【虚幻引擎】UE4源码解析FWorldContent、UWorld、ULevel、UGameInstance、UEngine
一、UEngine
- Engine,因为也是很基础的类,再加上开发过程中会经常访问到该类型,因此UE4引擎也在代码全局范围内定义了一个该类型的全局变量:UEngine* GEngine供开发者直接调用。该最基础的类型分化成了两个子类:UGameEngine和UEditorEngine。
- UGameEngine保存了唯一的一个UGameInstance* GameInstance指针,这是符合情理的,因为当我们在实际运行游戏(而不是运行项目或在项目里PIE)时,整个游戏只会有一个GameInstance,因此UGameEngine就直接保存了该GameInstance的指针。
- UEditorEngine包含了两个UWorld指针:一个是UWorld* PlayWorld指针,一个是UWorld* EditorWorld,这也说明了我们的编辑器其实就是UE4引擎创建的一个World,一个“游戏”,然后我们在这个“游戏”里面去创建新的游戏。无论是哪一个World,我们都可以通过其对象查找到其WorldContext,然后再查找到其GameInstance,也就是说在编辑器模式下其实是有两个GameInstance的。
二、UGameInstance
- UGameInstance是一个运行游戏的高级管理者,用来保存FWorldContext对象和整个游戏信息。 它拥有一个FWorldContext指针,一般来说,一个游戏只会实例化一个GameInstance,生存周期持续到游戏结束,编辑器模式下,生存周期为打开Editor到关闭Editor。实例化的位置:GameInstance在EngineLoop::PreInit()->PreInitPostStartupScreen()->LoadModulesForProject()->…->UClass::CreateDefaultObject()。
- UGameInstance类型除了会保存FWorldContext* WorldContext,还保存了当前游戏里所有的Local Player、Game Session等信息。
- 我们在切换Level的时候,其内的各种数据都会被释放然后重新生成,也就是说会丢失数据,哪怕是管理Level的World也是(只要切换Persistent Level,UWorld都会被释放然后重新生成新UWorld再来存放Persistent Level,从而造成数据丢失),因此UGameInstance就非常适合用于编写独立于所有Level和World之外的功能。
三、FWorldContent
- 在UE4引擎中,有些时候(例如开发的时候)并不会只存在一个World,因此UE4引擎提供了一个类型来管理多个World——FWorldContext。需要注意这个类型以F开头,也就是说该类型不再派生自UObject或AActor。
- FWorldContext是UEngine用来管理世界生成、销毁、切换的类。看看它主要成员变量:
UWorld* ThisCurrentWorld;
UGameInstance* OwningGameInstance;
它拥有一个UWorld,也拥有一个指向UGameInstance的指针。 - 对于独立运行的游戏,WorldContext只有唯一的一个(Game WorldContext);对于编辑器模式,则是一个WorldContext给编辑器(Editor Context),一个WorldContext给PIE(PIE WorldContext),甚至还会有其他的WorldContext,如编辑器视图里面还没有运行的游戏场景的World(Preview World)
- FWorldContext类型的成员变量UWorld* ThisCurrentWorld会指向当前的World。当需要从一个World切换到另一个World的时候(如点击“播放”按钮之后,UE4引擎从编辑器视图的Preview World切换到PIE World),FWorldContext就会用来保存切换过程信息和目标World的上下文信息。
四、UWorld
- 很多时候仅仅只有一个关卡是不够的,如果我们的游戏场景尺寸非常巨大,要将这些庞大数量的Actor全部都塞进一个关卡里,势必会造成关卡的臃肿和维护的困难,若我们将这个巨大的场景根据一定规则划分,并能够实现在我们需要的时候读取一部分内容,或者释放掉我们不需要的内容,无论是在性能上还是开发过程都会起到良好的作用。因此UE4引擎提供了一个能够容纳多个关卡的类型——World。
- UWorld类型是从ULevel类型直接继承而来的,并添加了多个数组用于保存子关卡及其各自的Actors,以及保存了指向“Persistent Level”和“Current Level”的指针。
- UWorld使用的关卡就是“Persistent Level”,也就是项目编辑器视口打开了的持久性关卡,而UWorld使用的AWorldSettings也就是持久性关卡的AWorldSettings。但并不是说其他子关卡的AWorldSettings就完全没有用,部分配置例如光照配置,就是使用的各自关卡AWorldSettings的设置而不是照搬持久性关卡的设置。
- UWorld里面可以访问得到所有关卡(包括持久性关卡和子关卡)里的所有Actor,但是并不是说UWorld直接保存这些Actors,而仅仅只是通过遍历ULevel然后再遍历其Actor。
- UWorld是可视化场景的最高级对象,是放置和移除关卡的地方,它拥有一个PersistentLevel和一组StreamLevel。在standaloneGame下,一般只存在一个World;在编辑器模式下,存在不止一个World,比如场景编辑、PIE、各种带渲染的交互编辑工具窗口等,都是World。
主要成员变量:
TArray<class ULevel*> Levels; //所有Level
class ULevel* PersistentLevel;
FPhysScene* PhysicsScene;
五、ULevel
- 丰富多彩的Actor和Component构成了一个个功能强大的对象,现在需要有一个容器能够存放下这些所有的对象,存放这些所有元素的对象就是UE4提供的ULevel类型。
- 从关卡(Level)类型在C++代码里命名可知,Level类型也是继承自UObject类型的。
- 既然是继承自UObject类型,那自然也会继承了UObject提供的各种特性,其中也包括“编写脚本”的能力,因此每个ULevel对象也都自带了一个“ALevelScriptActor”对象用来实现“关卡蓝图”的功能。
- 关卡本身也需要支持一些可自定义的属性,例如设置关卡里的光照贴图、本关卡使用的游戏模式等等,因此该类型也自带着一个“书记官”——“AWorldSettings”类型用于记录这些每个关卡本身的可自定义属性。
- 关卡本身支持添加多个子关卡,又因为每个关卡都可以定义自己的游戏模式等属性,因此当一个“持久性关卡(Persistent Level)”里面被添加了多个子关卡时,实际使用到的“AWorldSettings”对象只会是持久性关卡的那一个。
- 关卡的作用是用来存放Actor及其派生类,因此关卡本身会有一个变量“TArray<AActor*> Actors”用来存放关卡内所有生成的Actor,“ALevelScriptActor”和“AWorldSettings”也理所当然地被保存到该数组里面。
- Level是一个场景内容的收集者,包括光照、声音、实例化网格体等等,一些通用的内容比如光照质量,集成到WorldSetting这个类里设置
主要成员变量:
TArray<AActor*> Actors;
AWorldSettings* WorldSettings;
ALevelScriptActor* LevelScriptActor; //关卡蓝图
最后总得来说就是,引擎初始化New一个GEngine出来,然后创建一个Gameinstance拥有一个FWorldContext指针,保存了所有的world参数信息,然后创建WorldContent里面包含了一个UWord的指针UWorld* ThisCurrentWorld指向当前的World,当我们使用Openlevel的时候会用到FWorldContext的参数,先卸载掉当前的World,然后在加载OpenLevel的world。
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