Для чего нужен 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!

Источник

Что такое игровой движок?

Содержание

Содержание

Если вы регулярно читаете статьи о компьютерных играх, то обязательно сталкивались со словами «игровой движок». И вы знаете, что он может быть быстрым, тормозным, продуманным, неудачным, привычным и так далее. А что это за «движок», который скрывается под красивой оберткой текстур и скриптов компьютерной игры? Это же не двигатель автомобиля. Тогда что? Программный код? Комплекс приложений для программистов и игроков? Разберемся немного подробнее.

Понятие «игрового движка»

Термин «игровой движок» является прямой копией английского «Game Engine». Фактически это объединенный в единое целое комплекс прикладных программ, с помощью которых обеспечивается графическая визуализация, звуковое сопровождение, перемещение внутриигровых персонажей, их действия в соответствии со скриптами, а также игра в сети, встроенные графические сцены, соблюдение физических эффектов и законов и многое другое.

Есть ли польза от использования готового игрового движка? Несомненно. Разработчик получает готовый качественный инструмент с большим количеством библиотек. В результате ему не надо писать большую часть базового программного кода и можно сосредоточиться на реализации своих идей, графики, игровой механики и сюжета, не тратя время на написание кода с нуля.

В результате ряд компаний занялся разработкой именно игровых движков, а разработчики игр стали покупать на них лицензии, как это получилось с Unreal Engine или id Tech 3. Стоимость лицензии может составлять от нескольких тысяч до миллионов долларов. Но при этом надо отметить, что для некоммерческого использования многие игровые движки, например, популярные Unity и Unreal Engine 4 доступны бесплатно. Остановимся на этих движках немного подробнее.

Особенности популярных игровых движков Unity и Unreal Engine 4

Движки Unity и Unreal Engine 4 являются самыми популярными в среде разработчиков из-за их удобства, детальной проработки и большого количества дополнительных библиотек, что позволяет настраивать и реализовывать практически любые идеи, приходящие в голову дизайнерам и игроделам.

Unreal Engine 4

Этот движок смело можно назвать легендой. Его разработка началась в 1998 году и с тех пор он постоянно модернизируется, дополняется и совершенствуется. Современный Unreal Engine 4 — это движок, на котором пишут игры для любых платформ и операционных систем, начиная от ОС Windows и заканчивая всеми современными консолями — Playstation 4, Xbox One, а также мобильными платформами, в том числе и iOS.

Unity

Unity — одна из популярных платформ для разработчиков игровых приложений. Можно услышать, что этот движок называют самым молодым. Но тут надо отметить, что он появился в 2005 году и с тех пор успешно развивается.

Большой плюс Unity — простота его освоения. Минус — графика в играх, созданных на основе этого движка. Она выглядит проще и не настолько реалистична, как у Unreal Engine. Тем не менее, около половины всех мобильных игр, по заверениям разработчиков, написаны именно на этом движке.

Как создаются игры с помощью игровых движков

Для разработчика игровых приложений движки представляют собой программную среду, в которой он ведет разработку проекта. Ее использование позволяет не заниматься такими рутинными вещами, как описание работы с графикой, звуком и физической моделью. Но это не значит, что программировать не придется ничего. Разработчику все равно потребуется писать скрипты для внутриигровых действий. На Unity, например, потребуется работа с C#, да и на Unreal Engine знание языков программирования не помешает.

Необходимо отметить, что важной особенностью Unreal Engine является технология Blueprints, позволяющая описывать игровую логику и события с помощью графических схем, без использования языков программирования. Это, конечно, приведет к тому, что созданная игра будет занимать больше места и требовать более быстрой платформы, но зато процесс разработки значительно упрощается.

Использование игровых движков позволяет избавиться от написания кода для очень многих рутинных моментов, так как, кроме самих движков, для них существует огромное количество библиотек и расширений. С их помощью первые простейшие игры на Unity можно создать уже через несколько часов изучения платформы. Специально для начинающих в Unity существует масса проектов вроде Creator Kit и Microgame, предлагающих большое количество исходных материалов для написания простых приложений в 2D и 3D. На Unreal Engine также есть множество библиотек и уроков, позволяющих быстро освоить программную среду и начать писать простые игровые приложения.

Все игровые движки позволяют добавлять и рисовать уровни, их элементы и персонажей, прописывать события, которые происходят в зависимости от действий главного героя. При этом разработчик не тратит время на написание сотен строчек кода, а занимается только реализацией своих непосредственных идей.

Так что же такое игровой движок для игрока и разработчика?

Получается, что игровой движок с точки зрения разработчика является программной платформой, на которой ведется разработка приложения. Кстати, это совсем не обязательно игра. Unity, например, активно используют в работе над приложениями с дополненной реальностью. А это уже не только игры, но и путеводители, справочники, энциклопедии и многое другое.

А с точки зрения игрока или пользователя написанного приложения, игровой движок — это основа игры, на которую разработчиком наложен сюжет, уровни, графика и музыка. Разница между этими двумя определениями небольшая, но она все-таки есть.

