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《UE5_C++多人TPS完整教程》学习笔记49 ——《P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）》

news 2025/9/10 8:05:56

本文为B站系列教学视频 《UE5_C++多人TPS完整教程》 —— 《P50 应用瞄准偏移（Aim Offset）》 的学习笔记，该系列教学视频为计算机工程师、程序员、游戏开发者、作家（Engineer, Programmer, Game Developer, Author） Stephen Ulibarri 发布在 Udemy 上的课程 《Unreal Engine 5 C++ Multiplayer Shooter》 的中文字幕翻译版，UP主（也是译者）为 游戏引擎能吃么。
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文章目录

  • P50 应用瞄准偏移（Aim Offset）
  • 50.1 在蓝图中应用瞄准偏移
  • 50.2 使用 C++ 代码驱动瞄准偏移
  • 50.3 Summary

P50 应用瞄准偏移（Aim Offset）

本节课我们将对创建好的瞄准偏移进行应用，这包括在动画蓝图中使用相关变量去驱动瞄准偏移。
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50.1 在蓝图中应用瞄准偏移

  1. 在 “BlasterAnimBP” 的 “AnimGraph” 蓝图面板，添加蓝图节点 “新保存的缓存姿势”（New Save cached pose），将其重命名为 “Equipped”，并与原先的 “Equipped” 状态机节点相连，这样我们就可以在蓝图的多个位置通过添加蓝图界定啊 “使用缓存姿势“Equipped”（Use cached pose ‘Equipped’）” 节点来使用 “Equipped” 状态机节点。

  2. 每个骨骼的分层混合（Layered blend per bone）
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  3. 在骨骼 “SK_EpicCharacter_Skeleton” 中，“spine_01” 是分开上下半身的骨骼节点（spine_01 is what separates the lower half from the upper half of the body），因此我们选择这个骨骼节点在 “每个骨骼的分层混合” 蓝图节点中进行混合。
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  4. 选择 “每个骨骼的分层混合” 蓝图节点，在右侧细节面板中展开 “层设置”（Layer Setup），接着展开 “索引 [0]”（Index [0]），然后再展开 “分支过滤器”（Branch Filters）、“索引 [0]”（Index [0]），设置 “骨骼名称”（Bone Name）为 “spine_01”。
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  5. 在右侧资产浏览器中将 “HipAimOffset” 移动至面板中生成蓝图节点，并绘制下图中的蓝图。
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50.2 使用 C++ 代码驱动瞄准偏移

  1. 蓝图节点 “HipAimOffset” 需要与 “Yaw” 和 “Pitch” 相关的变量进行驱动。打开 Visual Studio，在 “BlasterAinmInstance.h” 中声明变量 “AO_Yaw”（记录人物角色瞄准偏移偏航角）和 “AO_Pitch”（记录瞄准偏移俯仰角）；在 “BlasterCharacter.h” 中同样声明 “AO_Yaw” 和 “AO_Pitch”，并声明人物角色瞄准起始旋转 “人物角色的起始瞄准旋转” 以及瞄准偏移函数 “AimOffset()”。

    /*** BlasterAinmInstance.h ***/...UCLASS()
class BLASTER_API UBlasterAnimInstance : public UAnimInstance
{GENERATED_BODY()...private:...UPROPERTY(BlueprintReadOnly, Category = Movement, meta = (AllowPrivateAccess = "true"))		// 属性说明符：仅在蓝图中可读，类别为 “Movemonet”；bool bAiming;								// 是否在瞄准UPROPERTY(BlueprintReadOnly, Category = Movement, meta = (AllowPrivateAccess = "true"))		// 属性说明符：仅在蓝图中可读，类别为 “Movemonet”；float YawOffset;							// 人物角色水平方向偏航角UPROPERTY(BlueprintReadOnly, Category = Movement, meta = (AllowPrivateAccess = "true"))		// 属性说明符：仅在蓝图中可读，类别为 “Movemonet”；float Leaning;								// 人物角色身体倾斜度FRotator CharacterRotationLastFrame;		// 人物角色上一帧的旋转FRotator CharacterRotation;					// 人物角色当前的旋转FRotator DeltaRotation;						// 旋转体插值的当前值/* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/UPROPERTY(BlueprintReadOnly, Category = Movement, meta = (AllowPrivateAccess = "true"))		// 属性说明符：仅在蓝图中可读，类别为 “Movemonet”；float AO_Yaw;								// 瞄准偏移偏航角UPROPERTY(BlueprintReadOnly, Category = Movement, meta = (AllowPrivateAccess = "true"))		// 属性说明符：仅在蓝图中可读，类别为 “Movemonet”；float AO_Pitch;								// 瞄准偏移俯仰角/* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/
};

