Исправление смещения объектов физики Unreal Engine в движении пользовательской скелетной сетки

Устранение проблем с ротацией физических ресурсов в Unreal Engine

Работа со скелетными сетками в Unreal Engine часто может привести к неожиданному поведению, особенно при импорте из внешних инструментов, таких как Blender. Одна из распространенных проблем заключается в том, что физический ресурс выглядит смещенным или ведет себя так, как будто он был повернут на 90 градусов. Это может сбивать с толку, особенно если настройки коллизий и предварительный просмотр ресурсов в движке кажутся точными.

В одном сценарии разработчик использовал SafeMoveUpdatedComponent функция для перемещения сделанной на заказ скелетной сетки, но возникли несоответствия столкновений. Физический ресурс, казалось, сталкивался с предметами, как будто вращался. Отладка показала, что форма столкновения была правильной, но поведение не соответствовало предполагаемым последствиям.

Еще большее недоумение заключалось в том, что когда физический объект вручную поворачивали на 90 градусов, все работало безупречно. Это выдвинуло на первый план вопрос о том, почему Unreal Engine вообще неправильно обрабатывал вращение физических активов, особенно с учетом того, что скелетная модель выглядела выровненной.

Корневая проблема была определена как вращение корневой кости скелетной сетки в Blender. Однако это открытие вызвало еще один вопрос: почему это вращение не было немедленно перенесено в физический актив в Unreal Engine?

Понимание и решение проблемы ротации активов Unreal Engine Physics

Пользовательский скрипт Unreal Engine во многом зависит от SafeMoveUpdatedComponent обработка функций движения и столкновений. Эта команда перемещает компонент (в данном случае скелетную сетку) в соответствии с расчетными изменениями положения и вращения. Проблема заключается в том, что физический актив ведет себя так, как если бы он был повернут на 90 градусов, что приводит к ошибочному обнаружению столкновений. Скрипт компенсирует эти различия, вычисляя дельты положения и вращения с помощью специальных методов.

Еще одним важным аспектом сценария является использование FQuat для управления вращением. Здесь используются кватернионы, чтобы избежать распространенных проблем с вращением, таких как блокировка карданного подвеса, которая может возникнуть при использовании углов Эйлера для вращения. Скрипт принимает текущее вращение компонента, используя GetComponentQuat, умножает его на вновь вычисленный кватернион из дельты поворота и применяет его к компоненту. Это гарантирует, что сетка вращается точно в соответствии с ее движением в игровой среде.

РучкаУдар и СлайдВдольПоверхности команды управляют реакцией на столкновение. После обнаружения столкновения с использованием результата попадания функции движения эти команды определяют, как объект должен взаимодействовать с поверхностью, с которой он сталкивается. Скольжение по поверхности важно для реалистичной физики в играх, особенно при работе со скелетными моделями, которые могут часто взаимодействовать с окружающей средой. Эти команды гарантируют, что сетка движется плавно и точно даже после столкновений.

Помимо физических взаимодействий, скрипт содержит решение для модульного тестирования с использованием гарантировать команда. Эта команда гарантирует выполнение определенных условий во время выполнения, что важно для устранения неполадок. В этом контексте это помогает гарантировать, что поведение вращения и столкновения работает должным образом после каждого кадра движения. Эти тесты имеют решающее значение для обеспечения правильной работы физического ресурса в различных игровых настройках. Основная цель — обеспечить поворот корневой кости на 90 градусов, сохраняя при этом согласованность между скелетной сеткой и связанным с ней физическим активом.

// 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));
}

Решение проблем с выравниванием ресурсов Unreal Engine Physics

Физическая система Unreal Engine различает скелетная сетка и физический актив. Скелетная сетка, которая определяет внешний вид персонажа или предмета, может подвергаться различным преобразованиям (масштаб, вращение и перемещение), чем физический актив, который определяет, как сетка взаимодействует с окружающей средой. Во многих случаях корректировки, внесенные в скелетную сетку, не распространяются мгновенно на физический актив, что приводит к таким проблемам, как упомянутая выше, при которой физический ресурс кажется повернутым на 90 градусов.

Эта проблема часто возникает, когда скелетные сетки импортируются из внешних инструментов, таких как Blender. Blender и Unreal Engine используют разные системы координат, что приводит к проблемам с ориентацией. При импорте убедитесь, что сетка и ее корневая кость правильно выровнены и что перед экспортом были применены преобразования (например, поворот на 90 градусов). Это позволяет системе импорта FBX Unreal Engine правильно понимать данные, что приводит к точному выравниванию скелетной модели и связанного физического актива.

Еще один фактор, который следует изучить, — это роль Unreal. ComponentToWorld матрица. Эта матрица определяет, как компонент переводится в мировое пространство. Если вращение корневой кости не будет должным образом удалено или изменено во время импорта, это может привести к ошибкам, когда Unreal вычисляет мировое положение и вращение компонента. Исправление этой матрицы и обеспечение совмещения корневой кости с мировыми осями во время импорта может решить многие проблемы несовпадения.