Источник

Подумайте дважды, прежде чем использовать игровые движки

Холивар о том, нужно ли использовать для создания игр движки, начался сразу после появления первых игровых движков. Этот пост на reddit не является идеальным примером разумных контраргументов против постоянного использования движков, но я считаю, что непреодолимое желание их применения немного отдаёт фанатизмом.

Давайте рассуждать разумно

Я считаю, что не существует готового ответа на вопрос, стоит ли разработчику применять движок. Мудрый разработчик перед выбором технологии оценивает все возможные варианты.

Уровень навыков

Достаточно ли у вас навыков, чтобы эффективно использовать выбранный вариант? Если у вас нулевой опыт в программировании, то придётся многому научиться, прежде чем вы будете готовы создавать игру из набора разрозненных библиотек.

Если у вас нет ни технических навыков, ни интереса к их изучению, то вариантов и в самом деле нет — придётся работать с движком (или убедить кого-нибудь заняться технической частью за вас; удачи вам в этом!).

Есть промежуточное состояние между полным отсутствием навыков и профессиональным уровнем. В основном он находится в стране скриптовых языков: Scratch, Game Maker, Pygame, Unreal Blueprints, LOVE2D и т.д. Все они для тех, кто желает получить определённый уровень технических знаний, чтобы быстро достичь результатов.

Если вы опытный/профессиональный программист, способный уверенно освоить стороннее ПО, то можете воспользоваться этим навыком и решить, насколько минималистичным/максималистичным будет ваш подход (будет ли это исключительно минимальный SDL или же полностью оборудованный Unreal Engine).

Цели разработки

Каковы ваши цели в этом проекте? Технологии должны по максимуму упрощать их достижение:

Интерес

Если вы больше работаете (или планируете работать) с разработчиками, чем в одиночку, то вам нужно оценить, насколько другие люди заинтересованы в технологии. Если вы работаете со старым движком/фреймворком, который все ненавидят, то вам сложно будет найти для своего проекта мотивированных разработчиков.

Подумайте также над тем, как с технологией будут взаимодействовать художники и дизайнеры. Хотите ли вы создавать инструменты, чтобы догнать по функциональности Unreal? Они неизбежно будут сравнивать возможности движка и собственные. Я слышал, что даже у AAA-студий есть проблема с художниками, требующими наличия функций Unreal, которые пока не реализованы в текущем форке Unreal студии.

Если вы работаете в одиночку, то нужно поддерживать в себе сильную увлечённость проектами. Если вы ненавидите технологию, с которой работаете, то скорее всего забросите работу. Если вы бросите, то все ваши усилия пойдут прахом (за исключением бесценного опыта).

Что они дают вам на самом деле?

У Джонатана Блоу есть удивительно мудрое видео о том, что же на самом деле дают игровые движки. Они решают за вас «простые» проблемы, но потом встают на пути, когда пытаетесь решить сложную проблему, из которых и состоят увлекательные игры.

Да, конечно, вы получаете великолепный редактор, инструменты профессионального уровня и движок, который подошёл тысячам разработчиков, но вы расплачиваетесь за него множеством других аспектов:

Что нужно для вашего проекта?

Технологиями должен управлять ваш проект, если только это не технологическое демо. Если вы создаёте игру, то нужно работать только с теми технологиями, которые оказывают влияние на игру — только с самым необходимым для передачи вашего видения. Если движок предоставляет вам самый быстрый путь для выпуска вашей игры, то это хороший выбор. Но так будет не всегда!

Существуют успешные игры, которым бы послужил плохую службу любой из доступных движков:

Будущее вашей (и нашей) индустрии

При использовании любой технологии стоит задуматься о замыкании. У Джоэла Сполски есть серия статей о бизнес-стратегии разработки ПО, в которой он размышляет о замыкании на продукте. Если вкратце, то его мысль заключается в том, что компании заинтересованы удерживать вас, чтобы вы использовали их продукт, потому что если вы не используете продукт, то они не зарабатывают денег. Мастерами в захвате целых отраслей стали Apple, Microsoft, Adobe и Autodesk, они создают ощущение, что кроме их ПО нет никаких других альтернатив.

Замыкание влияет даже на хобби/соло-разработчиков. У меня есть друг, который постоянно борется с Unity (рушащие совместимость обновления, система прототипирования, навмеш, плохая поддержка 2D. ). Он хочет уйти от Unity, но сильно замкнут на этот движок, потому что большая часть его кода (и данных) полагается на Unity API.

Почему движки покупают?

Unreal и Unity управляются требованиями рынка. Их клиенты AAA-уровня при помощи многомиллионых контрактов определяют курс дальнейшего развития движков. Если вы работаете над игрой, структура которой не совпадает с целями этих AAA-игроков, то разработчики движков не будут так же преданно служить вам. Например, двухмерным, процедурным, экспериментальным, воксельным играм и играм с большими объёмами данных почти всегда приходится искать что-то своё.

