Gameplay-Ability-System

GamePlay
8.1k words

简介

记录GAS中各个模块的使用经验

引用

【gameplay-ability-system-for-unity】
【Unreal】虚幻GAS系统快速入门 - LunarMaxim的文章 - 知乎
UE-GAS架构分析（二）（GameplayAttribute） - 李嘉的文章 - 知乎
UE GAS进阶-深入理解GE - 高贵纯合子的文章 - 知乎

GameplayTag

GameplayTags是一种层级标签，如Parent.Child.GrandChild。替代了原来的Bool，或Enum的结构，可以在玩法设计中更高效 的标记对象的行为或状态。

角色本身的枚举（敌我阵营、职业）、状态（无敌、控制）都可以用Tag存储

设计上：Ability（Atk、Heal、Fire、Bomb）、Effect（Atk、Heal）、GameplayCue（DieVFX、CameraShake、UpdeCD）、Event、Character（Agent、Monster、Neutrality）、Cooldown（Atk、Skill）等基础标签。对应的模块只检测对应的tag。避免重复和模糊定义，反面例子（比如将Attack的GA标签和GE标签、角色处于攻击状态的标签都设置为Character.Attack，不利于追述Tag的来源。）

实现细节

Gameplay Ability System

主要包含的内容

  • ASC（AbilitySystemComponent）
  • GA（GameplayAbilites）
    • 角色的技能，攻击、疾跑、自爆、死亡等
  • AS（AttributeSet）
    • 角色身上可以用float表示的属性（hp、atk、speed）
  • GE（GameplayEffect）
    • 修改属性（hp、atk、speed）
  • GC（GameplayCues）
    • 播放特效
    • 播放音效

AbilitySystemComponent

Ability System Component(ASC)是整个GAS的基础组件。
ASC本质上是一个UActorComponent，用于处理整个框架下的交互逻辑，包括使用技能 （GameplayAbility）、包含属性（AttributeSet）、处理各种效果（GameplayEffect）。
所有需要应用GAS的对象（Actor），都必须拥有GAS组件。
拥有ASC的Actor被称为ASC的OwnerActor，ASC实际作用的Actor叫做AvatarActor。ASC可以被赋予某个角色ASC，也可以被赋予PlayerState（可以保存死亡角色的一些数据

如果Character需要销毁再重新生成，如MOBA游戏角色死亡后泉水复活，那么ASC可以放在PlayerState上避免随着角色一同销毁。此时的OwnerActor是PlayerState，AvatarActor则是Character。

实现细节

GameplayAbility

Gameplay Ability(GA)标识了游戏中一个对象（Actor）可以做的行为或技能。 能力（Ability）可以是普通攻击或者吟唱技能，可以是角色被击飞倒地，还可以是使用 某种道具，交互某个物件，甚至跳跃、飞行等角色行为也可以是Ability。
Ability可以被赋予对象或从对象的ASC中移除，对象同时可以激活多个GameplayAbility。 *基本的移动输入、UI交互行为则不能或不建议通过GA来实现

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需要拥有GA后，才能使用GA（通过给对象身上挂在AbilitySystemComponent，数据中保存拥有多少的Abilitity）

使用分为实例化和释放两个过程，前者主要是生成一个 GameplayAbilitySpec 对象（抽象类，定义 AbilitySpec CreateSpec 的方法），并作为一部份非共有（非静态）属性赋值。

GameplayAbility的主要功能

  • 设置 GameplayAbility 的 Tag、CD、Cost等属性
  • 获取必要信息
  • 编写逻辑，比如播放动画、应用 GameplayEffect、应用冲量？等
  • 需要执行 EndAbility 结束

添加Ability的手段

  • 配置时，在 AbilitySystemComponentPreset 的配置中添加对应的 Ability
  • 代码动态添加，asc.GrantAbility(ability);
  • 使用 GameplayEffect 添加 GameplayAbility，对于非即时的 GameplayEffect，在 GrantAbility 项添加对应的 GameplayAbility。