    /*** BlasterCharacter.h ***/...UCLASS()
class BLASTER_API ABlasterCharacter : public ACharacter
{GENERATED_BODY()...protected:// Called when the game starts or when spawnedvirtual void BeginPlay() override;// 与轴映射相对应的回调函数void MoveForward(float Value);	// 人物角色前进或后退void MoveRight(float Value);	// 人物角色左移或右移void Turn(float Value);			// 人物角色视角左转或右转void LookUp(float Value);		// 人物角色俯视或仰视// 与动作映射相对应的回调函数void EquipButtonPressed();		// 人物角色装备武器void CrouchButtonPressed();		// 人物角色蹲伏void AimButtonPressed();		// 人物角色开始瞄准void AimButtonReleased();		// 人物角色停止瞄准/* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/void AimOffset(float DeltaTime);/* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/...private:...UFUNCTION()void OnRep_OverlappingWeapon(AWeapon* LastWeapon);		// OverlappingWeapon 的 Repnotify 函数UPROPERTY(VisibleAnyWhere)class UCombatComponent* Combat;							// 添加枪战功能组件类UFUNCTION(Server, Reliable)void ServerEquipButtonPressed();						// 人物角色装备武器的 RPC 函数/* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/    float AO_Yaw;                                           // 人物角色瞄准偏移偏航角float AO_Pitch;                                         // 人物角色瞄准偏移俯仰角FRotator StartingAimRotation;							// 人物角色的起始瞄准旋转/* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/...
};

  2. 在 “BlasterCharacter.cpp” 中完成 “AimOffset()” 的定义，获取人物角色瞄准偏航角 “AO_Yaw” 及俯仰角 “AO_Pitch”，并且使得人物角色在静止站立且不跳跃时，人物角色的正前方朝向不跟随跟随我们的控制器（鼠标）改变；而在奔跑和跳跃时，人物角色的正前方朝向跟随我们的控制器进行改变，始终为控制器的当前朝向。接下来，不要忘记在 “Tick()” 函数中调用 “AimOffset()”。

    /*** BlasterCharacter.cpp ***/.../* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/
#include "Kismet/KismetMathLibrary.h"
/* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/.../* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/
// 瞄准偏移
void ABlasterCharacter::AimOffset(float DeltaTime)
{if (Combat && Combat->EquippedWeapon == nullptr) return;FVector Velocity = GetVelocity();												// 获取人物角色速度向量Velocity.Z = 0.f;																// 不关心 Z 轴速度，设置为 0float Speed = Velocity.Size();													// 获取人物角色速度向量的模（大小）bool bIsInAir = GetCharacterMovement()->IsFalling();							// 判断人物角色是否掉落从而判断人物角色是否在空中if (Speed == 0.f && !bIsInAir) {												// 当人物角色静止站立且不跳跃时FRotator CurrentAimRotation = FRotator(0.f, GetBaseAimRotation().Yaw, 0.f);	// 获取人物角色当前瞄准旋转FRotator DeltaAimRotation = UKismetMathLibrary::NormalizedDeltaRotator(CurrentAimRotation, StartingAimRotation);	// 标准化获取 CurrentAimRotation 和 StartingAimRotation 的差量AO_Yaw = DeltaAimRotation.Yaw;												// 获取人物角色瞄准偏航角bUseControllerRotationYaw = false;											// 禁用控制器旋转偏航}if (Speed > 0.f || bIsInAir) {													// 当奔跑或跳跃时StartingAimRotation = FRotator(0.f, GetBaseAimRotation().Yaw, 0.f);			// 改变奔跑或跳跃状态转换为静止站立状态时的起始瞄准旋转AO_Yaw = 0.f;																// 由于启用了控制器旋转偏航，人物角色朝向始终面向控制器当前朝向，因此设置 AO_Yaw 为 0 bUseControllerRotationYaw = true;											// 启用控制器旋转偏航}	
}
/* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/...// Called every frame
void ABlasterCharacter::Tick(float DeltaTime)
{Super::Tick(DeltaTime);// // 如果有与人物角色重叠的武器，则在每个 tick 都显示拾取组件// if (OverlappingWeapon) OverlappingWeapon->ShowPickupWidget(true);/* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/AimOffset(DeltaTime);/* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/
}...

  3. 在 “BlasterCharacter.h” 定义内联函数 “GetAO_Yaw()” 和 “GetAO_Pitch()”，以便在 “BlasterAinmInstance.cpp” 的 函数 “NativeUpdateAnimation()” 中进行调用，获取 “AO_Yaw” 和 “AO_Pitch” 的值。

    /*** BlasterCharacter.h ***/...UCLASS()
class BLASTER_API ABlasterCharacter : public ACharacter
{GENERATED_BODY()...public:...bool IsWeaponEquipped();	// 判断是否装备了武器bool IsAiming();			// 判断是否在瞄准/* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/FORCEINLINE float GetAO_Yaw() const { return AO_Yaw; }FORCEINLINE float GetAO_Pitch() const { return AO_Pitch; }/* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/
};

