Для чего нужен игровой движок
Как разобраться в игровых движках
Какие они бывают и как выбрать себе подходящий, если вы только начинаете постигать азы разработки
Некоторые из вас наверняка только начинают интересоваться игростроем, а потому не очень разбираются в том, что такое игровой движок и как его использовать. Поэтому для подготовки к джему я предлагаю вам краткий эскурс в понятие игрового движка и расскажу, какие они бывают и как выбрать себе подходящий.
Прежде всего, игровой движок — это программный комплекс, который упрощает разработку игр, предоставляя вам набор необходимых для разработки инструментов. Из этого следует несколько простых фактов. Во-первых, движок совершенно необязателен, игру можно написать и без него на голом языке программирования. Во-вторых, движок не сделает крутую игру за вас. Но с ним работа пойдёт в десятки раз быстрее, так что я всем очень советую не писать велосипеды, а использовать готовое.
Обобщённо говоря, игровой движок ответственен за организацию и поведение игровых объектов, а также за их отображение на экране. Ваша же задача — выбрать, как они будут выглядеть и как себя вести. Для этого движок предоставит вам возможность создавать и удалять объекты, задавать их параметры, добавлять логику и управлять ресурсами.
На самом деле, не так легко поделить игровые движки на отдельные категории, потому что чаще всего они предоставляют одни и те же возможности, вопрос лишь в количестве этих возможностей. Но я попробую.
Касательно внутреннего устройства игровые движки делятся на:
Если мы говорим о фреймворках, то игра пишется на том же языке, на котором написан фреймворк. Если же мы говорим о полноценном ПО, то программировать в них можно на:
Если говорить о лицензии, то тут тоже есть несколько вариантов:
Возможности, которые может предоставлять или не предоставлять игровой движок (список неокончательный):
Чем больше возможностей предоставляет движок, тем сложнее и дольше им пользоваться из-за огромного количества кнопочек и удлинённого времени компиляции, так что подбирать движок лучше не из соображений «чтобы умел побольше», но «взять достаточно для моих нужд — и не больше».
Ну и последнее разделение, которое относится к движкам лишь косвенно — это их дата создания и популярность. Чем раньше был создан движок и чем популярнее он, тем легче вам будет с ним работать, поскольку создатели движка наверняка уже починили огромное количество багов (да, это тоже важно, в игровых движках могут быть баги и их может быть много), а в сети вы сможете найти очень много обучающих материалов.
Игровой мир состоит из игровых объектов (GameObject). К этой базовой категории можно практически отнести всё, что находится в игре, в том числе игрока, его инвентарь, камеру, землю под ногами, каждый отдельный кустик и даже небо. Не стоит думать, что все объекты обязательно должны быть видимы — всякие триггеры (объекты, вызывающие события при прикосновении), барьеры, источники освещения и даже части интерфейса являются такими же объектами. Все игровые объекты обладают несколькими базовыми свойствами: положение в пространстве (Transform), включены ли они (Active), какой у них родительский объект и есть ли он (Parent).
Игровые объекты так же могут быть дополнены поведением (Behaviour или Component). Поведение — это отдельный код, который привязан к объекту и выполняется при определённых условиях. Условия могут быть самыми разными, а количество поведений, привязанных к объекту, ничем не ограничено. В таком коде вы например можете двигать объект по движению мыши или перекрашивать его цвет. А ещё у каждого поведения могут быть свои отдельные параметры (выраженные в переменных).
Например, мы можем создать для картинки поведение «Персонаж», у которого будут очки здоровья и возможность прыгать. И когда персонаж падает со слишком большой высоты, эти очки здоровья у него отнимать.
Помимо своих собственных поведений в игровом движке есть несколько стандартных типов поведений: форма столкновения (Bounding Box/Sphere/Capsule/…), физическое тело (Rigidbody), отрисовщик (Renderer), камера (Camera), создатель частиц (Particle Manager), аниматор (Animator) и ещё десятки других типов. Всеми этими поведениями вы можете управлять на лету.
