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  • Aery的UE4 C++游戏开发之旅(4)加载资源&创建对象

    在UE4中,项目中的所有资源都是存储在硬盘中,当需要用到资源时,则需要将其加载进入内存中使用。为了更好的表示(引用)资源,UE4提供了两种引用资源的方式——硬引用、软引用。

    资源的硬引用


    硬性引用,即对象 A 引用对象 B,并导致对象 B 在对象 A 加载时加载。通俗点说,硬引用所表示的资源在引用初始化时就加载进内存,因此硬引用的资源几乎不需要加载方法。

    硬指针

    引用资源的最简单方法是创建指针UProperty并为它指定一个类别,这种称为硬指针。
    在UE4中,如果有一个硬UObject指针属性引用了一个资源(往往在蓝图上设置引用),则加载包含这个属性的对象(放在贴图中,或者从gameinfo等引用)时,就会加载这个资源。

    UPROPERTY(EditDefaultsOnly, Category=Building)
    USoundCue* ConstructionStartStinger;
    

    FObjectFinder<T> / FClassFinder<T>

    若需要用C++代码而非蓝图来设置引用,则往往需要FObjectFinder、FClassFinder。

    #include "UObject/ConstructorHelpers.h" \需要include的头文件
    

    在UE4源码里面,FObjectFinder构造函数里通过调用LoadObject()来加载资源,而FClassFinder构造函数里调用的也是LoadObject()。

    注意在使用它们的时候还得遵守如下规则:

    • 只能在类的构造函数中使用,如果在普通的逻辑代码中嵌套这份代码,会引起整个编译器的crash。(实际上里面代码就有检查是否在构造函数里,否则crash)
    • 其次,FObjectFinder/FClassFinder变量必须是static的,从而保证只有一份资源实例。
    1. FObjectFinder<T>:一般用来加载非蓝图资源,比如StaticMesh、Material、SoundWave、ParticlesSystem、AnimSequence、SkeletalMesh等资源:
    static ConstructorHelpers::FObjectFinder<UTexture2D> ObjectFinder(TEXT("Texture2D'/Game/Textures/tex1.tex1'"));
    UTexture2D* Texture2D = ObjectFinder.Object;
    
    1. FClassFinder<T>:一般用来加载蓝图资源并获取蓝图Class。这是因为如果C++要用蓝图创建对象,必须先获取蓝图的Class,然后再通过Class生成蓝图对象:
    static ConstructorHelpers::FClassFinder<AActor> BPClassFinder(TEXT("/Game/Blueprints/MyBP"));
    TSubclassOf<AActor> BPClass = BPClassFinder.Class;
    ...//利用Class生成蓝图对象
    
    • FClassFinder的模版名不能直接写UBlueprint,例如:FClassFinder<UBlueprint>是错误的。创建蓝图时选择的是什么父类,则写对应的父类名,假如是Actor,那么要写成:FClassFinder<AActor>,否则无法加载成功。
    • FClassFinder的模版名必须和TSubclassOf变量的模版名一致,当然也可使用UClass*代替TSubclassOf<T>。实际上TSubclassOf<T>也是UClass*,只是更加强调这个Class是从T派生出来的。
    • 在启动游戏时若报错提示找不到文件而崩溃(例如:Default property warnings and errors:Error: COD Constructor (MyGameMode): Failed to find /Game/MyProject/MyBP.MyBP)
      这是因为UE4资源路径的一个规范问题,解决办法有两种:
      1. 在copy reference出来的文件路径后面加_C,例如:"Blueprint'/Game/Blueprints/MyBP.MyBP_C'"(_C可以理解为获取Class的意思)。
      2. 去掉路径前缀,例如:"/Game/Blueprints/MyBP"

