[Unreal][C++] 플레이어 캐릭터

Character 클래스를 확장해서 플레이어의 입력에 반응하는 캐릭터를 만들어 볼 것이다.

1. Character 클래스

Character 클래스를 상속받는 C++ 클래스를 생성한다. Character 클래스는 Pawn 클래스의 자식으로 이족 보행과 같은 아바타에 사용된다.

이제 이 캐릭터 클래스에 3인칭 카메라를 붙일 것이다.

UPROPERTY(VisibleAnywhere, BlueprintReadOnly, Category = Camera, meta = (AllowPrivateAccess = "true"))
USpringArmComponent* CameraBoom;

UPROPERTY(VisibleAnywhere, BlueprintReadOnly, Category = Camera, meta = (AllowPrivateAccess = "true"))
UCameraComponent* FollowCamera;

ASurvivorCharacter::ASurvivorCharacter()
{
	CameraBoom = CreateDefaultSubobject<USpringArmComponent>(TEXT("CameraBoom"));
	CameraBoom->SetupAttachment(RootComponent);
	CameraBoom->TargetArmLength = 150.0f;
	CameraBoom->bUsePawnControlRotation = true;
	CameraBoom->bDoCollisionTest = false;

	FollowCamera = CreateDefaultSubobject<UCameraComponent>(TEXT("FollowCamera"));
	FollowCamera->SetupAttachment(CameraBoom, USpringArmComponent::SocketName);
	FollowCamera->bUsePawnControlRotation = false;
}

CreateDefaultSubobject: 클래스를 인스턴스화시키는 함수이다. 생성자 내부에서 사용되며 파라미터로 이름을 넘겨준다.

그 후 생성한 Character 클래스를 베이스로 블루프린트 클래스를 생성한다. 그리고 이 블루프린트 클래스를 설정에서 Default Pawn Class로 적용한다. 이렇게 하면 레벨 시작 시 생성한 캐릭터로 플레이가 가능하게 된다.

2. FBX 임포트

캐릭터로 사용될 메시를 임포트 할 것이다. 콘텐츠 브라우저 내 임포트 버튼을 통해 FBX를 임포트 하면, 다음과 같은 임포트 옵션 창이 뜨게 된다.

Mesh-Auto Generate Collision: 충돌값을 자동으로 만들어주는 기능이다.

임포트를 하게 되면 메시와 함께 여러 파일들을 함께 가져온 것을 확인할 수 있다. 특정 파일을 가져올지 말지는 옵션을 통해 정할 수 있다.

스켈레톤: 스켈레탈 메시에서 사용하는 뼈 구조이다.
스켈레탈 메시
피직스 애셋: 애니메이션 대응 콜리전 데이터이다.
애니메이션 시퀀스: 애니메이션 데이터이다.
머터리얼

이렇게 가져온 애셋들은 프로젝트를 진행하다 보면 애셋 간 혼동이 있을 수 있기 때문에 개별 애셋에 대한 공통의 명명 규칙을 정하는 것이 좋다.

이제 캐릭터 블루프린트 클래스에서 스켈레탈 메시 애셋을 임포트 한 스켈레탈 메시로 변경한다.

메시를 변경한 후 레벨 내 사이즈와 맞지 않다면, 메시의 트랜스폼 변경이 필요하다.

3. 머터리얼

이제 캐릭터에게 색을 입혀볼 것이다. 먼저 관련 Texture 파일을 임포트 한 후 FBX 임포트 시 함께 생성된 머터리얼을 더블 클릭한다. 이제 Texture Sample 노드를 통해 각 값에 맞는 텍스쳐를 연결한다. 베이스 컬러만 있어도 색은 만들어지지만, 다른 특수 값을 통해 더욱더 디테일하게 보일 수 있다.

베이스 컬러: 머터리얼의 전반적인 색상이다.
스페큘러: 비금속 표면의 현재 스페큘러 값으로 하이라이트를 나타낸다.
노멀: 표면에 물리적 디테일을 더하는 값이다.
앰비언트 오클루전

이제 저장하면 머터리얼이 잘 적용된 것을 확인할 수 있다.

4. 입력

입력은 향상된 입력 시스템을 사용할 것이다. 이 시스템은 복잡한 입력 처리와 실시간 입력 리매핑을 지원한다. 자세한 설정은 이 글을 참고하면 된다. 해당 글은 블루프린트를 활용하였지만, 여기선 C++로 구현해 볼 것이다.

UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadOnly, Category = Input, meta = (AllowPrivateAccess = "true"))
UInputMappingContext* DefaultMappingContext;

UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadOnly, Category = Input, meta = (AllowPrivateAccess = "true"))
UInputAction* LookAction;

UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadOnly, Category = Input, meta = (AllowPrivateAccess = "true"))
UInputAction* WalkAction;

// 입력 매핑 컨텍스트를 로컬 플레이어의 향상된 입력 로컬 플레이어 서브시스템에 추가해야 한다.
void ASurvivorCharacter::BeginPlay()
{
	Super::BeginPlay();

	if (APlayerController* PlayerController = Cast<APlayerController>(Controller))
	{
		if (UEnhancedInputLocalPlayerSubsystem* Subsystem = ULocalPlayer::GetSubsystem<UEnhancedInputLocalPlayerSubsystem>(PlayerController->GetLocalPlayer()))
		{
			Subsystem->AddMappingContext(DefaultMappingContext, 0);
		}
	}
}

// 각 입력 액션은 해당하는 애셋 이름을 가진 이벤트를 생성해야 한다.
void ASurvivorCharacter::SetupPlayerInputComponent(UInputComponent* PlayerInputComponent)
{
	// Set up action bindings
	if (UEnhancedInputComponent* EnhancedInputComponent = Cast<UEnhancedInputComponent>(PlayerInputComponent)) {

		EnhancedInputComponent->BindAction(LookAction, ETriggerEvent::Triggered, this, &ASurvivorCharacter::Look);
		EnhancedInputComponent->BindAction(WalkAction, ETriggerEvent::Triggered, this, &ASurvivorCharacter::Walk);
	}
	else
	{
		UE_LOG(LogTemplateCharacter, Error, TEXT("'%s' Failed to find an Enhanced Input component! This template is built to use the Enhanced Input system. If you intend to use the legacy system, then you will need to update this C++ file."), *GetNameSafe(this));
	}
}

void ASurvivorCharacter::Look(const FInputActionValue& Value)
{
	FVector2D LookAxisVector = Value.Get<FVector2D>();

	if (Controller != nullptr)
	{
		AddControllerYawInput(LookAxisVector.X);
		AddControllerPitchInput(LookAxisVector.Y);
	}
}

void ASurvivorCharacter::Walk(const FInputActionValue& Value)
{
	FVector2D MovementVector = Value.Get<FVector2D>();

	if (Controller != nullptr)
	{
		const FRotator Rotation = Controller->GetControlRotation();
		const FRotator YawRotation(0, Rotation.Yaw, 0);
		const FVector ForwardDirection = FRotationMatrix(YawRotation).GetUnitAxis(EAxis::X);
		const FVector RightDirection = FRotationMatrix(YawRotation).GetUnitAxis(EAxis::Y);

		AddMovementInput(ForwardDirection, MovementVector.Y);
		AddMovementInput(RightDirection, MovementVector.X);
	}
}

5. 애니메이션

1) FSM(Finite State Machine)

언리얼의 애니메이션을 적용하기 위해서는 먼저 FSM을 알아야 한다. 유한 상태 기계라고도 부르는 FSM은 상태(state)를 기반으로 동작을 제어하기 위한 디자인 패턴이다. 언리얼의 애니메이션은 이 FSM을 따르고 있다.

만약 점프, 이단 점프, 엎드리기 등 여러 애니메이션을 관리해야 할 때, 코드로 작성한다면 하나의 기능을 추가할 때마다 계속해서 if 문이 늘어날 것이다.

if (input == PRESS_B)
{
    if (!bIsJumping)
    {
        bIsJumping = true;
        Jump();
    }
}
else if (input == PRESS_DOWN)
{
    if (!isJumping_)
    {
        Duck();
    }
}
else if (input == RELEASE_DOWN)
{
    Stand();
}

FSM을 사용한다면 이 문제를 해결할 수 있다. 점프와 같은 하나의 동작을 스테이트로 정하고 이 스테이트들 중 조건에 맞는 하나만 동작하도록 하는 것이다. 실행할 스테이트를 변경하게 만드는 조건을 트랜지션이라 부른다.

2) AnimInstance 클래스

캐릭터 애니메이션을 위한 AnimInstance 클래스를 상속받는 C++ 클래스를 생성한다. AnimInstance 클래스는 스켈레탈 메시를 소유하는 폰의 정보를 받아 애님 그래프가 참조할 데이터를 제공한다.

생성한 AnimInstance 클래스에서 캐릭터 Movement의 값에 따라 LandState가 변경되도록 구현한다. 1일 때 이동 상태이다.

UPROPERTY(BlueprintReadWrite)
ASurvivorCharacter* Character;

UPROPERTY(BlueprintReadWrite)
int LandState;

void USurvivorCharacterAnimInstance::NativeUpdateAnimation(float DeltaSeconds)
{
	Super::NativeUpdateAnimation(DeltaSeconds);

	if (IsValid(Character) == false)
	{
		auto Pawn = TryGetPawnOwner();
		Character = Cast<ASurvivorCharacter>(Pawn);
	}

	if (IsValid(Character))
	{
		LandState = 0;
		if (Character->IsWalking())
		{
			LandState = 1;
		}
	}
}

bool ASurvivorCharacter::IsWalking() const
{
	return GetCharacterMovement()->Velocity.Length() > 0;
}

이제 생성한 AnimInstance 클래스를 베이스로 블루프린트 클래스를 생성한다. 이때 캐릭터에 맞는 스켈레톤을 선택해야 한다.

이제 애님 그래프에서 LandState에 맞게 애니메이션이 동작되도록 해야 한다. 애님 그래프(Anim Graph)는 애님 인스턴스의 변수에 따라 변화하는 애니메이션 시스템을 설계하는 공간이다. 애님 그래프에서 스테이트 머신을 추가한 후 Final Animation Pose 노드의 Result 입력 실행 핀에 연결한다.