリとコンテンツから分離できます。 デザイナーまたはアウトソーシング業者は、アセンブルされたdllライブラリを使用して作業することができ、プロジェクトのC ++部分の内部で何が起こっているのかを知ることはありません。 これは、エンジンによって提供される追加の自由度です。

Unrealは、ほぼすべてがブループリントに接続されているため、優れています。 これらを使用してC ++クラスを拡張したり、それらからブループリントの継承者を作成したりできます。このシステムは、内部ロジックからビジュアルコンポーネント、衝突、アニメーションなど、エンジンのすべてのコンポーネントと密接に接続されています。

Unityには、 Antares Universeなどの同様のビジュアルプログラミングシステムがあります。 それらはエンジンの一部ではなく、その上に作成されるため、いつでも何かが壊れる可能性があります（たとえば、エンジンのバージョンを更新するとき）。 Unityは視覚的なスクリプトシステムを提供しません。 私の意見では、これはUnrealと比較して重大な欠点です。 実際、このようなシステムのおかげで、プログラミングから遠く離れた人でも、オブジェクトの相互作用の図を作成したり、アクションのシーケンスを接続したりできます。 ところで、Unrealでは、すべてのプロジェクトテンプレートには2つのバージョンがあります。両方ともC ++コードに基づいており、完全にブループリントに基づいています。 したがって、コードをまったく使用せずに、青写真だけで簡単なプロジェクトを作成することは非常に現実的です。

シューターデモ（UShooter）

Unityでは、最初からデモを作成しますが、Unrealでは、テンプレートに依存しています。 テンプレートで、コントロールとカメラビューを選択すると、Unrealは指定された設定でプロジェクトを生成します。 これは、開発およびプロトタイププロジェクトを高速化するための基盤となる優れた基盤です。

Side Scrollerテンプレートの上に、独自のインターフェイス（HUD）、バレル、数種類の武器とサウンドを追加します。 プレーヤーにロケットランチャーとレールガンを与え、爆発するバレルで英雄的に撃ってみましょう。

入力システム（Unity）

入力システムを使用してキャラクターを制御します。 Unityでは、通常、 入力マネージャーを使用して入力を構成し、仮想の名前付き軸を作成します。 たとえば、「進む」または「撮影」。 それらに名前を付け、軸の値または仮想ボタンの状態を取得します。 通常、オブジェクトを管理するスクリプトは、 Update



関数で軸の状態を取得します。 各フレームで、軸のステータスといくつかの制御ボタンがポーリングされます。

入力システム（UE4）

Unrealには仮想軸もありますが、軸自体（ジョイスティックから受け取った値など）とアクションボタンには分割があります。 Unityとは異なり、軸とボタンを文字制御を実装するクラスの機能にバインドします。 関係は、 UInputComponent



コンポーネントを介して作成されます。 文字クラスACharacter



は、このような入力コンポーネントがあります。

入力コンポーネントで BindAxis("MoveRight", this, &AUShooterCharacter::MoveRight)



を呼び出すことにより、MoveRightボタンの押下を同じ名前のモーション関数の呼び出しにバインドします。 各フレームでボタンをポーリングする必要はありません。

また、Unrealでは、代替ボタンの数に制限されていません。 Unityでは、入力マネージャーにはメインボタンと代替ボタンのみがあります。 ゲーム内の入力デバイスが多いほど、この問題は深刻になる可能性があります。

3Dモデルを使用する

すでに述べたように、Unrealでは、シーン内のキャラクターのスケルトンの構造は表示されません。 実際、スケルトンのコンポーネントはアクターやそのようなものではありません。 これらは、スケルトンとアニメーションの内部プロパティです。 キャラクターに武器を取り付けたり、パーツの1つを非表示にするにはどうすればよいですか？ ファッショナブルな帽子をかぶるか、武器を彼の手に結びたいかもしれません。

Unityでは、エディターで目的のボーンにドラッグすることで武器モデルを選択します。別の制御スクリプトをハングさせることもできます。 Unrealでは、ソケット（ソケット）-ゲームオブジェクトのアタッチメントポイントを使用します。 ソケットは、骨格アニメーションを使用したモデルのスケルトンの一部です（Unityでは、このようなモデルは、Unreal- Skeletal MeshでSkinned Meshと呼ばれます ）。 ソケットを静的メッシュに追加することもできます（ Static Mesh ）。