    资源的软引用


    软性引用,即对象 A 通过间接机制(例如字符串形式的对象路径)来引用对象 B。

    硬引用的问题是在容易一开始就加载全部硬引用表示的资源,这可能导致资源载入时间过长。而软引用则是可随时灵活加载资源的一种引用,而不用硬性地一开始就加载。

    FSoftObjectPaths、FStringAssetReference

    1. FSoftObjectPath:是一个简单的结构体,其中包含了资源的完整名称(一个字符串)。它实质就是用一个字符串来表示对应的资源,从而可以随时通过字符串找到硬盘上的目标资源,将其载入进内存。

    FSoftObjectPath.SolveObject() 可以检查其引用的资源是否已经载入在内存中,若载入则返还资源对象指针,否则返还空。
    FSoftObjectPath.IsPending() 可检查资源是否已准备好可供访问。而如何利用FSoftObjectPath加载资源进内存,后面还会说到。

    1. FStringAssetReference:其实只是一个听起来更容易理解的别名,它实际在UE4源码里是这样的:
    typedef FSoftObjectPath FStringAssetReference;
    

    TSoftObjectPtr<T>

    TSoftObjectPtr是包含了FSoftObjectPath的TWeakObjectPtr,可通过模板参数来设置特定资源类型,这样就可以限制编辑器UI仅允许选择特定的资源种类。

    TSoftObjectPtr.Get() 可以检查其引用的资源是否已经载入在内存中,若已载入则返还资源对象指针,否则返还空。想要资源加载进内存,则可以调用ToSoftObjectPath()来得到FSoftObjectPaths用于加载。

    同步加载资源


    LoadObject/LoadClass

    1. LoadObject<T>():加载UObject,一般用来加载非蓝图资源。
    UTexture2D* Texture2D  = LoadObject<UTexture2D>(nullptr,TEXT("Texture2D'/Game/Textures/tex1.tex1'"));
    
    1. LoadClass<T>():加载UClass,一般用来加载蓝图资源并获取蓝图Class。实际上源码里LoadClass的实现是调用LoadObject并获取类型。
      • LoadClass的模版名称,和上面FClassFinder一样,不能直接写UBlueprint。
      • LoadClass路径规范也和上面的FClassFinder一样,带_C后缀或去掉前缀。

    另外有两个函数叫:StaticLoadObject()和StaticLoadClass(),是LoadObject()和LoadClass()的早期版本,前两者需要手动强转和填写冗杂参数,后两者则是前两者的封装,使用更方便,推荐使用后者。

    TSubclassOf<AActor> BPClass = LoadClass<AActor>(nullptr, TEXT("/Game/Blueprints/MyBP"));
    

    此外一提,还有一个可能常用的全局函数FindObject(),用来查询资源是否载入进内存,若存在则返还资源对象指针,否则返还空。但是我们不用先查询再使用LoadXXX,因为LoadXXX里本身就有用到FindObject来检查存在性。

    TryLoad/LoadSynchronous

    1. TryLoad():FSoftObjectPaths的方法,直接根据路径加载资源。
    2. LoadSynchronous():TSoftObjectPtr<T>的方法,也是直接根据路径加载资源。

    由于软引用里包含资源完整路径名,因此无需再写一次路径名,而是调用如上成员方法来加载资源进内存。而软引用的作用不仅如此,它还可以用于下面要介绍的资源异步加载方式。

    异步加载资源


    即使可以控制加载资源的时机,但如果加载的资源对象很大(或者同一时刻加载多个资源),还是会造成卡顿,为了避免阻塞主线程,异步加载的方式必不可少。

    FStreamableManager.RequestAsyncLoad()

    首先,需要创建FStreamableManager,官方建议将它放在某类全局游戏单例对象中,例如使用GameSingletonClassName在DefaultEngine.ini中指定的对象。

    1. FStreamableManager.RequestAsyncLoad():将异步加载一组资源并在完成后调用委托。
    void UGameCheatManager::GrantItems()
    {      
           //获取 FStreamableManager的单例对象引用
           FStreamableManager& Streamable = ...;
    
           //得到一组软引用
           TArray<FSoftObjectPath> ItemsToStream;
           for(int32 i = 0; i < ItemList.Num(); ++i)
           ItemsToStream.AddUnique(ItemList[i].ToStringReference());
    
