[Unreal][C++] 1인칭 슈팅 튜토리얼

1인칭 슈팅 튜토리얼

https://docs.unrealengine.com/5.3/ko/first-person-shooter-tutorial-in-unreal-engine/

일인칭 슈팅 C++ 튜토리얼

 

1. 프로젝트 구성하기

1) 프로젝트 생성

새 프로젝트 내 맵을 생성하고, 그 맵을 에디터 시작 맵으로 지정한다.

 

프로젝트 생성

• 게임 프로젝트 카테고리 내 기본(Blank) 템플릿 선택
• C++ 프로젝트 타입 선택
• 시작용 콘텐츠 비활성화
• 프로젝트 이름 FPSProject 지정

 

에디터 시작 맵 설정

• FPS 맵 생성
• 프로젝트 세팅에서 에디터 시작 맵 설정

 

2) 게임모드 C++ 클래스를 블루프린트 클래스로 확장하기

게임모드 C++ 클래스를 베이스로 블루프린트 클래스를 생성한 후 블루프린트 클래스를 디폴트 게임모드로 설정한다. 이때 기본으로 생성된 게임모드 C++ 클래스가 없다면 C++ 클래스 마법사로 생성이 필요하다.

 

블루프린트 클래스 생성

 

테스트를 위해 게임모드 C++ 클래스에 로그 코드를 추가하면, 다음과 같이 뷰포트에 로그가 나오게 된다.

 

게임모드 블루프린트 클래스 적용 완료

 

2. 캐릭터 구현하기

1) 캐릭터 생성하기

Visual Studio 솔루션에서 .h 및 .cpp 파일을 직접 추가할 수도 있지만, C++ 클래스 마법사를 사용하여 프로젝트에 새 클래스를 추가하는 것이 좋다. C++ 클래스 마법사를 사용하면 엔진이 UE별로 적합한 매크로를 구성하는 헤더 및 소스 템플릿을 생성한다.

 

캐릭터 생성

 

전 단계의 게임모드와 동일하게, 캐릭터 C++ 클래스도 블루프린트 클래스도 확장한 후 기본 캐릭터로 설정한다. 기본 게임모드에서 디폴트 폰 클래스에 지정하면 된다.

 

디폴트 폰 클래스 지정

 

2) 캐릭터 움직이기

WASD 키에 입력 축 매핑을 구성하여 새 캐릭터가 맵을 이동 하도록 할 것이다. 프로젝트 세팅에서 다음과 같이 축 매핑을 구성한다.

 

이동 축 매핑

• MoveForward: W, S
• MoveRight: D, A

 

다음으로 플레이어 입력 컴포넌트를 구성하고 FPSCharacter 클래스에 함수를 구현한다.

• InputComponent는 입력 데이터 처리 방식을 정의하는 컴포넌트로 입력을 수신할 액터에 붙일 수 있다.

 

// Fill out your copyright notice in the Description page of Project Settings.


#include "FPSCharacter.h"

// Sets default values
AFPSCharacter::AFPSCharacter()
{
 	// Set this character to call Tick() every frame.  You can turn this off to improve performance if you don't need it.
	PrimaryActorTick.bCanEverTick = true;

}

// Called when the game starts or when spawned
void AFPSCharacter::BeginPlay()
{
	Super::BeginPlay();
	
}

// Called every frame
void AFPSCharacter::Tick(float DeltaTime)
{
	Super::Tick(DeltaTime);

}

// Called to bind functionality to input
void AFPSCharacter::SetupPlayerInputComponent(UInputComponent* PlayerInputComponent)
{
	Super::SetupPlayerInputComponent(PlayerInputComponent);

	// 'movement' 바인딩을 구성합니다.
	PlayerInputComponent->BindAxis("MoveForward", this, &AFPSCharacter::MoveForward);
	PlayerInputComponent->BindAxis("MoveRight", this, &AFPSCharacter::MoveRight);
}

void AFPSCharacter::MoveForward(float Value)
{
	// 어디가 '앞'인지 찾고, 플레이어가 해당 방향으로 이동하고자 한다는 것을 기록합니다.
	FVector Direction = FRotationMatrix(Controller->GetControlRotation()).GetScaledAxis(EAxis::X);
	AddMovementInput(Direction, Value);
}    

void AFPSCharacter::MoveRight(float Value)
{
	// 어디가 '오른쪽'인지 찾고, 플레이어가 해당 방향으로 이동하고자 한다는 것을 기록합니다.
	FVector Direction = FRotationMatrix(Controller->GetControlRotation()).GetScaledAxis(EAxis::Y);
	AddMovementInput(Direction, Value);
}

 

여기까지 하면 캐릭터가 앞, 뒤, 양옆으로 이동할 수 있게 된다.