ソケットがアタッチされているボーンを選択し、武器がポイントにアタッチされている場合は、ソケットの名前、たとえばS_Weapon



を設定します。 ソケットを作成したら、このソケットの位置にオブジェクトを作成（「スポーン」）するか、バインディングメカニズム（ AttachTo



関数）を介してオブジェクトをソケットにバインドAttachTo



ます。 このシステムは、Unityとは異なり少し混乱しますが、より普遍的です。 ポイント名を一度設定することで、ゲームロジックをモデル設定から分離できます。 さらに、1つのスケルトンを持つ複数のモデルがある場合、ソケットはスケルトンにのみ追加する必要があります。 シューティングデモでは、ソケットを使用してシェルとショットエフェクトを作成します。

アニメーションシステム（Unity）

キャラクターがあり、入力の操作方法がわかっているので、アニメーションを再生する必要があります。 Unityにはこのためのアニメーションコントローラーがあり、キャラクターの特定の状態を記述します。 たとえば、走ったり、ジャンプしたり、死んだりします。 各ブロックには独自のアニメーションクリップがあり、次のような遷移グラフを設定します。

この回路はAnimation Controllerと呼ばれますが 、内部ロジックはありません。 これは単なる状態ベースのアニメーション切り替えスキームです。 それが機能するために、キャラクターの状態に対応する変数の名前をこのコントローラーで事前に発表します。 アニメーション制御スクリプトは、多くの場合、これらの状態をフレームごとにコントローラーに渡します。

状態間の遷移（図の矢印で表示）では、遷移条件を構成します。 クロスフェードアニメーションを設定できます。 1つのアニメーションがフェードアウトし、もう1つのアニメーションが継続して、スムーズに組み合わされる時間。

アニメーションシステム（UE4）

Unrealでは、すべてがブループリントによって行われ、アニメーションも例外ではありません。 Animation Blueprint



を制御するAnimation Blueprint



を作成します。 状態グラフでもあります。 これがステートマシンの外観です。動きや死の状態に応じて、キャラクターの最終的なアニメーションを制御します。

ここでは、 Idle / Run、Jump、Deadのよく知られた状態を確認します 。 ただし、1つのノードがIdleとRunを組み合わせています 。 内部にはいわゆるBlend Space 1Dがあり 、1つ以上の変数の値に応じてアニメーションをスムーズに遷移させるために使用されます。 ブレンドスペースを使用すると、キャラクターの速度をアイドルアニメーションとランアニメーションの間の遷移にバインドできます 。 さらに、いくつかの移行ポイントを構成することもできます。 たとえば、ゼロから1秒あたり1メートルまで、キャラクターはゆっくりと移動します。これは、 アイドルアニメーションとウォークアニメーションの間で補間される動きになります。 そして、特定のしきい値の後、 実行がオンになります。 そして、これはすべて、 Blend Stateに対応するAnimation Blueprint'aの1つのノードにあります。

矢印は状態間の遷移を示しますが、Unityとは異なり、これらの遷移の内部ロジックを実装するブループリントを作成できます。 アニメーションブループリントは、使用されるキャラクターにアクセスできるため、ブループリント自体はそのパラメーター（速度など）を参照します。 これは、キャラクターの現在の状態に使用されないパラメーターを計算しないことを可能にするため、追加の最適化と見なすことができます。

Unrealには多くのアニメーションツールがあります。 モンタージュは、アニメーション化されたクリップとそのフラグメントを組み合わせることができるサブシステムおよびエディターです。

モーションステートマシンと、 モンタージュツールで再生する攻撃アニメーションの組み合わせを次に示します。

写真の下部には、 アニメーションブループリントダイアグラムの断片があります。これは、武器からのショットに対する反応を担当します。 モンタージュプレイコマンドは、ショットアニメーションをオンにし、その後、 ディレイが終了するまで待機し、 モンタージュストップコマンドによってアニメーションがオフになります。 これは、アニメーションステートマシンでアニメーションクリップを1回再生するように設定できないためです。 アニメーションがループされ、キャラクターの何らかの状態に対応する場合、ステートマシンを介してアニメーションを制御できます。 イベントごとに1つのアニメーションクリップを再生する場合は、 モンタージュを使用して実行できます。

ネストされたプレハブの問題

Unityの大きな問題は、ネストされたプレハブです。 問題に慣れていない場合は、例を検討してください。

「ラップトップ付きのテーブル」オブジェクトがプレハブtable1に保存され、次に2つ目の同様のオブジェクトが必要でしたが、ラップトップの画面が緑色であるとします。 新しいプレハブ-table2を作成し、古いラップトップをそこにドラッグし、画面の色を緑に変更して保存します。 その結果、2番目のプレハブであるtable2は完全に新しいオブジェクトになり、元のオブジェクトへの参照はありません。 最初のプレハブを変更しても、2番目のプレハブには何の影響もありません。 最も単純なケースですが、それでもエンジンによってサポートされていません。

