Διόρθωση μη πραγματικής ευθυγράμμισης του στοιχείου φυσικής μηχανής στην προσαρμοσμένη κίνηση σκελετικών πλέγματος

Αντιμετώπιση προβλημάτων φυσικής περιστροφής στοιχείων σε Unreal Engine

Η εργασία με σκελετικά πλέγματα στο Unreal Engine μπορεί συχνά να οδηγήσει σε απροσδόκητη συμπεριφορά, ειδικά όταν εισάγεται από εξωτερικά εργαλεία όπως το Blender. Ένα κοινό πρόβλημα είναι όταν το στοιχείο της φυσικής εμφανίζεται λάθος ευθυγράμμιση ή λειτουργεί σαν να έχει περιστραφεί κατά 90 μοίρες. Αυτό μπορεί να είναι αινιγματικό, ειδικά όταν οι ρυθμίσεις σύγκρουσης και η προεπισκόπηση στοιχείων φαίνεται να είναι ακριβείς στον κινητήρα.

Σε ένα σενάριο, ένας προγραμματιστής χρησιμοποίησε το SafeMoveUpdatedComponent λειτουργία για τη μετακίνηση ενός σκελετικού πλέγματος κατά παραγγελία, αλλά αντιμετώπισαν αποκλίσεις σύγκρουσης. Το πλεονέκτημα της φυσικής φαινόταν να συγκρούεται με τα πράγματα σαν να περιστρέφεται. Ο εντοπισμός σφαλμάτων αποκάλυψε ότι το σχήμα της σύγκρουσης ήταν σωστό, αλλά η συμπεριφορά δεν ταιριάζει με τις επιδιωκόμενες συνέπειες.

Ακόμη πιο περίπλοκο, όταν το αντικείμενο της φυσικής περιστράφηκε χειροκίνητα κατά 90 μοίρες, όλα λειτουργούσαν άψογα. Αυτό υπογράμμισε το ερώτημα γιατί η Unreal Engine δεν χειριζόταν σωστά την περιστροφή των στοιχείων της φυσικής εξαρχής, ειδικά αφού το σκελετικό μοντέλο φαινόταν να είναι ευθυγραμμισμένο.

Το πρόβλημα της ρίζας προσδιορίστηκε ως περιστροφή του οστού της ρίζας του σκελετικού πλέγματος στο Blender. Ωστόσο, αυτή η αποκάλυψη έθεσε ένα άλλο ερώτημα: γιατί αυτή η περιστροφή δεν μεταφράστηκε αμέσως στο στοιχείο της φυσικής στο Unreal Engine;

Κατανόηση και επίλυση της εξωπραγματικής περιστροφής στοιχείων της φυσικής μηχανής

Το προσαρμοσμένο σενάριο Unreal Engine βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στο SafeMoveUpdatedComponent χειρισμός της κίνησης και της σύγκρουσης. Αυτή η εντολή μετακινεί ένα εξάρτημα (σε αυτήν την περίπτωση, ένα σκελετικό πλέγμα) σύμφωνα με τις υπολογισμένες αλλαγές θέσης και περιστροφής. Το θέμα είναι ότι το στοιχείο της φυσικής συμπεριφέρεται σαν να έχει περιστραφεί κατά 90 μοίρες, με αποτέλεσμα τον εσφαλμένο εντοπισμό σύγκρουσης. Το σενάριο αντισταθμίζει αυτές τις διαφορές υπολογίζοντας τα δέλτα θέσης και περιστροφής με εξειδικευμένες τεχνικές.

Μια άλλη σημαντική πτυχή του σεναρίου είναι η χρήση του FQuat να χειριστεί την περιστροφή. Τα τεταρτημόρια χρησιμοποιούνται εδώ για να αποφευχθούν κοινά προβλήματα περιστροφής, όπως το κλείδωμα του αντίζυγου, το οποίο μπορεί να προκύψει όταν χρησιμοποιούνται γωνίες Euler για περιστροφή. Το σενάριο λαμβάνει την τρέχουσα περιστροφή του στοιχείου χρησιμοποιώντας GetComponentQuat, το πολλαπλασιάζει με ένα προσφάτως υπολογισμένο τεταρτοταγές από το δέλτα περιστροφής και το εφαρμόζει στη συνιστώσα. Αυτό εγγυάται ότι το πλέγμα περιστρέφεται ακριβώς σύμφωνα με την κίνησή του στο περιβάλλον του παιχνιδιού.

