复杂地形的攀爬翻越系统

很多 FPS 游戏比如和平精英，角色在运动中都可以攀爬或者翻越障碍物，这个系统很大程度上丰富了玩家的操作趣味性以及竞技性。

如何实现呢？
我在实现这个系统的过程中受到了 UE CharacterMovement 的启发，
首先检测前方障碍物和头顶障碍物，然后检测窗户以及落脚点，最后就是计算路径点，更新动画和路径。基本上就这些，具体实现如下，

检测前方和头顶的障碍物

  1. 检测前方障碍物，根据玩家可操作的距离以及 capsule 的半径，检测是否被阻挡；
  2. 检测上方障碍物，发射一个最大距离的射线，根据碰撞的距离决定后续阶段是否执行或者是否只执行翻越操作，因为攀爬需要的头顶距离更大一些；
    这里需要注意的是，我们使用了 Ray 和 Box 组合取代 Capsule，来增加性能，但是 Capsule 的底部是有弧度的，如果用 Box 的话，Box 底部会触碰到 Capsule 触碰不到的坡面，这不是我们想要的，
    我的解决办法也很简单，就是设置了一个 ForwardHitCheck 的 Error 值，利用这个值拉高Box的其实检测高度，你也猜到了这个值，ForwardHitCheckError，大概是等于 Capsule 的半径。
    以上检测通过之后，Vault 和 Climb 分别执行后续检测。

检测动作阶段

Vault，翻越
首先，检测前方障碍物是否有窗户，检测前方最大距离等于可以翻越的障碍物厚度，这里的 Box 的高度比下面翻越用到的 Box 的高度应该是小一些，这个根据策划需求和动画表现而定。
检测采取的是步进的方式，启动的坐标等最小可翻越厚度，根据固定距离步进检测，直到最大距离后停止。
这一步成功之后，也就是监测到有“窗户”，那么执行落地点检测，检测下方是否有障碍物，检测一定的距离，比如>=50，（掉落阶段），这个距离一定是大于某个值，不能太小，太小就不是翻越了，如果 Hit false，检测通过。
如果以上检测都没通过，那么执行攀爬检测。

Climb，攀爬
首先，同样的检测前方障碍物是否有窗户，这个检测的距离和半径是配置的，检测前方距离应该是角色可以落脚的最短距离，半径的话应该是角色站立的高度（HalfHeight），如果 Hit false，检测通过。
然后检测下方是否有障碍物，检测一定的距离，应该小于等于某个值比如<=50，（也就是坡度）如果 Hit true，检测通过。
如果攀爬和翻越有一个执行成功，那么继续执行下面的步骤。

攀爬和翻越都要检测落点的角度，大于一定的角度，比如70度，坡面太陡，角色是无法落脚的。

bool bWalkable = false;
WalkableFloorAngle = 70;
WalkableFloorZ = FMath::Cos(FMath::DegreesToRadians(WalkableFloorAngle));
bWalkable = Hit.ImpactNormal.Z >= WalkableFloorZ

计算动画路径

Vault 和 climb 检测的过程中，需要记录几个关键坐标点，障碍物的第一个拐点、第二个拐点（如果是翻越的话）、落点。
检测成功以后，根据以上的几个点，提取动画 RootMotion 的路径数据，提取动画的间隔建议在0.1s-0.033s之间，提取之后把对象空间的坐标转换到全局坐标系里，同时和动画同事约定几个 NotifyEvt，对应我们记录的几个坐标点，因为角色攀爬和翻越的高度和厚度都是可配置的，那么我们需要在这几个关键帧，更新我们计算出来的坐标点。
简单的更新是不行的，因为会造成强拉，视觉效果很不好，我们采用根据帧来计算插值的方式，比如我当前是第三帧，第一个拐点是第十帧，那么第三帧的 Z 轴（高度）的值应该是：

Alpha = 3/10;
TurnOffset = CalcFirstCrossPtZ - AnimFirstCrossPtPointZ;
AnimPointOffsetZ += FMath::Lerp(0.f, TurnOffset, Alpha);

然后更新 NotifyEvt 对应的点即可，
落点 Notify 开始之后，强行设置 Z 的值，保证动画落在地面上。
同样的道理，更新 XY 轴方向上的偏移，多了一步夹角的计算而已。

播放动画

播放动画，注意关闭 RootMotion。
Tick 更新提取的路径坐标，我们的动画是 30FPS 的帧率制作的，所以在游戏中，高帧率的情况下，要在两点之间插值保证顺滑。
有个细节，如果玩家翻越之后有很大的高度差，比如是跳崖，这个时候如果继续播放翻越的动作和路径点的话就有点假了，我的做法是，在翻越墙头的一刹那，检测下方的高度，如果是悬崖（大于一定高度），那么执行掉落逻辑。

性能优化

以上检测使用 ray 和 box 组合取代 capsule 来检测，用于提升性能。
同时注意监测的步进距离，不能太小，性能不好，也不能太多，不准确，当然最大翻越高度和厚度也会影响性能。

感谢阅读。