バイキング流UE4活用術～BPとお別れするまでの18ヶ月～

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バイキング流UE4活用術～BPとお別れするまでの18ヶ月～

瀬田宗治奥井健芹沢仁

株式会社バイキング

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株式会社バイキング

多人数の通信対戦アクションゲームをよく作っている会社です

© 2012 SQUARE ENIX CO., LTD. All Rights Reserved.

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瀬田宗治プログラマーグレート

マジシャンズデッドではモーションセンサーを使ってモノを掴んで

投げたりするギミックを担当

芹沢仁火事場のプログラマーサーバー周り、ＵＩ、ツール等幅広く開発を担当

奥井健癒し系プログラマー「ガンスリンガーストラトス」「マジシャンズデッド」でカメラやアニメーションシステムを担当

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本日の話

•BP出会いから別れまでのストーリー

•BPからC++への移行

•モジュール分割

•プロジェクトの運用

•アニメーション

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「マジシャンズ・デッド」プロジェクト概要

• 開発人数プランナー：６人プログラマ：１８人モーション：８人デザイナ：３５人サウンド：２人

• 開発期間約18ヶ月

• UEのバージョン4.6～4.12

• 非同期通信3対3オンラインアクションゲーム

• 非接触入力デバイス

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BP出会いから別れまでのストーリー

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初めてのUE4

どうしていいか分からなかったのでヒストリアさんにサポートをお願いしました

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S氏曰く

「まずはＢＰでロジックを組むといいよ」

「後でボトルネックになったとこをネイティブ化したらいいよ」

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この言葉で私たちは

「時代はBPだ！全部BPで書けば良いんだ！」

とBP信者になりました。

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BPだと同時に編集できない問題は

ActorComponentで分割すれば解決するはず！

とコンポーネント分割を推し進める

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BPでできたActorComponentを継承したBP、

さらにそれを継承したBP、どんどん複雑化していく部品たち

だんだんプロジェクトも大きくなってきた

アセットも増えてきた

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急に問題が出始める

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• BPインターフェースは検索に引っかからない！どういうことだ！！

• なんかコンパイルに待たされるようになってきた！

• フレームレートが出ない

• 処理の流れを確認したい、デバッグしよう、うん？なんか変数の値が見れないぞ？ファンクションライブラリに書くと見れない？

• やっぱりマージができない！

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• BPインターフェースは検索に引っかからない！どういうことだ！！（現在は解決済み）



• 処理の流れを確認したい、デバッグしよう、うん？なんか変数の値が見れないぞ？ファンクションライブラリに書くと見れない？（現在は解決済み）


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• 処理の流れを確認したい、デバッグしよう、うん？


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コンパイルに待たされるようになってきた！

どうやらBPの被参照数が多いほどコンパイルに時間がかかる事がわかった

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被参照数は以下の要領でどんどん増えていく

• 変数でBPを保持された• SpawnActorでBPを生成された• BPが継承された


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被参照数は以下の要領でどんどん増えていく

• 変数でBPを保持された• SpawnActorでBPを生成された• BPが継承された→BPを１つ継承すると、継承元の全てのBPクラスの被参照数が増える


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BpClass1

BpClass2


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BpClass1

BpClass2

BpClass3

BpClass3


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BpClass1

BpClass2

BpClass3

派生先の末端まで非参照として追加されるBpClass3


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4 0.8sec8 1.6sec16 2.0sec32 3.8sec:

※Intel(R) Core(TM) i7-5820K 3.30GHz 6コアにて計測

実際にコンパイル時間を計測


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4 0.8sec8 1.6sec16 2.0sec32 3.8sec:

256 33sec

※Intel(R) Core(TM) i7-5820K 3.30GHz 6コアにて計測


実際にコンパイル時間を計測

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マジシャンズ・デッドでは350以上の参照を持つＢＰも！


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マジシャンズ・デッドでは350以上の参照を持つＢＰも！基底クラスをＣ＋＋化する事で改善

Ｃ＋＋の基底クラスを用意


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フレームレートが出ない

• BPの構造体は値渡し• 想定外の挙動

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GetArray、GetArray2がそれぞれ１０個の配列を返す場合

