Corrigindo o desalinhamento de ativos físicos do Unreal Engine no movimento de malha esquelética personalizada

Solução de problemas de rotação de ativos físicos no Unreal Engine

Trabalhar com malhas esqueléticas no Unreal Engine muitas vezes pode resultar em comportamento inesperado, especialmente quando importado de ferramentas externas como o Blender. Um problema comum é quando o ativo físico parece desalinhado ou age como se tivesse sido girado 90 graus. Isso pode ser intrigante, especialmente quando as configurações de colisão e a visualização dos ativos parecem precisas no mecanismo.

Em um cenário, um desenvolvedor usou o SafeMoveUpdatedComponent função para mover uma malha esquelética sob medida, mas encontrou discrepâncias de colisão. O ativo físico parecia estar colidindo com as coisas como se estivesse girando. A depuração revelou que o formato da colisão estava correto, mas o comportamento não correspondia às consequências pretendidas.

Ainda mais desconcertante, quando o objeto físico foi girado manualmente em 90 graus, tudo funcionou perfeitamente. Isso destacou a questão de por que o Unreal Engine não estava lidando corretamente com a rotação de ativos físicos, especialmente porque o modelo esquelético parecia estar alinhado.

A raiz do problema foi determinada como uma rotação do osso radicular da malha esquelética no Blender. No entanto, esta revelação levantou outra questão: por que esta rotação não foi imediatamente traduzida para o ativo físico no Unreal Engine?

Compreendendo e resolvendo a rotação de ativos físicos do Unreal Engine

O script personalizado do Unreal Engine depende muito do SafeMoveUpdatedComponent manipulação de movimento e colisão da função. Este comando move um componente (neste caso, uma malha esquelética) de acordo com a posição calculada e as alterações de rotação. O problema em questão é que o recurso físico se comporta como se tivesse sido girado 90 graus, resultando em detecção de colisão errônea. O script compensa essas diferenças calculando deltas de posição e rotação com técnicas especializadas.

Outro aspecto importante do roteiro é o uso de FQuat para lidar com a rotação. Quaternions são usados ​​aqui para evitar problemas comuns de rotação, como travamento do cardan, que pode ocorrer ao empregar ângulos de Euler para rotação. O script obtém a rotação atual do componente usando GetComponentQuat, multiplica-o por um quatérnio recém-calculado do delta de rotação e aplica-o ao componente. Isto garante que a malha seja girada precisamente de acordo com seu movimento no ambiente de jogo.

O Lidar comImpact e SlideAlongSurface comandos gerenciam a reação de colisão. Depois de detectar uma colisão usando o resultado de acerto da função de movimento, esses comandos determinam como o objeto deve interagir com a superfície com a qual colide. Deslizar pela superfície é essencial para a física realista em jogos, especialmente quando se trabalha com modelos esqueléticos que podem interagir frequentemente com o ambiente. Esses comandos garantem que a malha se mova de maneira suave e precisa, mesmo após colisões.

Além das interações físicas, o script contém uma solução para testes unitários utilizando o garantir comando. Este comando garante que determinadas condições sejam atendidas durante o tempo de execução, o que é importante para a solução de problemas. Neste contexto, ajuda a garantir que o comportamento de rotação e colisão funcione conforme pretendido após cada quadro de movimento. Esses testes são essenciais para garantir que o ativo físico funcione corretamente em diversas configurações de jogo. O objetivo geral é lidar com a rotação de 90 graus do osso radicular, mantendo a consistência entre a malha esquelética e seu ativo físico associado.

// 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));
}

Resolvendo problemas de alinhamento de ativos físicos do Unreal Engine

O sistema de física do Unreal Engine distingue entre um malha esquelética e um recurso de física. A malha do esqueleto, que especifica a aparência do personagem ou item, pode passar por diferentes transformações (escala, rotação e translação) do ativo físico, que define como a malha interage com o ambiente. Em muitas circunstâncias, os ajustes feitos na malha esquelética não se propagam instantaneamente para o ativo físico, resultando em problemas como o mencionado, em que o ativo físico parece girado em 90 graus.

Este problema acontece frequentemente quando malhas esqueléticas são importadas de ferramentas externas como o Blender. O Blender e o Unreal Engine usam sistemas de coordenadas distintos, resultando em problemas de orientação. Ao importar, verifique se a malha e sua osso da raiz estão devidamente alinhados e que as transformações (como a rotação de 90 graus) foram aplicadas antes da exportação. Isso permite que o sistema de importação FBX do Unreal Engine compreenda adequadamente os dados, resultando em um alinhamento preciso do modelo esquelético e do ativo físico associado.

Outro fator a examinar é o papel do Unreal ComponentToWorld matriz. Esta matriz determina como um componente é traduzido no espaço mundial. Se a rotação do osso raiz não for eliminada ou modificada adequadamente durante a importação, isso poderá criar erros quando o Unreal calcular a posição mundial e a rotação do componente. Corrigir esta matriz e garantir que a raiz óssea esteja alinhada com os eixos mundiais durante a importação pode resolver muitos problemas de desalinhamento.