Очень важным концептом является событие (Event). Это сигнал, который возникает при соблюдении каких-то условий. Поведения объектов в игре могут порождать эти события и реагировать на них. Например, столкновение — это событие, причём одно из самых частых по использованию. Именно на событиях строится основной игровой процесс, разработчик игры может навешивать действия (Action) одних поведений на события других и так, например, делать кнопки, рычаги, точки сохранений и так далее.
Но это и не единственный способ заставить игру работать, ещё есть раздел Update, в который можно написать код и который будет выполняться постоянно, в каждый игровой тик (tick). Тик — это самая минимальная единица времени, которую игра может обеспечить. Обычно тик составляет 16 миллисекунд, но если у вас плохо с оптимизацией, то он увеличится. Без этой функции не обойтись, и некоторые вещи, например плавное передвижение и проверка столкновений, пишутся именно там. Но чем меньше кода написано в этой секции — тем лучше.
Место, в котором находятся игровые объекты, называется уровень или сцена (Level или Scene). Уровни можно менять в любой момент, а в некоторых движках ещё и совмещать между собой. Ваши игровые объекты будут распределены по уровням, чтобы друг другу не мешать. Например это будут локации и их наполнение. Но определённые универсальные для всех уровней объекты, например главный персонаж или интерфейс, лучше хранить в отдельном месте.
В вашем проекте должна быть отдельная папка, в которой вы будете хранить сохранённые объекты (Prefab). Любой объект в игре вы можете сконструировать всего один раз, а затем сохранить в эту папку для дальнейшего, в том числе многократного, использования. Например, это могут быть деревья или враги. Во время игры вы можете создать любое количество объектов из этой папки, но лучше не переборщить и не использовать тысячи объектов, иначе движок начнёт лагать.
И последнее, про графику. Объекты в игре могут выглядеть самым разным способом. И дело даже не в отдельный настройках, а в самом способе их отображения на экране. Это могут быть 2D-объекты, например различные простейшие геометрические формы (Shape) или картинки (Sprite). А могут и 3D-объекты, которые состоят из 3D-модели (Mesh). Все видимые объекты в игре обязаны иметь материал (Material) — набор параметров, влияющий на отображение объекта. Такими параметрами могут являться текстуры (Texture), цвета (Color) и обычные числа (Float). Некоторые движки дают доступ ограниченный доступ материалу, давая лишь задать текстуру и цвет окрашивания, другие же дают полный доступ. В основе материала лежит шейдер (Shader) — особая программа, которая проводит математические вычисления и проецирует объекты в пространстве на плоский экран камеры.
Сразу предупреждаю, что список далеко не окончательный, в мире буквально каждый день кто-нибудь создаёт новый движок программирования — просто потому что это очень интересное испытание. Здесь же указаны более-менее популярные движки, о которых хорошо отзываются и которые вы можете начать использовать прямо сейчас, а их порядок ни в коей степени не отражает мои мнения о них.
Construct 3 — настоящий ветеран индустрии. Используется для создания 2D-игр и достаточно популярен. У движка больше настроек, с недавних пор есть версия для браузера, очень много примеров и шаблонов. Логика на визуальном интерфейсе. Но большинство возможностей скрыто за крайне дорогой лицензией. Бесплатная версия ограничена.
Stencyl — ещё один движок для создания 2D-игр. Имеет открытый исходный код и и приятный интерфейс. Логика на визуальном интерфейсе. Мало известен, но полностью бесплатен (платно только публикация на ПК).
GDevelop — другой движок для создания 2D-игр, набирающий огромную популярность. Так же имеет открытый исходный код и приятный интерфейс. Логика на визуальном интерфейсе. Полностью бесплатен.
RPG Maker — очень популярный движок для создания пиксельных RPG. Именно для RPG движок и заточен, но он подойдёт и для похожих жанров. Много встроенных ассетов и настроек для персонажей. Есть бесплатный 30-дневный пробник, дальше придётся платить.