１０１０

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GetArrayは111回GetArray2は210回呼ばれる

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•Pure関数は参照時に実行される

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•ForEachLoopマクロは要素数の取得の為、内部で要素数＋１だけGetArrayを呼び出している

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ForEachLoopマクロ内

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•Pure関数は参照時に実行される要素数比較

ForEachLoopマクロ内

要素毎の処理

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•ForEachLoopマクロは要素数の取得の為、内部で要素数＋１だけGetArrayを呼び出している

•ForEachLoopのArray Elementを参照する時も呼び出される

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110

100

11

100

Pure関数の呼び出し回数

１０１０

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110

100

11

100


１０１０

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UFUNCTION(BlueprintPure)

const TArray<FVector>& GetArrayNative() const { return m_array; }


const TArray<FVector>& GetArrayNative2() const { return m_array2; }

GetArray、GetArray2をC++に置き換えた

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Pure関数の呼び出し回数•GetArray 0.134ms→0.057ms

•GetArray2 0.146ms→0.083ms

GetArray、GetArray2をC++に置き換えた


const TArray<FVector>& GetArrayNative() const { return m_array; }


const TArray<FVector>& GetArrayNative2() const { return m_array2; }

負荷が軽減！

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デバッグしよう、うん？

• アタッチでメンバ変数が見づらい• アタッチでスタックトレース追うのが大変• スタンドアローンでしか起きない不具合

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• アタッチでメンバ変数が見づらい• アタッチでスタックトレース追うのが大変• スタンドアローンでしか起きない不具合→結果、ログを残して再発を待つデバッグに

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みんなBPがいやになってくる

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BP部分のNative化が始まる

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Native化に苦しめられる

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•失って気づくBPのやさしさ

•BpEnum、Bp構造体の問題

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•失って気づくBPのやさしさ・nullptrをアクセスする事によるハング

•BpEnum、Bp構造体の問題


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•失って気づくBPのやさしさ・nullptrをアクセスする事によるハング

•BpEnum、Bp構造体の問題・ Native化しようとしているBpで使用されている全てのBpEnum、Bp構造体をC++に変更しないとNative化できない


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結局、全部をNative化することはできなかった

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マジシャンズデッドでのBPガイドライン

•デザイナが触るBPとプログラマが触るBPをできるだけ分ける

•BPクラスを継承したBPクラスを作らない

•BPクラスは自作のC++クラスを継承させる

•Enum、構造体はC++で定義する

•メンバ変数はC++で用意する

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マジシャンズデッドでのBPガイドライン

•デザイナが触るBPとプログラマが触るBPをできるだけ分ける→競合対策

•BPクラスを継承したBPクラスを作らない

•BPクラスは自作のC++クラスを継承させる

•Enum、構造体はC++で定義する→Native化対策

•メンバ変数はC++で用意する→デバッグ対策

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まとめ

•BP、C++の使い分けを考える

•BPからC++への移行はコストがかかる

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まとめ

•BP、C++の使い分けを考える・試作などは編集と反映のサイクルを短くできる・デザイナのUIとして・複数人で同時にＢＰを触るような規模のプロジェクトになるとつらい

•BPからC++への移行はコストがかかる

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まとめ

•BP、C++の使い分けを考える・試作などは編集と反映のサイクルを短くできる・デザイナのUIとして・複数人で同時にＢＰを触るような規模のプロジェクトになるとつらい

•BPからC++への移行はコストがかかる・移行する可能性があるなら最初からC++で作る

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結論

Blueprintは恋人

結婚するなら C++

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BPからC++への移行モジュール分割UE4プロジェクトの運用

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BPからC++への移行

1. SpawnActorに引数を渡したい場合

2. GC起因の不正アクセス

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SpawnActorに引数を渡したい

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BPの場合

1. Actorを作成

2. BPに変数を作成

3. 変数を選択して

Editable と

Expose on Spawn に

チェックを入れる

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BPの場合4. SpawnActorFromClassノードでアクタを指定