调用Ability的方式

  • 主动释放（释放技能）
    • 通过 ByClass 的方式：一次只能 Activate 一个 GA
    • 通过 ByTag 的方式：可以 Activate 任意多个 GA，配合 Tag 容器使用
  • 被动释放（受击）

Ability的触发条件

标签

可以限制各种技能的相互关系，比如收击时不能翻滚（设计时需要把受击时不能释放的技能都放在同一父层级下）。Tag建议以 Ability 开头。

  • AbilityTags：GA的标签
  • CancelAbilityWithTags：激活该GA时，打断其他拥有所有所选标签的GA
  • BlockAbilityWithTags：激活该GA时，阻止激活拥有所选标签的GA
  • ActivationOwnedTags：激活该GA时，赋予ASC所选的GA
  • ActivationRequiredTags：激活GA时，ASC需要的标签
  • ActivationBlockedTags：激活GA时，ASC不能有的标签
    （SourceRequiredTags\SourceBlockedTags\TargetRequiredTags\TargetBlockedTags未实现）
冷却和消耗

需要添加冷却和消耗，则需要写好对应的GE，在配置时，配置好对应的数据。在 Cooldown GE 持续期间，玩家的ASC组件会携带对应技能的 CooldownTag，本质是通过 Tag 来限制的。对于每一个 GA 都需要写一遍 Cost 和 CD 的 GE。

【优化方式】，原理为在实例化生成 GE Spec时，修改其 Cost 和 Cooldown 属性后再将其应用。

  1. 使用MMC。这是最简单的方法。创建一个MMC，从实例中读取成本值，GameplayAbility该实例可以从 中获取GameplayEffectSpec。（EX-GAS已实现）
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float UPGMMC_HeroAbilityCost::CalculateBaseMagnitude_Implementation(const FGameplayEffectSpec & Spec) const
{
	const UPGGameplayAbility* Ability = Cast<UPGGameplayAbility>(Spec.GetContext().GetAbilityInstance_NotReplicated());

	if (!Ability)
	{
		return 0.0f;
	}

	return Ability->Cost.GetValueAtLevel(Ability->GetAbilityLevel());
}
  1. 覆盖UGameplayAbility::GetCostGameplayEffect()。覆盖此函数并在运行时创建一个GameplayEffect，用于读取上的成本值GameplayAbility。(AbstractAbility 的 SetCooldown、SetCost)
冷却GE的要求
  • Duration 类型
  • GrantedTags 为技能的冷却 Tag，如 Cooldown.Skill1
消耗GE的要求
  • Instant 类型
  • 有一个或多个 Modifier 来修改对应的属性

AbilityTask

GA 是一帧内完成的，如果想要实现类似的 Wait 的异步逻辑需要使用 Task。EX-GAS 中有Timeline 配置项。

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实现细节

AttributeSet

AttributeSet 负责定义和持有属性，并且管理属性的变化，包括网络同步。 需要在Actor中被添加为成员变量，并注册到ASC（C++）。
一个ASC可以拥有一个或多个(不同的)AttributeSet，因此可以角色共享一个很大的 Attribute Set，也可以每个角色按需添加Attribute Set。可以在属性变化前（PreAttributeChange）后（PostGameplayEffectExecute）处理相关 逻辑，可以通过委托的方式绑定属性变化。

BaseValue跟CurrentValue

AttributeValue 由两个float（BaseValue、CurrentValue）构成，BaseValue是属性的基础值，而CurrentValue是由于某些Buff加成变动后的值。当Buff褪去后，就可以回到BaseValue。所以分了俩个属性。比如玩家当前HP的值是100，加了一个提升20%血量的Buff。则HP的BaseValue为100，CurrentValue为120。Buff褪去后，CurrentValue变回BaseValue的值：100

实现细节

分別由哪种类型的GE改变？

  • BaseValue由Instant(立即)的GE改变.更新会导致 CurrentValue的重新计算（根据 CalculateMode（叠加、最大值、最小值） 计算）。

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    public void ApplyModFromInstantGameplayEffect(GameplayEffectSpec spec)
    {
        foreach (var modifier in spec.Modifiers)
        {
            ...