Ο HandleImpact και SlideAlongSurface οι εντολές διαχειρίζονται την αντίδραση σύγκρουσης. Μετά την ανίχνευση μιας σύγκρουσης χρησιμοποιώντας το αποτέλεσμα χτυπήματος της συνάρτησης κίνησης, αυτές οι εντολές υπαγορεύουν πώς το αντικείμενο πρέπει να αλληλεπιδρά με την επιφάνεια με την οποία συγκρούεται. Η ολίσθηση προς τα κάτω στην επιφάνεια είναι απαραίτητη για τη ρεαλιστική φυσική στα παιχνίδια, ειδικά όταν εργάζεστε με σκελετικά μοντέλα που μπορεί να αλληλεπιδρούν συχνά με το περιβάλλον. Αυτές οι εντολές διασφαλίζουν ότι το πλέγμα κινείται ομαλά και με ακρίβεια ακόμα και μετά από συγκρούσεις.

Εκτός από τις φυσικές αλληλεπιδράσεις, το σενάριο περιέχει μια λύση για δοκιμή μονάδας χρησιμοποιώντας το εξασφαλίζω εντολή. Αυτή η εντολή διασφαλίζει ότι πληρούνται ορισμένες προϋποθέσεις κατά τη διάρκεια του χρόνου εκτέλεσης, κάτι που είναι σημαντικό για την αντιμετώπιση προβλημάτων. Σε αυτό το πλαίσιο, βοηθά να διασφαλιστεί ότι η συμπεριφορά περιστροφής και σύγκρουσης λειτουργούν όπως προβλέπεται μετά από κάθε πλαίσιο κίνησης. Αυτές οι δοκιμές είναι κρίσιμες για τη διασφάλιση ότι το στοιχείο της φυσικής λειτουργεί σωστά σε μια ποικιλία ρυθμίσεων παιχνιδιού. Ο γενικός στόχος είναι να χειριστείτε την περιστροφή 90 μοιρών του οστού της ρίζας διατηρώντας παράλληλα τη συνοχή μεταξύ του σκελετικού πλέγματος και του σχετικού φυσικού του στοιχείου.

// Approach 1: Correcting Physics Asset Rotation via Root Bone Adjustment
#include "YourCustomMovementComponent.h"
#include "GameFramework/Actor.h"
#include "Components/SkeletalMeshComponent.h"
#include "DrawDebugHelpers.h"

// Calculate position and rotation deltas based on DeltaTime
FVector PositionDelta = CalculatePositionDelta(DeltaTime);
FRotator RotationDelta = CalculateRotationDelta(DeltaTime);

// Correct the rotation based on root bone orientation
FQuat CorrectedRotation = UpdatedComponent->GetComponentQuat() * FQuat(RotationDelta);

// Check for collision and handle impacts
FHitResult Hit(1.0f);
SafeMoveUpdatedComponent(PositionDelta, CorrectedRotation, true, Hit);
if (Hit.IsValidBlockingHit())
{
    HandleImpact(Hit, DeltaTime, PositionDelta);
    SlideAlongSurface(PositionDelta, 1.0f - Hit.Time, Hit.Normal, Hit, true);
}

// Update velocity to account for movement
UpdateComponentVelocity();

// Unit test for verifying correct collision behavior
void TestPhysicsAssetRotation()
{
    FVector TestPositionDelta = FVector(100.0f, 0.0f, 0.0f);
    FQuat TestRotation = FQuat::MakeFromEuler(FVector(0, 90, 0));
    // Simulate movement
    SafeMoveUpdatedComponent(TestPositionDelta, TestRotation, true, Hit);
    ensure(Hit.IsValidBlockingHit());
}

// Approach 2: Adjusting Root Bone and Axis Orientation in Blender
// In Blender, apply transformations to your mesh before exporting
// 1. Select your mesh and press Ctrl + A to apply rotation and scale.
// 2. Ensure that the root bone has no inherent rotation (rotation set to 0).

