Работа с игровыми движками (например, Unity, Unreal Engine)

игровые движки – это мощные инструменты, которые позволяют разработчикам создавать игры без необходимости писать код с нуля. Они предоставляют широкий набор инструментов для создания игровых миров, персонажей, анимаций, физики и многого другого. В этой лекции мы рассмотрим основные игровые движки, их особенности и как выбрать подходящий для вашего проекта.Игровые движки являются основными инструментами для создания современных видеоигр. Они предоставляют разработчикам широкий набор инструментов и возможностей для реализации их идей.

Игровой движок (англ. game engine) — базовое программное обеспечение компьютерной игры. Разделение игры и игрового движка часто расплывчато, и не всегда студии проводят четкую границу между ними. Но в общем случае термин «игровой движок» применяется для того программного обеспечения, которое пригодно для повторного использования и расширения, и тем самым может быть рассмотрено как основание для разработки множества различных игр без существенных изменений.

Что такое игровой движок?

Игровой движок – это программная платформа, которая предоставляет набор инструментов и библиотек для разработки игр. Он включает в себя:

• Редактор сцен: для создания и управления трехмерными сценами.
• Редактор материалов: для создания текстур и эффектов.
• Редактор анимации: для создания анимаций персонажей и объектов.
• Физический движок: для симуляции физических взаимодействий.
• Скриптовый язык: для программирования игровой логики.
• Инструменты для создания пользовательского интерфейса.

Основные функции игровых движков

• Графика: Поддержка 2D и 3D графики, шейдеров, освещения и теней.
• Физика: Реализация физики объектов, столкновений и взаимодействий.
• Анимация: Инструменты для создания и управления анимациями персонажей и объектов.
• Звук: Встроенные средства для работы со звуковыми эффектами и музыкой.
• Скриптинг: Возможность программирования логики игры с помощью скриптовых языков (например, C# в Unity, Blueprints и C++ в Unreal Engine).

Популярные игровые движки

• Unity: Один из самых популярных игровых движков, известный своей гибкостью и широкими возможностями. Подходит для создания игр различных жанров и платформ.
• Unreal Engine: Мощный игровой движок, используемый для создания высококачественных игр с реалистичной графикой. Часто используется для разработки AAA-игр.
• Godot: Бесплатный и открытый игровой движок, который становится все более популярным благодаря своей простоте использования и гибкости.
• GameMaker Studio: Простой в освоении движок, идеально подходящий для создания 2D-игр.
• CryEngine: Движок, известный своей мощной системой рендеринга и физики. Часто используется для создания шутеров от первого лица.

В дополнение к многократно используемым программным компонентам, игровые движки предоставляют набор визуальных инструментов для разработки. Эти инструменты обычно составляют интегрированную среду разработки для упрощенной, быстрой разработки игр на манер поточного производства. Эти игровые движки иногда называют «игровым подпрограммным обеспечением» (сокр. ППО; англ. middleware), так как, с точки зрения бизнеса, они предоставляют гибкую и многократно используемую программную платформу со всей необходимой функциональностью для разработки игрового приложения, сокращая затраты, сложность и время разработки — все критические факторы в сильноконкурирующей индустрии видеоигр.

Как и другие ППО решения, игровые движки обычно платформо-независимы и позволяют некоторой игре запускаться на различных платформах, включая игровые консоли и персональные компьютеры, с некоторыми внесенными в исходный код изменениями (или вообще без них). Часто игровое ППО имеет компонентную архитектуру, позволяющую заменять или расширять некоторые системы движка более специализированными (и часто более дорогими) ППО компонентами, например, Havok — для физики, FMOD — для звука или SpeedTree — для рендеринга. Некоторые игровые движки, такие как RenderWare, проектируются как набор слабосвязанных ППО компонентов, которые могут выборочно комбинироваться для создания собственного движка, вместо более традиционного подхода расширения или настройки гибкого интегрируемого решения. Тем не менее расширяемость достигнута и остается высокоприоритетной в игровых движках из-за широких возможностей их применения. Несмотря на специфичность названия, игровые движки часто используются в других типах интерактивных приложений, требующих графику в реальном времени, таких как рекламные демо-ролики, архитектурные визуализации, обучающие симуляторы и среды моделирования.