Unrealでは、 Blueprintの継承のおかげで、そのような問題はありません。ソースオブジェクトの変更はすべての子オブジェクトに影響します。 これは、ゲームオブジェクト、キャラクター、何らかのロジック、またはステージ上の静的オブジェクトだけでなく、インターフェイスシステムにも役立ちます。

一方、Asset Storeのアセットを使用して、Unityでこの問題を解決することができます。 Unityには、 ネストされたプレハブと呼ばれるプラグイン、エンジン拡張機能があります。 いくつかの同様のシステムがありますが、それらはエンジン上で作られた小さな松葉杖であり、サポートはありません。 彼らはオブジェクトの内部状態を保存しようとしています。 ゲームシーンが開始されると、内部構造、フィールド、プロパティなどを復元し、シーン内の古いオブジェクトを削除し、プレハブのインスタンスに置き換えようとします。 その結果、組み込みプレハブの利便性だけでなく、不要なブレーキ、不要なデータのコピーおよびオブジェクトの作成も可能になります。 また、エンジン内の何かが変更された場合、これらのシステムは不明な理由で落ちることさえあります。

UIシステム

Unityでは、ウィンドウ要素またはウィジェットをprefabに保存できません。 試すことはできますが、同じプレハブの問題が発生します。エンジンは古いオブジェクトを忘れます。 そのため、Unityでは多くの場合、コントロールを作成し、スクリプトを追加してから、プレハブを作成せずにそれらをコピーします。 そのような「ウィジェット」に何か新しいものを追加する必要がある場合は、必要な変更を手動で繰り返す必要があります。

Unrealでは、インターフェイス要素をウィジェット（ウィジェットブループリント）に保存し、いくつかのコントロールに基づいて新しい要素をすばやく作成できます。 ボタンと碑文を作成し、ステータスバーウィジェットにします。 標準のウィジェットと新しいウィジェットに基づいて、インターフェースウィンドウを迅速かつ便利に作成できます。 ちなみに、Blueprint'ovによりウィジェットも拡大しているため、視覚的なスキームに関する作業のロジックを説明できます。

Unrealでは、インターフェイスとすべてのウィジェットを編集するためのシステムが別のエディタータブで開きます。 Unityでは、インターフェイスは3Dシーンに直接配置された特別なCanvasオブジェクトを介して編集され、編集できない場合もあります。

長所と短所

初心者にとって、Unityエンジンははるかにシンプルで、確立されたコミュニティと多くの既製のソリューションがあります。 スクリプトを使用してエディターを展開したり、新しいメニューを追加したり、プロパティインスペクターを展開したりできます。

Unrealでは、エディター用に独自のウィンドウとツールを作成することもできますが、プラグインを作成する必要があるため、これはもう少し複雑です。これは別の記事のトピックです。 これはUnityよりも複雑です。ここに小さなスクリプトを記述して、エディターの機能を拡張する便利なボタンを表示することはできません。

Unrealの利点のうち、ビジュアルプログラミング、blueprint'ovの継承、UIウィジェット、多くの機能を備えたアニメーションシステムなどが注目に値します。 さらに、Unreal Engine 4には、 ゲームを作成するために設計されたクラスとコンポーネントの完全なセット、 Gameplay Frameworkがあります。 ゲームプレイフレームワークはエンジンの一部であり、すべてのプロジェクトテンプレートがエンジン上に作成されます。 Gameplay Frameworkのクラスには、ゲームモードの説明（ Game Mode ）とプレイヤーの状態（ Player State ）からゲームを保存する（ Gameを保存する）およびキャラクター管理（ Player Controller ）から多くの可能性があります 。 エンジンの特別な機能は、高度なネットワークサブシステム、専用サーバー、およびエディターでネットワークゲームを実行する機能です。

おわりに

Unity 5およびUnreal Engine 4エンジンと、Unrealエンジンでの作業を開始したときに発生する可能性のある特定の例と問題を比較しました。 Unityに固有の複雑さの一部は、Unreal Engine 4で解決されました。もちろん、これらのテクノロジーの包括的なレビューを1つのレポートで完全に行うことは不可能です。 ただし、この資料がエンジンの研究に役立つことを願っています。