// Unreal Engine: Use FBX Import Settings
// 1. When importing into Unreal, set the import rotation to ensure
//    that Unreal Engine aligns the asset correctly.
FbxImportOptions->bForceFrontXAxis = true;
FbxImportOptions->ImportRotation = FRotator(0, 0, 0);

// Unit test in Unreal to verify import orientation
void TestImportedPhysicsAssetRotation()
{
    USkeletalMeshComponent* TestMesh = NewObject<USkeletalMeshComponent>();
    FRotator ExpectedRotation = FRotator(0, 90, 0);
    ensure(TestMesh->GetComponentRotation().Equals(ExpectedRotation));
}

Αντιμετώπιση ζητημάτων ευθυγράμμισης στοιχείων μη πραγματικού φυσικού κινητήρα

Το σύστημα φυσικής της Unreal Engine κάνει διάκριση μεταξύ α σκελετικό πλέγμα και ένα περιουσιακό στοιχείο της φυσικής. Το σκελετό πλέγμα, το οποίο καθορίζει την εμφάνιση του χαρακτήρα ή του αντικειμένου, μπορεί να υποστεί διαφορετικούς μετασχηματισμούς (κλίμακα, περιστροφή και μετάφραση) από το στοιχείο της φυσικής, το οποίο καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο το πλέγμα αλληλεπιδρά με το περιβάλλον. Σε πολλές περιπτώσεις, οι προσαρμογές που γίνονται στο σκελετικό πλέγμα δεν μεταδίδονται αμέσως στο στοιχείο της φυσικής, με αποτέλεσμα ζητήματα όπως αυτό που αναφέρθηκε, στο οποίο το στοιχείο φυσικής φαίνεται να περιστρέφεται κατά 90 μοίρες.

Αυτό το ζήτημα συμβαίνει συχνά όταν εισάγονται σκελετικά πλέγματα από εξωτερικά εργαλεία όπως το Blender. Το Blender και το Unreal Engine χρησιμοποιούν διαφορετικά συστήματα συντεταγμένων, με αποτέλεσμα προβλήματα προσανατολισμού. Κατά την εισαγωγή, ελέγξτε ότι το πλέγμα και το πλέγμα του οστό της ρίζας είναι σωστά ευθυγραμμισμένα και ότι οι μετασχηματισμοί (όπως η περιστροφή 90 μοιρών) έχουν εφαρμοστεί πριν από την εξαγωγή. Αυτό επιτρέπει στο σύστημα εισαγωγής FBX της Unreal Engine να κατανοεί κατάλληλα τα δεδομένα, με αποτέλεσμα την ακριβή ευθυγράμμιση του σκελετικού μοντέλου και του σχετικού στοιχείου φυσικής.

Ένας άλλος παράγοντας που πρέπει να εξεταστεί είναι ο ρόλος του Unreal ComponentToWorld μήτρα. Αυτός ο πίνακας καθορίζει πώς μεταφράζεται ένα στοιχείο στον παγκόσμιο χώρο. Εάν η περιστροφή του οστού ρίζας δεν εξαλειφθεί ή τροποποιηθεί σωστά κατά την εισαγωγή, μπορεί να δημιουργήσει σφάλματα όταν το Unreal υπολογίζει την παγκόσμια θέση και την περιστροφή του στοιχείου. Η διόρθωση αυτής της μήτρας και η διασφάλιση της ευθυγράμμισης του οστού της ρίζας με τους παγκόσμιους άξονες κατά την εισαγωγή μπορεί να επιλύσει πολλά ζητήματα κακής ευθυγράμμισης.