    /*** BlasterAinmInstance.cpp ***/...// 原生（Native）类更新函数 NativeUpdateAnimation() 覆写，用于在每一帧调用以更新动画
void UBlasterAnimInstance::NativeUpdateAnimation(float DeltaTime)		
{...// 获取人物角色的倾斜度CharacterRotationLastFrame = CharacterRotation;							// 保存人物角色上一帧的旋转CharacterRotation = BlasterCharacter->GetActorRotation();				// 获取当前人物角色的旋转const FRotator Delta = UKismetMathLibrary::NormalizedDeltaRotator(CharacterRotation, CharacterRotationLastFrame);	// 标准化获取人物角色当前旋转与上一帧旋转的差量const float Target = Delta.Yaw / DeltaTime;								// Delta 的 Yaw 值可能会很小，需要除以 DeltaTime（每一帧的时间）进行缩放，获取目标 Yaw 值const float Interp = FMath::FInterpTo(Leaning, Target, DeltaTime, 6.f);	// FMath::FInterpTo() 实现 Lean 到 Target 插值（Interporlation），保证平滑过渡，这里最后一个参数 6.f 是插值速度Leaning = FMath::Clamp(Interp, -90.f, 90.f);							// FMath::Clamp() 限制数值范围，如果 Interp 的值超过设定的最小值 -90.0 或最大值 90.0，就将 Lean 赋值为设定的最小值或最大值；否则直接将 Interp 赋值给 Lean。/* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/AO_Yaw = BlasterCharacter->GetAO_Yaw();									// 从 BlasterCharacter 获取 AO_YawAO_Pitch = BlasterCharacter->GetAO_Pitch();								// 从 BlasterCharacter 获取 AO_Pitch								/* P50 应用瞄准偏移（Applying Aim Offset）*/
}

  4. 编译后，回到虚幻引擎中 “BlasterAnimBP” 的 “AnimGraph” 蓝图面板，添加 “获取 AO Yaw”（Get AO Yaw）和 “获取 AO Yaw”（Get AO Yaw）节点，并分别与 “HipAimOffset” 节点的 “Yaw” 和 “Pitch” 引脚进行连接。
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  5. 编译、保存后进行测试，可以观察到人物角色在静止站立且不跳跃时，人物角色的前方朝向不跟随跟随我们的控制器，其向左、向右的瞄准动画可以正确播放。在奔跑和跳跃时，人物角色的正前方朝向跟随我们的控制器进行改变，始终为控制器的当前朝向。
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  6. 在人物角色蓝图类 “BP_BlasterCharacter” 中将人物角色网格体旋转 90°，再次进行测试，可以观察向上、向下瞄准动画能正确播放。
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  7. 回到虚幻引擎中 “BlasterAnimBP” 的 “AnimGraph” 蓝图面板，在右侧资产浏览器中将 “AimAimOffset” 移动至面板中生成蓝图节点，绘制下图所示的蓝图。
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  8. 编译、保存后进行测试，可以观察到人物角色在静止站立且不跳跃进行瞄准时，人物角色的前方朝向不跟随跟随我们的控制器，其向左、向右、向上、向下的瞄准动画可以正确播放。
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  9. 当我们控制服务器上的人物角色进行向下瞄准时，会在客户端上发现服务器的人物角色会向上瞄准，即出现服务器和客户端动画不同步的问题，我们将在下节课中探讨并解决这个问题
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50.3 Summary

本节课我们成功实现了瞄准偏移（Aim Offset）系统在角色动画中的应用。首先，我们在动画蓝图中创建了缓存姿势节点，将装备武器的状态机输出保存为 “Equipped” 缓存姿势，以便在多个位置复用。接着，使用 “每个骨骼的分层混合”（Layered blend per bone）节点，基于 “spine_01” 骨骼将上半身瞄准动画与下半身移动动画进行混合，确保瞄准动作只影响上半身。
在 C++ 代码中，我们在 “BlasterCharacter” 类中添加了 “AO_Yaw” 和 “AO_Pitch” 变量来控制瞄准偏移的角度，完成了 “AimOffset()” 函数的定义以实现当人物角色静止站立时禁用控制器偏航旋转，基于起始旋转计算偏航差量；当奔跑或跳跃时，启用控制器偏航旋转，重置偏航值为 0。同时，我们还通过定义内联函数 “GetAO_Yaw()” 和 “GetAO_Pitch()” 向动画实例 “BlasterAnimInstance” 传递 “AO_Yaw” 和 “AO_Pitch” 的值。
在动画蓝图中，我们将获取到的 “AO_Yaw” 和 “AO_Pitch” 值分别连接到 “HipAimOffset” 或 “AimAimOffset” 的对应输入引脚，驱动人物角色能够在静止时身体保持面向原始方向，仅武器随鼠标移动瞄准，并正确播放各个方向（左、右、上、下）的瞄准动画。
当我们控制服务器上的人物角色进行向下瞄准时，会在客户端上发现服务器的人物角色会向上瞄准，即出现服务器和客户端动画不同步的问题，这将在后续课程中解决。
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