Game Maker Studio — очень популярный движок для разработки 2D-игр. Позволяет программировать логику на адаптированном Lua и даёт много возможностей. Есть бесплатный 30-дневный пробник, дальше придётся платить.
Godot — очень многообещающий движок с открытым исходным кодом, который грозится «заменить Unity» в своей распространённости. Godot поддерживает 2D и 3D графику, а так же несколько языков программирования (C++, C# и модификация Python) и имеет свой визуальный скриптинг. Его использование полностью бесплатно.
Ren’Py — самый популярный движок визуальных новелл, на котором написаны тысячи новелл. Использует Python в качестве языка программирования логики. Полностью бесплатен
Monogatari — простой движок визуальных новелл на веб-технологиях. Мало известен, но выглядит интересно, к тому же движок на Javascript легче исправить под свои нужды. Код пишется на том же языке. Полностью бесплатен.
Unity — самый популярный в мире движок для разработки игр. Поддерживает 2D и 3D графику, имеет в себе невиданное количество вспомогательных модулей, огромный магазин ассетов и поддерживает большинство платформ. К сожалению, с ростом популярности движок становится всё сложнее и тяжелее в освоении, но всё равно очень доступен. Программирование на C#. Использование условно-бесплатное, при превышении определённого порога прибыли придётся платить за лицензию.
Что ж, теперь вы знаете, как выбрать движок и какие опции доступны. А теперь дерзайте! Скачивайте, тыкайте, экспериментируйте. На сайтах движков вы можете найти очень много шаблонов и примеров, а на YouTube (особенно английской его версии) можно найти буквально сотни и иногда даже тысячи гайдов по тем или иным сторонам разработки. Ждём ваши работы!
Игровые Движки. Что они из себя представляют?
Игровые движки, что же это такое? Frostbite,CryEngine,Unreal Engine,Source,Unity.
Можно вечно продолжать этот список но пока остановимся на выше названных движках.
Часто на процессе разработки можно сэкономить за счёт повторного использования одного и того же игрового движка для создания множества различных игр.(Например Call of Duty :D)
Итак,теперь когда вы знаете что такое игровой движок, перейдем к их разбору.
А теперь приведём список игр с данным движком для персональных компьютеров:
Frostbite очень высоко поднял планку разрушаемости(особенно после Battlefielld 3), и очередной раз показал что разработка игр не стоит на месте а идет в правильном направлении.
Итак список наиболее известных игр :
По моему Source является одним из культовых движков,которые сделали прорыв в плане графики,анимации,физики и т.д.
Unreal Engine — игровой движок, разрабатываемый и поддерживаемый компанией Epic Games.
Первая игра, созданная на этом движке, появилась в 1998 году. С тех пор различные версии этого игрового движка были использованы в более чем сотне игр
Итак список наиболее известных игр :
(Здесь не полный список игр на Unreal Engine)
Unreal Engine на пару с Source является культовым движком. И когда Source делал прорывы в лицевой анимации и физике, то Unreal Engine был сосредоточен на качестве картинки и спец-эфектов.
CryEngine — игровой движок, созданный немецкой частной компанией Crytek в 2002 году
Первая игра в которой использовался CryEngine это- FarCry.
CryEngine — коммерческий движок, который предлагается для лицензирования другим компаниям. С 30 марта 2006 года все права на движок принадлежат компании Ubisoft.
Итак, список наиболее известных игр :
Crytek со своим движком CryEngine добилась больших успехов. В 2007 году взять хотя бы Crysis, это был ОГРОМНЫЙ прорыв в плане графики, что даже сейчас первый CryEngine выглядит очень современно.Ну а графика Crysis 3 замораживает своими пейзажами.
Вот список наиболее известных игр на данном движке:
Авторы статьи:maxis1911,SkyL0L
P:S Ставьте плюсы, оставляйте отзывы и подписывайтесь на блог!