 

3) 마우스로 카메라 움직이기

캐릭터의 시선 및 이동 방향을 마우스로 조정하는 기능을 추가할 것이다. 축 매핑과 유사하게 프로젝트 세팅에서 회전 축 매핑을 구성한다.

 

회전 축 매핑

• Turn: Mouse X
• LookUp: Mouse Y

 

회전 및 바라보기에 대한 마우스 입력을 처리하는 코드를 추가한다. 

• Character 베이스 클래스에 AddControllerYawInput, AddControllerPitchInput 함수가 정의되어 있어 바인딩만 하면 된다.

 

void AFPSCharacter::SetupPlayerInputComponent(UInputComponent* PlayerInputComponent)
{
	Super::SetupPlayerInputComponent(PlayerInputComponent);

	// 'movement' 바인딩을 구성합니다.
	PlayerInputComponent->BindAxis("MoveForward", this, &AFPSCharacter::MoveForward);
	PlayerInputComponent->BindAxis("MoveRight", this, &AFPSCharacter::MoveRight);    
	
	// 'look' 바인딩을 구성합니다.
	PlayerInputComponent->BindAxis("Turn", this, &AFPSCharacter::AddControllerYawInput);
	PlayerInputComponent->BindAxis("LookUp", this, &AFPSCharacter::AddControllerPitchInput);
}

 

4) 캐릭터에 메시 추가하기

튜토리얼의 샘플 메시를 저장하고 임포트하여 준비한다.

 

애셋 임포트

 

캐릭터 블루프린트 클래스를 연 후 메시 컴포넌트에 준비한 메시를 선택한다. 추가로 트랜스폼을 설정하여 SkeletalMeshComponent를 CapsuleComponent에 정렬한다.

 

메시 추가

 

5) 카메라 뷰 변경하기

디폴트 카메라는 메시의 목 안쪽에 위치하여 개선이 필요하다. 위치, 필드 오브 뷰 등 카메라의 프로퍼티를 조정할 때 사용할 수 있는 FPS 카메라를 구성할 것이다.

 

먼저, 캐릭터 클래스 헤더 파일에서 포함된 파일 목록을 확장하여 카메라 관련 기능에 액세스 할 수 있도록 수정한다.

 

이때 에러가 발생한다면 추가한 코드의 위치를 확인해 보자!!!!!!!!!!
#include "FPSCharacter.generated.h" 위에 위치하도록 해야 한다.

#include "Camera/CameraComponent.h"
#include "Components/CapsuleComponent.h"

 

그 후 cpp 파일에서 카메라 컴포넌트 생성과 캡슐 컴포넌트 아래 카메라를 붙이는 코드를 추가한다. 그리고 카메라 위치와 폰이 카메라의 회전을 제어하도록 한다.

 

AFPSCharacter::AFPSCharacter()
{
 	// Set this character to call Tick() every frame.  You can turn this off to improve performance if you don't need it.
	PrimaryActorTick.bCanEverTick = true;

	// 일인칭 카메라 컴포넌트를 생성합니다.
	FPSCameraComponent = CreateDefaultSubobject<UCameraComponent>(TEXT("FirstPersonCamera"));
	check(FPSCameraComponent != nullptr);

	// 캡슐 컴포넌트에 카메라 컴포넌트를 어태치합니다.
	FPSCameraComponent->SetupAttachment(CastChecked<USceneComponent, UCapsuleComponent>(GetCapsuleComponent()));

	// 카메라가 눈 약간 위에 위치하도록 합니다.
	FPSCameraComponent->SetRelativeLocation(FVector(0.0f, 0.0f, 50.0f + BaseEyeHeight));

	// 폰이 카메라 회전을 제어하도록 합니다.
	FPSCameraComponent->bUsePawnControlRotation = true;
}

 

6) 캐릭터에 1인칭 메시 추가하기

FPS 게임을 만들 때는 보통 풀 바디 메시와 무기 및 손 메시라는 별도의 캐릭터 메시 2개를 사용한다. 풀 바디 메시는 3인칭 시점에서 캐릭터를 볼 때 사용되며, 플레이어가 1인칭 시점으로 게임을 볼 때는 숨겨진다. 무기 및 손 메시는 일반적으로 카메라에 붙어 있으며, 플레이어가 맵을 1인칭 시점으로 볼 때만 표시된다.