Чем ярче кажутся функции, тем больше руководство компаний (которое чаще всего не является технарями) стремится использовать движки. Такие возможности, как Blueprints движка Unreal, очень нравятся художникам и дизайнерам, но создают множество проблем программистам. (Это свойственно любым скриптовым языкам; если позволить не изучавшим программирование людям программировать, то результат будет плохим, аналогично тому, как плоха графика, рисуемая программистами).

Действительно ли новые функции упрощают завершение создания вашей игры? На самом ли деле они повышают ценность конечного продукта?

Боритесь с централизацией

Каждый раз, когда одна из студий переходит с собственного движка на Unreal или Unity, компании Epic и Unity набирают в игровой индустрии ещё бОльшую мощь. Поначалу такая централизация может казаться выгодной (у них ведь над движком работают 500 инженеров, отлично!), но через пару десятилетий это станет реальной проблемой. На ум приходит Google: эта компания захватила обширную часть функций, которые люди используют в Интернете, и это стоило им потери большой доли приватности.

Даже на уровне хобби отказ от исследований в пользу Unreal или Unity вредит будущим поколениям движков. Это может повредить даже самому Unreal: если все будут использовать Unreal, то Epic не сможет больше нанять никого для создания нового поколения движка, потому что никто не будет знать, как пишутся игровые движки!

Будущее может быть за открытыми исходниками

Если мы, как индустрия, хотим расти, создавая всё более качественные продукты, то нам нужно больше, а не меньше делиться технологиями.

Я думаю, что индустрия движется в этом направлении, хоть и чрезвычайно медленно. В особенности это свойственно игровым студиям AAA-уровня, которые всё ещё скрывают код своих движков, чтобы получить (воображаемое?) конкурентное преимущество.

Качество ПО

Джонатан Блоу и Кейси Муратори — ярые критики современных практик написания ПО. Их точка зрения заключается в том, что мы создаём надстройки над слоями абстракций так долго, что получаются огромные хрупкие слои ненужного хлама, и это не позволяет нам писать более качественные продукты.

Возможно их философия ближе к идеализму, чем к прагматизму (что обычно приводит к откладыванию сроков выпуска игр), но если она близка вам, то не стоит её игнорировать.

Важны ли вам скорость, качество и элегантность ваших технологий? Многих людей вполне устраивает отрицательный ответ, но некоторые хотят создавать программы более «чистым» способом.

Каковы альтернативы?

Вместо использования движка вы просто пишете игру.

Новички часто думают, что для создания игры им нужен движок. С большой долей вероятности им стоит отбросить такую точку зрения. Начинающие будут впустую тратить время на реализацию бесполезных функций движка, вместо того, чтобы дать игре решить самой, что ей абсолютно необходимо. Только игра должна управлять тем, что нужно от движка (разумеется, в качестве контрпримера можно привести Unity, как образец подхода «движок в первую очередь»; в поддержку такой концепции у Unreal Engine 4 есть Paragon, Fortnite и Unreal Tournament, не говоря уже о десятках лет опыта выпуска бесконечного количества игр в предыдущих версиях движков).

Использование библиотек

Начинать «с нуля» имеет смысл только если вы имеете навык и планируете создать инновацию в конкретном компоненте (или имеете ограничения). Во всех остальных случаях существует множество библиотек для интеграции. Это особенно хорошо, когда вы знаете, что, например, стандартная система физики полностью подходит для требований вашего проекта (особо важно это потому, что для реализации собственной физики нужен большой объём знаний в этой области).

Вот несколько библиотек, которые могут заполнить пробел между работой «с нуля» и использованием полностью готового движка:

Большой плюс в использовании библиотек заключается в том, что он даёт вам наибольшую среди всех вариантов гибкость. Если вы пишете весь код в одном движке, то для его портирования придётся приложить огромные усилия. Если вы пишете игру как коллекцию библиотек, то обладаете большой мобильностью и можете заменять целые подсистемы. Если библиотека не отвечает вашим требованиям, то можно попробовать другую или даже написать собственную замену.

Кроме того, и Unreal, и Unity поддерживают импорт динамически подключаемых библиотек. Это значит, что можно начать работать с библиотеками, а затем перейти на Unreal без необходимости переписывать весь базовый код геймплея, потому что он находится в библиотеке. Чтобы код оказался достаточно гибким для таких огромных изменений, требуется серьёзная продуманность, но я думаю, что для среднего или долговременного проекта оно того стоит.

В заключение

Я представил несколько точек зрения, под которыми можно рассматривать технологии при их выборе. Потратьте пару недель на подробное исследование, и это может сэкономить вам в дальнейшем несколько месяцев работы по портированию или даже годы неудобств.

В конце концов, ваша основная задача — закончить проект. Вам следует приложить максимальные усилия к поиску кратчайшего пути к решению этой задачи. Он может оказаться для вас довольно неожиданным!

Источник