            AttributeSetContainer.Sets[modifier.AttributeSetName]
                .ChangeAttributeBase(modifier.AttributeShortName, baseValue);
        }
    }

  • CurrentValue由Duration(持续)、Infinite(永恒) 的GE改变。

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    /// <summary>
    /// it's triggered only when the owner's gameplay effect is added or removed. 
    /// </summary>
    void RefreshModifierCache()
    {
        // 注销属性变化监听回调
        UnregisterAttributeChangedListen();
        _modifierCache.Clear();
        var gameplayEffects = _owner.GameplayEffectContainer.GameplayEffects();
        foreach (var geSpec in gameplayEffects)
        {
            if (geSpec.IsActive)
            {
                foreach (var modifier in geSpec.Modifiers)
                {
                    if (modifier.AttributeName == _processedAttribute.Name)
                    {
                        _modifierCache.Add(new Tuple<GameplayEffectSpec, GameplayEffectModifier>(geSpec, modifier));
                        TryRegisterAttributeChangedListen(geSpec, modifier);
                    }
                }
            }
        }

        UpdateCurrentValueWhenModifierIsDirty();
    }

GameplayEffect

Gameplay Effect(GE)是Ability对自己或他人产生影响的途径。 GE通常可以被理解为我们游戏中的buff。比如增益/减益效果（修改属性）。
但是GAS中的GE也更加广义，释放技能时候的伤害结算，施加特殊效果的控制、霸体效果（修改GameplayTag）都是通过GE来实现的。
GE相当于一个可配置的数据表，不可以添加逻辑。开发者创建一个UGameplayEffect的派生蓝图，就可以根据需求制作想要的效果。

GE是修改Attribute的唯一渠道！

Stacking

用于叠加多个GE的效果，仅能用于 Infinite 和 Duration 的GE。

  • StackingType：叠加栈在目标身上or施法者身上（ByTarget时，3个敌人最多对我释放3层、BySource时，3个敌人可以对我叠加9层）
  • 持续时间刷新策略：
    • 不刷新
    • 每次apply成功后刷新持续时间
  • 周期重制策略：
    • 不重制
    • 每次apply成功后重置Effect的周期计时
  • 持续时间结束策略：
    • 持续时间结束时，清除所有层数
    • 持续时间结束时减少一层，然后重新经历一个Duration
    • 持续时间结束时,再次刷新Duration,相当于无限Duration

Overflow

设置Stack溢出会Apply的GE。

应用

从GA或者ASC去Apply一个GE

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[SerializeField]
private GameplayEffectAsset _geBulletDamageAsset;
private GameplayEffect _geBulletDamage;
_geBulletDamage = new GameplayEffect(_geBulletDamageAsset);

if(_asc && other.gameObject.TryGetComponent(out AbilitySystemComponent enemy)){
    if (enemy.HasTag(GTagLib.Faction_Enemy))
    {
        _asc.ApplyGameplayEffectTo(_geBulletDamage, enemy);
        //TODO 对象池回收
        GameObject.Destroy(gameObject);
    }
}