 

1인칭 메시

 

1인칭 메시를 위한 컴포넌트를 캐릭터 헤더 파일에 추가한 후 다음과 같이 C++ 파일의 생성자 함수에 추가한다.

• SetOnlyOwnerSee는 이 메시가 이 캐릭터에 빙의한 PlayerController 에만 보인다는 것을 의미한다.

 

// 소유 플레이어의 일인칭 메시 컴포넌트를 생성합니다.
FPSMesh = CreateDefaultSubobject<USkeletalMeshComponent>(TEXT("FirstPersonMesh"));
check(FPSMesh != nullptr);

// 소유 플레이어만 이 메시를 볼 수 있습니다.
FPSMesh->SetOnlyOwnerSee(true);

// FPS 메시를 FPS 카메라에 어태치합니다.
FPSMesh->SetupAttachment(FPSCameraComponent);

// 일부 인바이런먼트 섀도를 비활성화하여 단일 메시 같은 느낌을 보존합니다.
FPSMesh->bCastDynamicShadow = false;
FPSMesh->CastShadow = false;

// 소유 플레이어가 일반(삼인칭) 바디 메시를 볼 수 없습니다.
GetMesh()->SetOwnerNoSee(true);

 

 

1인칭 메시를 임포트한다. 이때 다음과 같이 설정한 후 임포트가 필요하다.

 

1인칭 메시 임포트

 

1인칭 메시를 1인칭 메시 컴포넌트에 추가한 후 실행하면, 기존 풀 메시는 보이지 않고 1인칭 메시만 보일 것이다. 만약, 여전히 풀 메시가 보인다면 블루프린트 클래스에서 메시 디테일 내 렌더링 설정을 변경하면 된다.

 

렌더링 설정 변경

 

3. 발사체 구현하기

1) 발사체 추가하기

C++ 클래스 마법사를 통해 FPSProjectile 액터를 생성한 후 발사체가 될 USphere 컴포넌트를 추가한다.

• USphereComponent CollisionComponent: Sphere 콜리전 컴포넌트이다
• ProjectileMovementComponent: 발사체 이동 컴포넌트이다.
• FireInDirection 함수: 발사 방향으로의 발사체 속도를 초기화한다.

 

AFPSProjectile::AFPSProjectile()
{
	// Set this actor to call Tick() every frame.  You can turn this off to improve performance if you don't need it.
	PrimaryActorTick.bCanEverTick = true;

	if (!RootComponent)
	{
		RootComponent = CreateDefaultSubobject<USceneComponent>(TEXT("ProjectileSceneComponent"));
	}

	if (!CollisionComponent)
	{
		// 스피어를 단순 콜리전 표현으로 사용합니다.
		CollisionComponent = CreateDefaultSubobject<USphereComponent>(TEXT("SphereComponent"));
		// 스피어의 콜리전 반경을 설정합니다.
		CollisionComponent->InitSphereRadius(15.0f);
		// 루트 컴포넌트가 콜리전 컴포넌트가 되도록 설정합니다.
		RootComponent = CollisionComponent;
	}

	if (!ProjectileMovementComponent)
	{
		// 이 컴포넌트를 사용하여 이 발사체의 이동을 주도합니다.
		ProjectileMovementComponent = CreateDefaultSubobject<UProjectileMovementComponent>(TEXT("ProjectileMovementComponent"));
		ProjectileMovementComponent->SetUpdatedComponent(CollisionComponent);
		ProjectileMovementComponent->InitialSpeed = 3000.0f;
		ProjectileMovementComponent->MaxSpeed = 3000.0f;
		ProjectileMovementComponent->bRotationFollowsVelocity = true;
		ProjectileMovementComponent->bShouldBounce = true;
		ProjectileMovementComponent->Bounciness = 0.3f;
		ProjectileMovementComponent->ProjectileGravityScale = 0.0f;
	}
}

// 발사 방향으로의 발사체 속도를 초기화하는 함수입니다.
void AFPSProjectile::FireInDirection(const FVector& ShootDirection)
{
	ProjectileMovementComponent->Velocity = ShootDirection * ProjectileMovementComponent->InitialSpeed;
}

 

이제 발사체를 표현할 메시와 머터리얼을 추가할 것이다.