5. 引数がノードにあらわれるので設定

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C++の場合

1. SpawnActor の代わりに SpawnActorDeferred を使用

2. 変数を書き換えたり、関数呼び出したりする

3. FinishSpawningActorを呼び出す

OnConstruction や BeginPlay が呼ばれる前に値を設定可能

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C++の記述例

UWorld* World = GetWorld();FTransform Transform(FVector(0.0f, 0.0f, 100.0f));FVector Speed(10.0f, 0.0f, 0.0f);

auto* MyActor = World->SpawnActorDeferred<AMyActor>(AMyActor::StaticClass(), Transform);

MyActor->bAttack = true; //攻撃状態で出現MyActor->SetSpeed(Speed); //速度設定

MyActor->FinishSpawning(Transform); // OnConstruction,BeginPlayが呼ばれる

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GC(ガベージコレクション)起因のクラッシュ

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GC(ガベージコレクション)によるクラッシュ

•何もしていないのにクラッシュ

•クラッシュのタイミングが不定

•BPで組んでいたときは発生していなかった

•突然ポインタの先が壊れる

GCによるクラッシュの可能性があります。

立っていただけなのにクラッシュ？？

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UE4のGC(ガベージコレクション)

•不要となった UObject を定期的に自動削除する機能

•不要かどうかの判定は参照ツリーに含まれるかどうか

•GCの対象から外すためには UPROPERTY をつける

UPROPERTY

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参照ツリー

root set

Actor UObject

UObject

UObject

Actor

UPROPERTY

UPROPERTY

参照されていないUObjectはGC対象となる

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変数に UPROPERTY() をつけて参照を持つ.hclass GAME_API UMyObject : public UObject{}

class GAME_API AMyActor : public AActor{

UPROPERTY()UMyObject* MyObject;

};

.cpp

{

MyObject = NewObject<UMyObject>();

}

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参照ツリーに追加されているか注意

• クラスや構造体をメンバに持つ場合にも注意

• メンバを含んだクラスや構造体にも UPROPERTY が必要

• root set から参照がたどれているかを意識する

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参照ツリーから外れているケース.hUSTRUCT()struct FMyData{

UPROPERTY()UObject* MyObject; // 参照を持っているつもり

};

UCLASS()class GAMEMODULE_API AMyActor : public AActor{

GENERATED_BODY()

FMyData MyData; // ここで参照が切れている};

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途中で切れた参照ツリー

root set MyActor UMyObjectUPROPERTY

参照されていないためGC対象となる

FMyData

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参照ツリーにつながっているケース.hUSTRUCT()struct FMyData{

UPROPERTY()UObject* MyObject; // 参照を持つ

};


GENERATED_BODY()

UPROPERTY()FMyData MyData; // 参照を持つ

};

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参照ツリーに繋がっている

root set MyActor UMyObjectUPROPERTY

参照されているためGC対象とならない

FMyDataUPROPERTY

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TArrayに格納する場合も同様.hUSTRUCT()struct FMyData{

UPROPERTY()UObject* MyObject; // 参照を持つ

};


GENERATED_BODY()

UPROPERTY() // 参照を持つTArray<FMyData*> MyData;

};