Некоторые игровые движки предоставляют только возможности 3D-рендеринга в реальном времени вместо всей функциональности, необходимой играм. Эти движки доверяют разработчику игры реализацию остальной функциональности или ее сбор на основе других игровых ППО компонентов. Такие типы движков обычно относят к «графическим движкам», «движкам рендеринга» или «3D-движкам» вместо более содержательного термина «игровой движок». Однако эта терминология используется противоречиво: так, многие полнофункциональные игровые 3D-движки упомянуты просто как «3D-движки». Некоторые примеры графических движков: RealmForge, Ogre 3D, Power Render, Crystal Space и Genesis3D. Современные игровые или графические движки обычно предоставляют граф сцены — объектно-ориентированное представление 3D-мира игры, которое часто упрощает игровой дизайн и может использоваться для более эффективного рендеринга огромных виртуальных миров.

Чаще всего 3D-движки или системы рендеринга в игровых движках построены на графическом API, таком как Direct3D или OpenGL, который обеспечивает программную абстракцию GPU или видеокарты. Низкоуровневые библиотеки, например, DirectX, SDL и OpenAL, также используются в играх, так как обеспечивают аппаратно-независимый доступ к другому аппаратному обеспечению компьютера, такому как устройства ввода (мышь, клавиатура и джойстик), сетевые и звуковые карты. До появления аппаратно-ускоряемой 3D-графики использовались программные визуализаторы. Программный рендеринг все еще используется в некоторых инструментах моделирования для рендеринга изображений, для которых визуальная достоверность важнее производительности (количество кадров в секунду) или когда аппаратное обеспечение компьютера не удовлетворяет требованиям, например, не поддерживает шейдеры.

Unity

• Преимущества:
  • Простота освоения для начинающих.
  • Широкая поддержка платформ (PC, консоли, мобильные устройства, VR/AR).
  • Большое сообщество и множество обучающих материалов.
• Основные компоненты:
  • Scene: Основное рабочее пространство, где размещаются объекты.
  • GameObject: Основная единица сцены, к которой можно добавлять компоненты.
  • Component: Скрипты, физические свойства, аудио и другие элементы, добавляемые к GameObject.
• Скриптинг: Использование языка C# для написания логики игры.

Unreal Engine

• Преимущества:
  • Высокое качество графики и реалистичность.
  • Мощные инструменты для работы с анимацией и физикой.
  • Поддержка Blueprints — визуального скриптинга, который упрощает разработку.
• Основные компоненты:
  • Level: Аналог сцены в Unity, где размещаются объекты.
  • Actor: Основная единица уровня, к которой можно добавлять компоненты.
  • Component: Скрипты, физические свойства, аудио и другие элементы, добавляемые к Actor.
• Скриптинг: Использование языка C++ и Blueprints для написания логики игры.

сравнение интерфейсов Unity и Unreal

Как выбрать игровой движок?

Выбор игрового движка зависит от нескольких факторов:

• Жанр игры: Некоторые движки лучше подходят для определенных жанров (например, Unreal Engine для шутеров, Unity для мобильных игр).
• Тип проекта: Для простых 2D игр лучше подходит Unity, для сложных 3D проектов с высокими требованиями к графике — Unreal Engine.
• Опыт команды: Unity проще для начинающих, Unreal Engine требует больше знаний в программировании.
• Платформы: Оба движка поддерживают множество платформ, но Unity имеет более широкую поддержку мобильных устройств.У каждого движка есть свои ограничения и оптимизации для различных платформ (PC, консоли, мобильные устройства).
• Бюджет: Некоторые движки являются платными, а другие предлагают бесплатные версии с ограниченными возможностями.
• Опыт команды: Уровень технических навыков вашей команды также будет влиять на выбор движка.
• Сообщество: Размер и активность сообщества может быть важным фактором при выборе движка, так как вы сможете найти помощь и ресурсы.

Основные этапы работы с игровым движком

1. Создание проекта: Настройка нового проекта с выбором необходимых настроек и шаблонов.
2. Создание уровней: Моделирование игровых уровней с использованием инструментов редактора сцен.
3. Создание объектов: Создание игровых объектов (персонажи, враги, предметы) и настройка их свойств.
4. Программирование: Написание скриптов для реализации игровой логики и взаимодействия объектов.
5. Создание анимации: Создание анимаций для персонажей и объектов.
6. Настройка звука: Добавление звуковых эффектов и музыки.
7. Оптимизация: Оптимизация производительности игры для различных платформ.
8. Тестирование: Проведение тестирования игры для выявления и исправления ошибок.