 

튜토리얼에서 발사체 메시(Sphere)를 저장하고 임포트 한다. 기존에는 C++ 클래스를 블루프린트 클래스로 생성한 후 그 블루프린트 클래스에 메시를 설정하는 방식으로 진행했지만, 지금은 레퍼런스 복사를 통해 적용해 볼 것이다.

 

Sphere 스태틱 메시를 우클릭하고 레퍼런스 복사(Copy Reference)를 선택한 후 코드에 적용한다.

에셋 레퍼런스 경로는 콘텐츠 브라우저에 스피어 머티리얼을 저장한 위치에 따라 다를 수 있다.

또한 복사한 에셋 레퍼런스를 붙여 넣을 경우 에셋의 레퍼런스 경로 앞에 에셋의 타입 이름이 포함되어 있다. 여기서는 Material'/Game/Sphere.Sphere' 일 것이다. 에셋의 타입 이름(예: Material)을 레퍼런스 경로에서 제거했는지 확인해야 한다.

 

레퍼런스 복사

AFPSProjectile::AFPSProjectile()
{
    if (!ProjectileMeshComponent)
    {
        ProjectileMeshComponent = CreateDefaultSubobject<UStaticMeshComponent>(TEXT("ProjectileMeshComponent"));
        static ConstructorHelpers::FObjectFinder<UStaticMesh>Mesh(TEXT("'/Game/Sphere.Sphere'"));
        if (Mesh.Succeeded())
        {
            ProjectileMeshComponent->SetStaticMesh(Mesh.Object);
        }
    }
}

 

다음으로는 발사체의 머터리얼을 추가할 것이다. 콘텐츠 브라우저에서 머터리얼을 생성한 후 다음과 같이 설정한다.

 

발사체 머터리얼

 

메시와 동일하게 레퍼런스 복사를 이용해 메시 컴포넌트에 머터리얼을 추가한다.

 

AFPSProjectile::AFPSProjectile()
{
    static ConstructorHelpers::FObjectFinder<UMaterial>Material(TEXT("'/Game/SphereMaterial.SphereMaterial'"));
    if (Material.Succeeded())
    {
        ProjectileMaterialInstance = UMaterialInstanceDynamic::Create(Material.Object, ProjectileMeshComponent);
    }
    ProjectileMeshComponent->SetMaterial(0, ProjectileMaterialInstance);
    ProjectileMeshComponent->SetRelativeScale3D(FVector(0.09f, 0.09f, 0.09f));
    ProjectileMeshComponent->SetupAttachment(RootComponent);
}

 

2) 슈팅 구현하기

발사체 액터 추가가 완료되었다면, 프로젝트 세팅에서 발사체 생성을 위한 액션 매핑을 구성한다.

 

액션 매핑

• Fire: 왼쪽 마우스 버튼

 

그 후 캐릭터에 액션 매핑에 대해 바인딩이 필요하다. 왼쪽 마우스 버튼을 누르면 Fire 함수가 실행된다.

 

void AFPSCharacter::SetupPlayerInputComponent(UInputComponent* PlayerInputComponent)
{
	PlayerInputComponent->BindAction("Fire", IE_Pressed, this, &AFPSCharacter::Fire);
}

 

Fire 함수는 발사체 생성을 하며 속도를 초기화한다. 이때, 총구 방향(MuzzleOffset)과 발사체 클래스(ProjectileClass)는 캐릭터가 결정하며 이 값으로 발사체를 생성한다.