«Начинайте с идеи игры, а не движка». Разработчик игровых движков — о том, что это и как устроено
Василий разрабатывает игровые движки с 16 лет, с того момента, как дома появился первый ZX Spectrum, — и не представляет, чем еще мог бы заниматься в жизни. Айтишник выпускал мобильные и веб-игры, создавая их в одиночку, а также написал несколько движков (вот один из них). В рамках спецпроекта Onliner и BGaming мы узнали у разработчика этой компании, как устроен игровой движок и что он собой представляет.
Как выглядит движок
— Простым языком: движок игры — что это такое?
— Изначально у тебя есть язык программирования, в котором ты можешь сделать все что угодно. Но примерно ко второй игре становится ясно, что многие вещи повторяются из игры в игру, и чтобы не писать их повторно, ты объединяешь их в некий набор библиотек и инструментов, который и принято называть движком. Хороший движок избавляет от необходимости делать то, что уже сделано раньше, но в то же время оставляет тебе свободу действий. Продвинутый и удобный движок — это не просто набор библиотек, понятный только программистам. Это инструмент, в котором можно увидеть и отредактировать игру. То есть это, если сильно утрировать, как Photoshop или Word, только для игр. Такого пути при разработке движка я всегда придерживался.
Обычно в движке есть окно, в котором ты видишь то же, что и игрок, когда запускает твою игру. С тем лишь отличием, что ты можешь выделить любой объект и изменить его свойства, переставить в другое место. Есть окно, в котором показана иерархия игровых объектов в виде дерева или списка. По большому счету эти два окна позволяют тебе собрать игру как из кирпичей.
Иногда эти кирпичи, то есть объекты игрового мира, нужно настроить, придать им свою логику и свойства. Выглядит это так: создаешь свой новый тип игрового объекта, который наследует свойства одного из стандартных объектов, и дописываешь ему свою логику — то, как объект ведет себя в игре при взаимодействии с другими объектами. Нажимаешь кнопку запуска — и смотришь результат.
— По такому принципу можно любую игру сделать?
— Визуально вся игра сводится к тому, что каждый объект перед каждым кадром обновляет свою позицию. У него есть координаты — X и Y. Если к X прибавить 1, объект сдвинется на один пиксель. А если на каждом кадре прибавлять к X по единице, то объект будет непрерывно двигаться вправо. Вот и все: когда в 16 лет я узнал, как вывести произвольную букву в произвольную точку экрана, мне хватило, чтобы уйти в это с головой. Я составлял человечков из букв, которые бегали по лестницам, собирали монеты и так далее.
Но есть более продвинутый способ двигать объекты по экрану — это когда мы работаем не с X и Y объекта напрямую, а с его скоростями по оси X и Y. Назовем их speedX и speedY, значения которых попросту прибавляются к X и Y каждый кадр. Теперь, однажды установив speedY значение, равное 1, мы заставим объект двигаться вниз со скоростью 1 пиксель за кадр. А если мы начнем каждый кадр увеличивать speedY на 1, то объект будет двигаться вниз с ускорением — получится действие гравитации. Нам останется проверить наличие препятствия под объектом и установить speedY в 0, чтобы объект не проваливался сквозь пол. А можно при касании пола speedY умножить на минус один (изменить скорость на противоположную), и тогда объект «отскочит» и полетит вверх.
Другая, обычная для игры задача — определить момент, когда два объекта друг друга коснулись. В упрощенном виде касание — это когда расстояние между центрами двух объектов стало меньше, чем размер этих объектов. Пересеклись — соответственно, есть касание: наносим урон, добавляем на экран взрывы. Во многих движках это реализовано, и тебе остается написать, что именно произойдет при столкновении.
Универсальность — не всегда хорошо
— Почему нет движков, которые подошли бы под любой игровой жанр?
— Идей очень много, и они всегда выходят за пределы того, на что рассчитывал разработчик движка. Вообще, универсальный движок сводится к простоте: чем меньше функционала, тем он универсальнее. А когда пытаешься все охватить, то универсальность, наоборот, страдает.