Сравнительная таблица Unity и Unreal Engine

Другие игровые движки

1. Godot

• Особенности:
  • Открытый исходный код (полностью бесплатный).
  • Поддержка 2D и 3D-графики.
  • Простой язык скриптов GDScript (синтаксис похож на Python).
  • Легковесный и быстрый движок.
  • Интуитивный редактор и гибкость для инди-разработчиков.
• Идеально подходит для: 2D-игр, простых 3D-игр, инди-проектов.

2. CryEngine

• Особенности:
  • Упор на фотореалистичную графику и визуальные эффекты.
  • Используется в AAA-проектах (например, Far Cry, Crysis).
  • Сложное освещение и рендеринг (поддержка PBR).
  • Более высокая сложность в освоении.
  • Скрипты пишутся на Lua или C++.
• Идеально подходит для: AAA-игр с реалистичной графикой.

3. GameMaker Studio

• Особенности:
  • Подходит для 2D-игр (особенно пиксель-арт).
  • Использует простой язык GML (GameMaker Language).
  • Предоставляет визуальный редактор объектов и анимаций.
  • Быстрая разработка прототипов.
  • Ограниченная поддержка 3D.
• Идеально подходит для: 2D-игр, казуальных игр, инди-проектов.

4. Defold

• Особенности:
  • Легкий и производительный движок.
  • Подходит для 2D-игр.
  • Поддержка Lua для программирования.
  • Кросс-платформенность (включая HTML5).
  • Менее популярный, но с активным сообществом.
• Идеально подходит для: 2D-игр, браузерных игр.

5. RPG Maker

• Особенности:
  • Специализация на RPG-играх.
  • Простая в освоении система (подходит для новичков).
  • Визуальный редактор карт, персонажей и диалогов.
  • Ограниченная гибкость для других жанров.
• Идеально подходит для: 2D RPG-игр.

6. Construct

• Особенности:
  • Подходит для 2D-игр.
  • Визуальное программирование без необходимости написания кода.
  • Кросс-платформенность (включая браузеры).
  • Подходит для новичков.
• Идеально подходит для: Простых 2D-игр, прототипов.

7. Cocos2d-x

• Особенности:
  • Открытый исходный код.
  • Высокая производительность для мобильных устройств.
  • Скрипты на C++, Lua и JavaScript.
  • Используется в мобильных казуальных играх.
• Идеально подходит для: 2D-игр, мобильных игр.

8. Panda3D

• Особенности:
  • Открытый исходный код (поддерживается Disney).
  • Поддержка Python и C++.
  • Простота интеграции с различными системами.
  • Слабая документация и сообщество.
• Идеально подходит для: Образовательных проектов, 3D-симуляций.

9. Amazon Lumberyard (в настоящий момент переименован в Open 3D Engine)

• Особенности:
  • Открытый исходный код.
  • Сильный упор на 3D-графику и мультиплеер.
  • Интеграция с AWS для облачных сервисов и Twitch.
  • Сложность освоения для новичков.
• Идеально подходит для: Больших 3D-проектов с мультиплеером.

10. Flax Engine

• Особенности:
  • Относительно новый движок.
  • Высокая производительность и гибкость.
  • Скрипты пишутся на C#.
  • Меньше ресурсов и материалов, чем у Unity или Unreal.
• Идеально подходит для: Инди-разработчиков, желающих исследовать новые платформы.

Заключение

Игровые движки значительно упрощают процесс разработки игр, позволяя разработчикам сосредоточиться на создании уникального игрового опыта. Выбор подходящего движка – важный этап в разработке игры. При выборе учитывайте свои цели, бюджет, опыт команды и другие факторы.Работа с игровыми движками — это важный навык для гейм-дизайнеров. Понимание их возможностей и особенностей помогает выбрать подходящий инструмент для реализации своих идей и создания качественных игр.

Вопросы для самопроверки

• Какой игровой движок вы считаете наиболее подходящим для начинающих разработчиков?
• Какие факторы влияют на выбор игрового движка для конкретного проекта?
• Какие новые тенденции в области игровых движков вы видите?

Задания для самостоятельной работы

• Создайте простой 2D-платформер в выбранном вами игровом движке.
• Исследуйте документацию выбранного игрового движка и создайте небольшой проект, демонстрирующий ваши навыки.
• Сравните два игровых движка по выбранным вами критериям.

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• unity ,

Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.