 

class FPSPROJECT_API AFPSCharacter : public ACharacter
{
protected:
	// 스폰할 발사체 클래스입니다.
	UPROPERTY(EditDefaultsOnly, Category = Projectile)
	TSubclassOf<class AFPSProjectile> ProjectileClass;

public:	
	// 발사체 발사를 처리하는 함수입니다.
	UFUNCTION()
	void Fire();

	// 카메라 위치로부터의 총구 오프셋입니다.
	UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = Gameplay)
	FVector MuzzleOffset;
};

void AFPSCharacter::Fire()
{
	// 발사체 발사를 시도합니다.
	if (ProjectileClass)
	{
		// 카메라 트랜스폼을 구합니다.
		FVector CameraLocation;
		FRotator CameraRotation;
		GetActorEyesViewPoint(CameraLocation, CameraRotation);

		// MuzzleOffset이 카메라 살짝 앞에서 발사체를 스폰하도록 설정합니다.
		MuzzleOffset.Set(100.0f, 0.0f, 0.0f);

		// MuzzleOffset을 카메라 스페이스에서 월드 스페이스로 변환합니다.
		FVector MuzzleLocation = CameraLocation + FTransform(CameraRotation).TransformVector(MuzzleOffset);

		// 조준이 살짝 위를 향하도록 왜곡합니다.
		FRotator MuzzleRotation = CameraRotation;
		MuzzleRotation.Pitch += 10.0f;

		UWorld* World = GetWorld();
		if (World)
		{
			FActorSpawnParameters SpawnParams;
			SpawnParams.Owner = this;
			SpawnParams.Instigator = GetInstigator();

			// 총구에 발사체를 스폰합니다.
			AFPSProjectile* Projectile = World->SpawnActor<AFPSProjectile>(ProjectileClass, MuzzleLocation, MuzzleRotation, SpawnParams);
			if (Projectile)
			{
				// 발사체의 초기 탄도를 설정합니다.
				FVector LaunchDirection = MuzzleRotation.Vector();
				Projectile->FireInDirection(LaunchDirection);
			}
		}
	}
}

 

이전 단계에서 추가한 발사체를 캐릭터 블루프린트 클래스에 추가하면, 왼쪽 마우스 버튼을 눌렀을 때 발사체가 발사되는 것을 볼 수 있다.

 

슈팅

 

3) 발사체 수명 제한하기

현재 발사체는 영구 지속되고 있어 수명을 제한해야 한다. 액터 클래스에서 제공하는 InitialLifeSpan로 생성자에 추가하여 발사체를 3초 후에 제거할 것이다.

 

AFPSProjectile::AFPSProjectile()
{
    // 3초 후 발사체를 제거합니다.
    InitialLifeSpan = 3.0f;
}

 

4) 발사체 콜리전

발사체가 월드의 다른 오브젝트와 충돌되도록 추가할 것이다. 먼저 콜리전 세팅 편집이 필요하다. 언리얼은 여러 개의 콜리전 채널을 함께 제공하지만, 커스터마이징 가능한 채널 또한 제공한다.

 

프로젝트 세팅의 콜리전에서 먼저 새 오브젝트 채널을 생성한다.

 

오브젝트 채널

• Block: 가로막힘

 

 

프리셋에서 새 프로파일을 생성하여 다음과 같이 콜리전 프리셋을 설정한다.

 

프리셋

 

새 콜리전 채널의 세팅을 FPSProjectile 액터에 적용하면, 이제 발사체의 콜리전 인터랙션을 탐지할 수 있고 이 콜리전이 반응하는 방식도 결정할 수 있다.

 

AFPSProjectile::AFPSProjectile()
{
    if (!CollisionComponent)
    {    
        // 스피어의 콜리전 프로파일 이름을 'Projectile'로 설정합니다.
        CollisionComponent->BodyInstance.SetCollisionProfileName(TEXT("Projectile"));    
        // 컴포넌트가 어딘가에 부딪힐 때 호출되는 이벤트입니다.
        CollisionComponent->OnComponentHit.AddDynamic(this, &AFPSProjectile::OnHit);
    }
}

// 발사체가 어딘가에 부딪힐 때 호출되는 함수입니다.
void AFPSProjectile::OnHit(UPrimitiveComponent* HitComponent, AActor* OtherActor, UPrimitiveComponent* OtherComponent, FVector NormalImpulse, const FHitResult& Hit)
{
    if (OtherActor != this && OtherComponent->IsSimulatingPhysics())
    {
        OtherComponent->AddImpulseAtLocation(ProjectileMovementComponent->Velocity * 100.0f, Hit.ImpactPoint);
    }
    Destroy();
}

 

테스트를 하면, 발사체가 큐브와 충돌하는 것을 확인할 수 있다. 이때 충돌되는 큐브는 피직스 시뮬레이션(Simulate Physics)이 체크되어 있어야 한다.