           //根据一组软引用来异步加载一组资源,加载完后调用委托
           Streamable.RequestAsyncLoad(ItemsToStream, FStreamableDelegate::CreateUObject(this, &UGameCheatManager::GrantItemsDeferred));
    }
    
    void UGameCheatManager::GrantItemsDeferred()
    {
           //do something....
    }
    

    FStreamableManager其实也有同步加载的方法:SynchronousLoad()方法将进行一次简单的块加载并返回对象。

    卸载资源


    如果资源永不再使用,想将资源对象从内存上卸载,代码如下:

    Texture2D* mytex; //这里假设mytex合法有效  
    
    mytex->ConditionalBeginDestroy();  
    mytex = NULL;  
    GetWorld()->ForceGarbageCollection(true); 
    

    创建对象


    UE4的对象(即从UObject派生出来的类对象)最好不要用C++的new/delete,而应使用UE4提供的对象生成方法,要不然继承UObject的垃圾回收能力就无从用处。

    创建一般对象

    如果有UObject的派生类(非Actor、非Component),那么可使用NewObject()模板函数来创建其实例对象:

    UMyObject* MyObject = NewObject<UMyObject>();
    

    创建Actor派生类对象

    生成AActor派生类对象不要用NewObject或new,而要用UWorld::SpawnActor()

    UWorld* World = GetWorld();
    FVector pos(150, 0, 20);
    AMyActor* MyActor = World->SpawnActor<AMyActor>(pos,FRotator::ZeroRotator);
    

    注意SpawnActor不能放在构造函数,但是可以放在其他时期的函数里,例如BeginPlay()、Tick()...否则可能会编译后就crash。

    创建Component派生类对象

    为Actor创建组件,可使用UObject::CreateDefaultSubobject()模板函数

    UCameraComponent* Camera = CreateDefaultSubobject<UCameraComponent>(TEXT("Camera0"));
    
    • CreateDefaultSubobject必须写在Actor的无参构造函数中,否则crash。
    • CreateDefaultSubobject中的TEXT或者FName参数在同一个Actor中不能重复,否则crash。
    • 一定要添加RegisterComponent(),否则编辑器不会显示。

    创建蓝图对象

    蓝图由于本质是一种脚本,不是直接的C++类,因此往往需要借助动态类型来生成蓝图对象。所有的加载资源并创建到场景中的方式都离不开SpawnActor这一句代码。

    1.通过已确定的父类来生成蓝图对象

    AMyActor* spawnActor = GetWorld()->SpawnActor<AMyActor>(AMyActor::StaticClass());  
    

    如果你的蓝图派生于某个C++类,那么可以直接访问该类的StaticClass()并用于SpawnActor来创建蓝图对象。

    2.通过UClass生成蓝图对象

        UClass* BPClass = LoadClass<AActor>(nullptr, TEXT("/Game/Blueprints/MyBP"));    //TSubclassOf<AActor>同理
        AActor* spawnActor = GetWorld()->SpawnActor<AActor>(BPClass);
    

    3.通过UObject生成蓝图对象

    若得到UObject则需要先转换成UBlueprint,再通过GeneratedClass获取UClass来生成蓝图对象

        FStringAssetReference asset = "Blueprint'/Game/BluePrint/TestObj.TestObj'";  
        UObject* itemObj = asset.ResolveObject();  
        UBlueprint* gen = Cast<UBlueprint>(itemObj);  
        if (gen != NULL)   
        {  
            AActor* spawnActor = GetWorld()->SpawnActor<AActor>(gen->GeneratedClass);  
        }
    

    参考


    虚幻引擎4 官方文档 | 引用资源

    虚幻引擎4 官方文档 | 异步资源加载

    UE4:四种加载资源的方式

    [UE4]C++实现动态加载的问题:LoadClass()和LoadObject()

    Unreal Cook Book:创建对象的的几种姿势(C++)

    ue4 c++加载蓝图类,资源方式

    [UE4]C++实现动态加载的问题

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/KillerAery/p/12031057.html
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