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参照ツリーを意識しよう！

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モジュール構成

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UE4のモジュール

•エンジンそのものがモジュールの集まりで構成されている

•ゲームも複数のモジュールに分割することができる

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モジュール分割した経緯

•ビルド時間の短縮が見込めるはず

•ソースの依存度を減らしてスッキリ

•ツールやデバッグの機能も分割、リリース時は除外

とにかくやってみたかった！

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ソースの依存度を減らしたい

オブジェクト

オブジェクト

オブジェクト

適当に組むとこうなりがち

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ソースの依存度を減らしたい

オブジェクト

オブジェクトオブジェクト

こうしたい！

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モジュール単位でのコントロールは可能

拡張モジュール１

基本モジュール

拡張モジュール２

許可されていない方向の参照はビルドエラーにできる！

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モジュールの参照ルール

•モジュール間の依存度を下げるため一方通行の参照を設定

《ルール》• 各モジュールにレベルを設定• 下のレベルから上のレベルへの参照は可• 同じレベル内での水平参照も不可

《注意》• 相互依存はコンパイル時間に関して問題がある• 変数の静的初期化で問題を生じる場合がある

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モジュールの参照イメージ

中位のモジュール

下位のモジュール下位のモジュール

上位のモジュール

参照

参照

参照

参照

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マジシャンズデッドのモジュール構成

レベルモジュール

L0 EngineModule

L1 SystemModule

L2 NetworkModule, USBIOModule

L3 CommonDataModule, UserDataModule, ResidentModule

L4 ActorModule, ControllerModule, ServerModule

L5 BppGame, BppGameEd

L6 CharacterModule, HudModule

L7 OutGameModule

L8 BattleAIModule, BattleCharacterModule

L9 DebugModule

L10 DevelopEditorModule

参照

方向

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メリットは享受できたと思うのですが

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分割しすぎた

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モジュール分割のデメリット

•モジュール間の依存関係が複雑になる

•どのモジュールに作成すべきか考えないといけない

•モジュール間の移動に手間がかかる

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モジュール間を移動すると

クラスや構造体を異なるモジュールに移動

BPの参照が切れてアセットが壊れる

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モジュール間を移動するには

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ActiveClassRedirects に指定

モジュール間を移動した場合は移動先のモジュールと名前をDefaultEngine.iniのActiveClassRedirectsに記述する

Game/Config/DefaultEngine.ini

[/Script/Engine.Engine]+ActiveClassRedirects=(OldClassName=“MyClass",NewClassName="/Script/BattleModule.MyClass ")

例

クラス名を変更したときにも使えるので便利！

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モジュール構成の提案

プロジェクト規模にもよりますがゲーム部分は数モジュールの分割で十分かも

例）• System

• Common

• Battle / OutGame

• Primary(ゲームプロジェクト名)

※ ツール、デバッグなどのモジュールは除く

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Systemモジュール

• System• システム共有の実装（他タイトルでも使用可能）

• アセット参照不可

• 可能なものは出来るだけプラグイン化を検討する

例

描画、アニメーション、サウンド、I/Oストレージなどの基本機能

• Common


• プライマリ

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モジュール構成図System

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Commonモジュール

• System

• Common• ゲームごとの実装ではあるが、

ゲームを通して共通の処理

• アセット参照可

例

ゲーム共通のアニメーション


• プライマリ

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Common

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Battle/OutGameモジュール

• System

• Common

• Battle / OutGame• バトルとアウトゲームでは必要な機能が異なることが

多いので、それぞれ固有の実装はモジュールを分けるようにしてシンプルにする。

• プライマリ

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Common

Battle OutGame

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モジュール構成例

• System

• Common


• Primary• とりあえず必要なのでこのへんに

• 全てのモジュールにアクセス可能な存在

• なるべく使用しない

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Battle OutGame

Common

Primary

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UE4プロジェクトの運用

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作業PCスペック

•OS Windows10 Pro 64-bit

•CPU Intel Core i7 5820K 3.3GHz

•メモリ 16 GB

•グラフィック NVIDIA GeForce GTX 960

•SSD 500 GB

•HDD 2 TB

公式推奨よりもかなりイイ

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オススメはSSD

いまならNVMeのSSDがなおよし

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SSDの使用を推奨

大幅に作業時間が短縮できました

•ビルド時間の短縮

•UE4起動時間の短縮

•アセット読み込み・保存時間の短縮

•いろいろはかどります

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プロジェクト管理

Subversionを使用

• UE4インテグレートがされている

• スタッフの習熟度がPerforceよりも高い

• Gitはbeta版なので見送り

• 無料

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非プログラマの場合

• エディタのソースコントロールを使用

• エディタからコミット

• アセットがコミット対象

メリット

• 手軽でわかりやすい

デメリット

• 参照時にsvnのステータスをサーバに問い合わせるので動作が重い(サーバの混雑度合いによる)

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プログラマの場合

• コミット対象• BPソースファイル

• Cソースファイル

• exe

• dll

• pdb(デバッグに必要)