 

4. 캐릭터 애니메이션 추가하기

1) 캐릭터 애니메이팅하기

시작하기 전에 샘플 애니메이션을 임포트 한다. 애니메이션 임포트는 스켈레톤 선택이 필요한데, 이때 대상 메시를 올바르게 선택하지 않으면 나중에 맵 애니메이션에서 문제가 될 수 있다.

 

임포트 버튼 눌렀을 때 에러가 발생한다면, 애니메이션 탭 내 가장 가까운 바운더리에 스냅을 활성화시키면 된다.

애니메이션 임포트

 

애니메이션 블루프린트도 생성한다. 애니메이션과 동일한 스켈레톤을 선택한 후 부모 클래스는 애님 인스턴스(AnimInstance)로 선택한다.

 

애니메이션 블루프린트 생성

 

생성한 애니메이션 블루프린트를 연 뒤, IsRunning 이름을 가진 부울(Boolean) 변수를 추가한다. 애니메이션의 스테이트 머신을 구동할 애니메이션 트랜지션 변수를 생성한 것이다.

 

애니메이션 변수 추가

 

2) 이벤트 그래프 구성하기

게임이 실행되는 동안 생성한 애니메이션 트랜지션 변수가 제대로 발동하도록 애니메이션의 이벤트 그래프를 편집할 것이다. 애니메이션 블루프린트 내 이벤트 그래프에서 Event Blueprint Update Animation 노드를 선택한다. 이 노드는 애니메이션이 업데이트될 때마다 스테이트 변수를 업데이트하여 항상 변수가 게임 스테이트와 동기화되도록 할 수 있다.

 

Event Blueprint Update Animation 노드

 

IsRunning 변수를 변경하는 이벤트 그래프이다.

 

이벤트 그래프

1. 애니메이션이 업데이트될 때 실행된다.
2. 캐릭터의 속도를 가져와 속도 벡터의 길이를 반환한다.
3. 그 길이가 0보다 크다면 정지 상태가 아니기 때문에, 0보다 클 때 IsRunning 변수는 true가 되고 작을 때 false가 된다.

 

3) 애니메이션 스테이트 머신 추가하기

이제 만든 변수를 활용하는 스테이트 머신을 생성할 것이다. AnimGraph에서 스테이트 머신을 추가하고 Final Animation Pose 노드의 Result 입력 실행 핀에 연결한다.

튜토리얼에서는 새 스테이트 머신 추가...(Add New State Machine...)를 선택하라고 되어 있다.
만약 안 보인다면, State Machine을 선택하면 생성된다.

 

스테이트 머신 추가

 

생성한 스테이트 그래프를 열고 필요한 스테이트만큼 추가하는데, 이전에 임포트 한 애니메이션 수만큼 스테이트를 생성하면 된다.

 

스테이트 추가

 

생성이 완료된 스테이트에 애니메이션을 실행하는 노드를 연결한다. 이 과정을 추가한 스테이트만큼 반복한다.

 

스테이트 연결

 

이제 스테이트 그래프에서 스테이트 노드 사이의 트랜지션을 연결해야 한다.

 

트랜지션 연결

• Entry 노드에서 Idle 스테이트 노드로 연결한다.
• Idle 스테이트 노드와 Run 스테이트 노드를 양방향으로 연결한다.
  • Idle에서 Run 트랜지션은 IsRunning 변수를 입력받는다.
  • Run에서 Idle 트랜지션은 IsRunning 변수의 Not 값을 입력받는다.

 

4) 애니메이션 및 캐릭터 블루프린트 연결하기

이제 캐릭터 블루프린트 클래스로 이동하여 FPSMesh의 애님 클래스에 방금 작업한 애니메이션 블루프린트를 설정한다.

 

애니메이션 블루프린트 연결

 

어색하게 굳어있어 보였던 FPSMesh가 자연스럽게 움직이는 것을 확인할 수 있다.

 

애니메이션 완료