— Бывает так, что движок заточен под определенный жанр? Например, для стратегии подойдет, а для гонок — вообще нет.
— Одни заточены, другие нет. Это зависит от количества реализованного в них функционала. Например, есть движок для текстовых адвенчур. Понятно, что там можешь сделать только текстовую адвенчуру. Но вообще, возможности движка ограничены только фантазией разработчика, который его использует: если горишь этим и хочешь что-то сделать, то даже в простейшем движке реализуешь интересные вещи.
В целом при разработке самое главное — не ставить глобальные задачи, пытаясь все охватить. И не пытаться в новой для тебя задаче с ходу сделать что-то фундаментальное и долгоживущее. Нужно подходить экспериментально: двинулся куда-то, понял, что есть проблема, — попробуй другой путь. Если видишь, что идея рабочая — можешь проработать ее детальнее. Свой игровой редактор я создал не с первой попытки. Было множество версий на разных языках, были и тупиковые версии, которые я бросал через две недели после начала разработки, так как понимал, что подход нежизнеспособный.
Кстати, важный момент в любой разработке — скорость итерации, то есть насколько быстро ты увидишь внесенные тобой изменения в действии. Бывают проекты, в которых на компиляцию и запуск игры уходит минута и больше, а бывают такие, где хватает 1—2 секунд. И простая математика: ты сразу становишься в 15—30 раз эффективнее. Даже не в том смысле, что сделаешь в 30 раз больше работы, а в том, что получишь в 30 раз меньше стресса и при этом будешь полон сил двигаться дальше.
— От чего зависит популярность движка? Например, CryEngine, несмотря на технологичность, почти нигде не использовался, а Unreal Engine много где встречается.
— Движков тысячи, есть удобные и не очень. У человека есть какое свойство: когда ты смотришь на что-то новое с большим количеством кнопок — оно тебе всегда не нравится. Допустим, работаешь год в 3ds Max, потом переходишь на Blender — кажется, что это полная муть и его инопланетяне придумали. Только дня через три начинаешь понимать, что к чему. То есть привыкание, инертность играют большую роль. Допустим, появился новый движок — он может быть объективно удобным и хорошим. Но кто захочет уйти от чего-то привычного и понятного? А когда речь идет о крупной компании, все в разы сложнее, тем более если на кону большие деньги.
— Почему многие студии делают собственные движки? Не проще ли лицензировать существующий?
— Я лицензированием движков не занимался, но по себе могу сказать, что свое всегда ближе, и ты меньше тратишь времени на доработку и исправление чужих «косяков». Цепляешься за какой-то недочет в стороннем движке — и либо тебе приходится от чего-то отказываться, либо тратить большое количество времени на поиск обходного пути.
Года три назад при переходе с Flash на HTML я около месяца просидел на Unity в качестве эксперимента. На мой вкус, там слишком много рутинных вещей, игровые объекты избыточно раздроблены на подкомпоненты, и 90% твоего кода занимают связи между этими подкомпонентами. Другие вещи, которые я считаю важными, реализованы не идеальным образом. Возможно, тут сыграла роль та самая человеческая инертность.
— Ты разрабатываешь только движок или игрой тоже занимаешься?
— Разрабатывать движок, отгородившись от игры, вредно. Если сам с ним не работаешь как пользователь, то понятия не имеешь, куда двигаться дальше. Только непосредственно при разработке игровой сцены ты заметишь, что чего-то не хватает или какая-то процедура занимает больше сил, чем могла бы. Как только я натыкаюсь на рутину или баг — сразу добавляю какую-то кнопку, галочку, пару дней проверяю, как оно работает в «боевых условиях», и если все в порядке, включаю ее для всех.
Если делать движок отдельно от игры, то ты не сможешь до конца понять, что именно нужно разработчику, и то, что ты сделаешь, не будет таким удобным и полезным, каким могло бы быть.
Принципы оптимизации
— Как выглядит оптимизация под разные платформы, железо?