など

• TortoiseSVNを使用

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プログラマの作業フロー

1. プロジェクト更新

2. Cソースを更新して実装

3. ビルドして実行確認

4. Cソース、モジュールのdll、pdbをコミット

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ちょっと問題が

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dllコミット時にコンフリクトが発生

•Cソースは基本的にはマージされますが、dllはバイナリのためマージ不可。

•同じモジュールのCソースを同時に編集した場合コンフリクトが起きる。

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dllはコミットせず自動で作成！

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Jenkinsによる自動ビルド

•プログラマはソースファイルをコミット

• Jenkinsがコミットを検知してdllを作成

•作成したdllをコミット

dllのコンフリクトが解決された！

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commit時のdllコンフリクトは解決されたが

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今度はupdate時にdllコンフリクトが発生

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excludeを指定

•プログラマはdllをローカルでビルドするためコンフリクトが発生

•ローカルのものだけを信用すればよいのでリポジトリのdllは不要

•exclude指定することでローカルのみSubversion管理から外す

svn update --set-depth exclude BppGame¥Binaries¥Win64¥UE4Editor-SystemModule.dll

例

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他にも問題が

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プロジェクトの更新時間が長い？

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pdbファイルが原因

•サイズが大きいためストレージとネットワークの帯域を消費してしまう。

•通常は不要だけどデバッグ時に必要なので管理はしたい

Subversion管理せず、シンボルサーバを利用

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Jenkinsに任せていたこと

•dllのビルドと更新

•dllビルドエラーチェック

•パッケージ作成

•筐体へのインストール＆ゲーム起動

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ビルドエラーが発生した場合

• JenkinsからSlackでプログラマにエラーを通知して知らせる

エラー時とエラー復帰時に通知

#ue4fest

まとめ

•参照ツリーを意識する

•モジュールは分割しすぎない

（無理に分割する必要はない）

•SSDがおすすめ

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アニメーション

1.アニメーションの共有、

2.ステート管理、3.AnimGraphはどう作ればええの？

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１．アニメーションの共有

•モデルが変わると同じアニメーションが再生できない？？

•AnimGraphが共有できない？？

Skeletonを１個にする！

結論

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•１つのSkeletonに全キャラの骨がマージされる（722本あった）

•モデルに存在しない骨は無視されるので大丈夫！

•骨の名前がかぶらないように注意

ドラゴンも一緒

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とりあえずこれをやれば再生できる１

骨ごとにリターゲットの設定

キャラ固有骨、顔 Animation

アニメーションで骨の位置を動かす骨 AnimationScale

アニメーションで骨の位置を動かさない骨 Skeleton

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とりあえずこれをやれば再生できる２

•SkeletonのRetargetManagerで設定

•キャラ固有モーションを作る時に必要（後で説明）

•登録するモデルはメモリ削減のためマテリアル無しのモデルにする

リターゲットソース

キャラモデルへの参照がいっぱい

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足が浮く！埋まる！

「骨の構造に問題がある場合１」

Root

COG

（腰の移動値）

これ、ダメ

•腰の移動値を入れる骨とRootの間に骨を追加してはいけない

•ボーンスペースのTrans値を元に倍率が計算されるので途中に骨があると正しい倍率でリターゲットされない

•ただし、Rootと同じ位置に追加する分には大丈夫

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「骨の構造に問題がある場合２」

極端な例

•「ひざ上」と「ひざ下」の比率が違うと足を曲げた時に高さが変わる。左の例は直立している時は同じ長さだけど曲げるとズレる

•よくあるのが「ハイヒール」

•すこしくらいならIKでごまかす

#ue4fest


キャラ固有モーションとは？•リターゲットしなくてもいいモーション

•キャラ専用のリグで出力したモーションのこと

この設定を間違えると足が浮いたり埋まったりする

ここでどのキャラ固有なのかを指定しないといけない

リターゲットマネージャで登録した名前が出てくる

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この設定、アセットごとに手動で設定しないといけない・・・

そんなんいややー！

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自動化しました• アニメーションインポートプラグインを作成した

• コンテンツブラウザの右クリックにアイコンを追加

• 特定のキャラのモーションを一括でインポート

• 更新されているかはハッシュ値で比較

• インポートするフォルダ名からリターゲットソースの値を生成して設定

• Additive設定、Notify、MetaDataなどの設定はテンプレート（主人公）から自動でコピー

• モンタージュやブレンドスペースの自動生成、AnimBPのアセットの参照付け替えの自動化

プラグインの作り方：http://historia.co.jp/archives/367

http://historia.co.jp/archives/367

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アセットのロード•ファイル名でStaticLoadする。キャラごとのアセット名は同じ

例：

•ゲーム起動時に各キャラごとにアニメーションアセットのパスを生成

•パスの生成ルールは以下の順にファイルの存在チェックをして優先度の高いものが使われる

キャラ固有モーション性別共通共通

Pl001/Animation/co0000_Idle

Pl200/Animation/co0000_Idle

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アニメーション使う時•標準のPlayAnimationは直接使わなかった

• 引数にアセット設定したらコードを再利用できない

• Idを指定して再生するPlayAnimationを作った

•こうしておくとキャラを新規追加してもすぐにゲームでプレイできる

•データがない場合は共通モーション（主人公のモーション）が再生される

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骨の階層を変更しようとすると面倒

対処法1. 古いモデルを削除

2. 共通スケルトンを開き、TransrationRetargettingの設定をメモ（３番の手順をするとずれてしまうので）

3. Asset→RemoveUnusedBonesFromSkeletonを実行し、古い骨を削除

4. 新しい骨のモデルをインポート

5. メモしておいたTransrationRetargettingの設定を見ながらずれている部分を修正

6. リターゲットマネージャでリターゲットソースを再設定

7. 全モーション再インポート

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共通だけど変えたい（´･ω･｀）•ヤラレは共通モーション

•武器を持っていると手が不自然、小物がめり込んじゃう

•部分的に上書きしたい、データドリブンに・・・

•DyanmicLayerBlendというノード実装した

修正前修正後

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使用したデータ

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２．ステート管理について

BeginAction アクション起動時によばれる

EndAction アクション終了時によばれる

ActionTick アクションが起動中のみ毎フレよばれる

LocalActionTick クライアントのみよばれる版

CheckShiftableAction 指定アクションへの遷移が可能かを定義

•Actionという単位でクラスを作ってそれを切り替えて管理

•ながらアクションが可能なようにMainとSubの２レイヤー使えるようにした

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２．ステート管理について

ゲームシステム側のステートマシンは良いとして

↑これ、AnimBPのステートマシンを使うべきか、使わざるべきか

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AnimBPステートマシンのメリット・デメリット

■メリット•通信量が抑えられる

•ゲームシステム側のステートや移動量などすでに同期済みのステートを参照してアニメーションを切り替える場合

■デメリット•キャラごとにカスタマイズできない

•ゲームシステムのステートマシンと二重管理になる

•通常行動でモンタージュが使いづらい

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•マジシャンズデッドでは使わなかった

•もっと大人数の通信対戦だったら使ったほうがいいかもしれない

マジシャンズデッドではどうしたか

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ネットワーク同期はアニメーション単位

•アクション遷移はRPCで送って同期する

•アクション個別の処理は基本クライアントのみLocalActionTickに書く

•アニメーションの再生タイミングをRPCで同期する

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エフェクトやSe、ヒット判定など同期は？

•可能な限りAnimNotifyに仕込む

•AnimNotifyとはアニメーションの特定フレームでイベントを発生させるための機能です

•→はとある格闘３段目のNotify

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アニメーションの再生タイミングさえ同期しとけばなんとかなる！

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３.AnimGraph

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AnimGraph親指

人差し指

中指

薬指

小指

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AnimGraph

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アニメーションが無い＝歩き

•アニメーションはSlotに流す

•Slotが空だとSourceのブレンドスペース（歩き）が出る

•攻撃中はエイミングポーズを上半身にブレンド

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補助骨やキャラ固有処理はどこに書く？

•Post Process AnimBPに書くと良い

•UE4.14で実装された。もっと早く欲しかった・・・

•「SkeletalMeshに設定できる」第２のAnimBP

•ラグドールなど物理の後に実行されるので補助骨に最適

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まとめ

AnimBPはSkeletonと結合しているので再利用性が低くなりがち。でも大丈夫！

Skeletonを１個にすれば乗り切れる！

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おしまい

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ご清聴ありがとうございました

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Engineering

バイキング流UE4活用術 ～BPとお別れするまでの18ヶ月～

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