GameplayEffect的施加（Apply）和 激活（Activate）

  • GameplayEffect的施加（Apply）和激活（Activate）是两个概念，施加是指GameplayEffect被添加到目标身上，激活是指GameplayEffect实际生效。
    • 为什么做区分？
    • 举个例子：固有被动技能（Ability）是持续回血，被动技能的逻辑显然是永久激活的状态，而持续回血的效果（GameplayEffect） 来源于被动技能，那如果单位受到了外部的debuff禁止所有的回血效果，那么是不是被动技能被禁止？显然不是，被动技能还是会持续激活的。 那应该是移除回血效果吗？显然也不是，被动技能整个过程是不做任何变化，如果移除回血效果，那debuff一旦消失，谁再把回血效果加回来？ 所以，这里需要区分施加和激活，被动技能的持续回血效果被施加到单位身上，而debuff做的是让回血效果失活，而不是移除回血效果，一旦debuff结束， 回血效果又被激活，而这个激活的操作可以理解为回血效果自己激活的（依赖于Tag系统）。

实现细节

GameplayCue

GameplayCues (GC) 执行非游戏性相关的事情，比如音效，粒子特效，震屏等。GameplayCues通常会被复制和预测（除非设置Executed, Added或Removed是本地的）。分为 Instant 和 Duration 两种（GameplayCueInstant、GameplayCueDurational）。

调用

一般通过GE配置，也可以在GA里配置

实现细节

ModifierMagnitudeCalculation

数值计算公式，唯一的使用场景是在GameplayEffect中。 GAS中，体系内运作的情况下，只有GameplayEffect才能修改Attribute的数值。而GameplayEffect就是通过MMC修改Attribute的数值。

  • ScalableFloatModCalculation：可缩放浮点数计算

    • 该类型是根据Magnitude计算Modifier模值的，计算公式为：ModifierMagnitude * k + b 实际上就是一个线性函数，k和b为可编辑参数，可以在编辑器中设置。

  • AttributeBasedModCalculation：基于属性的计算

    • 该类型是根据属性值计算Modifier模值的，计算公式为：AttributeValue * k + b 计算逻辑与ScalableFloatModCalculation一致。
    • 重点在于属性值的来源，确定属性值来源的参数有3个：
      • attributeFromType：属性值从谁身上取？是从游戏效果的来源（创建者），还是目标（拥有者）。
      • attributeName：属性值的名称，比如战斗属性集里的生命值：AS_Fight.Health
      • captureType：属性值的捕获类型
      • Track: 追踪,在Modifier被执行时，当场去取属性值
      • SnapShot: 快照,在游戏效果被创建时会对来源和目标的属性进行快照。在Modifier被执行时，去取快照的属性值。

  • SetByCallerModCalculation：由调用者设置的计算

    • 不使用任何值计算模值，而是在执行时由调用者给出Modifier模值。

    • 通过对GameplayEffectSpec注册数值来实现设置值。

    • 设置数值映射有2种：

      • 自定义键值：通过GameplayEffectSpec的RegisterValue(string key, float value)
      • GameplayTag：通过GameplayEffectSpec的RegisterValue(GameplayTag tag, float value)
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      [SerializeField] private string valueName;
      public override float CalculateMagnitude(GameplayEffectSpec spec,float input)
      {
          var value = spec.GetMapValue(valueName);
          return value ?? 0;
      }

      [SerializeField]
      [ValueDropdown("@ValueDropdownHelper.GameplayTagChoices", HideChildProperties = true)]
      private GameplayTag _tag;

      public override float CalculateMagnitude(GameplayEffectSpec spec, float input)
      {
          var value = spec.GetMapValue(_tag);
          return value ?? 0;
      }

  • CustomCalculation：自定义计算（必须继承自抽象基类ModifierMagnitudeCalculation）

    • 上述3种类型显然不够方便且全面的满足游戏开发者的所有需求，所以提供了自定义计算类的功能。
    • 允许开发者自由发挥给出各种各样的计算逻辑。

总结

  • ASC管理GA、GE、Attribute。
  • GE可以用来给予ASC一个GA，也可以修改Attribute。（甚至还能Apply其他的GE，图中没有提到）
  • GA可以发送Event给其他ASC，调用对应的GA；也可以对目标Apply一个GE，修改其属性。
  • GE和GA都可以用来触发GC。
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