— Устройств много, и в первую очередь нужно думать о самых слабых девайсах. Наиболее простой способ оптимизации выглядит так. Допустим, у тебя есть набор анимаций, частиц. Их можно сделать в десять раз меньше по количеству. На маленьком экране разницу даже не заметишь, а нагрузка на железо серьезно уменьшится.
Однако больше всего производительность страдает от отрисованной на экране площади за один кадр. Когда картинка состоит из нескольких слоев, каждый слой в ней отъедает значительную часть ресурсов, даже если она неподвижная. Неподвижные объекты из разных слоев нужно склеивать в один везде, где это возможно, и не отправлять на отрисовку то, что находится за пределами экрана. Например, изображение для фона в играх часто имеет размер намного больше, чем сам игровой экран, видимый пользователю. Если такое изображение отрисовывать как есть, то области за пределами экрана будут нагружать видеокарту. Значит, нужно вычислить область в пределах экрана и отрисовать только ее. В нашем движке для этого есть специальный объект, который обрезает у себя «лишние» части.
Даже если у тебя игра уже работает максимально быстро и дополнительная оптимизация не дает видимого глазу эффекта, есть батарея телефона, которая будет греться и быстро садиться, если не подойти к вопросу оптимизации с душой или хотя бы с серьезными намерениями.
— Разработчик игры должен быть технарем?
— Человек, отвечающий за программирование, — да. Для художника это не обязательно, но когда он имеет опыт разработки игр собственными руками — это очень сильно помогает и экономит время. Он может заранее организовать слои максимально близко к тому виду, в каком они будут организованы в игре. Не потратит время на то, что будет в любом случае вырезано и реализовано программно.
Даже в отрыве от арта и кода игра — это сложная инженерная система, в которой пересекается множество идей и механик. Если ты не видишь все эти пересечения наперед, всплывает множество неожиданных переделок, которые дорого обходятся.
«Самое сложное — не начать разработку, а закончить ее»
— По каким признакам можно понять, хороший в игре движок или нет?
— Если движок хороший, то его присутствие в игре не заметно. Бывает, вижу какую-нибудь известную игру, а спустя годы узнаю, что ее сделали в GameMaker.
В 3D-играх возможны некоторые особенности в освещении и цветообработке. Но в случае с 2D все обычно сводится к отрисовке картинки такой, какая она есть, и движок не оставляет своих признаков. У меня была игра Iron Impact: она сделана в 2D с динамическим освещением, то есть каждый спрайт был не плоским, а имел карту высот и нормалей. И если бы на этом моем движке мне показали другую игру, я бы его узнал.
— Что посоветуешь разработчикам игровых движков?
— Начинайте с игры и ее идеи, а не движка. Нельзя сделать движок, а потом думать, какую игру на нем разработать. Только в процессе создания игры будет понятно, в какую сторону двигаться по расширению движка, как его адаптировать и оптимизировать.
Главный совет — не делайте чего-то глобального. Даже если уверены в своих силах, лучше сделать что-то простое, тогда будет шанс закончить дело и выпустить игру. Самое сложное — не начать разработку, а закончить ее. Ведь как все идет: за второй день разработки ты удвоишь объем сделанной работы, и это очень много. А день разработки после трех месяцев работы — это лишь один процент от уже проделанного. Чувство прогресса замедляется, и радость от разработки улетучивается.
BGaming — быстрорастущий игровой провайдер с белорусскими корнями, предлагающий качественные продукты для онлайн-казино по всему миру.
Игрок и его выбор — главная ценность компании, поэтому мы постоянно изучаем и анализируем потребности и предпочтения аудитории, чтобы создавать яркие и запоминающиеся продукты. Студия разрабатывает онлайн-игры на стыке gambling и gaming, в которых идеально сбалансированы визуальные эффекты и математика. Это возможно благодаря команде экспертов с безграничной энергией и более чем 20-летним опытом в индустрии.
Спецпроект подготовлен при поддержке ООО «Меркелеон девелопмент», УНП 193084780.
Читайте также:
Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!
Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро