Unreal Engine
?, выдержки Дятлова Н. С., источник
1. Unreal Engine — игровой движок, разрабатываемый и поддерживаемый компанией Epic Games. Первой игрой на этом движке был шутер от первого лица Unreal, выпущенный в 1998 году. Хотя движок первоначально был предназначен для разработки шутеров от первого лица, его последующие версии успешно применялись в играх самых различных жанров, в том числе стелс-играх, файтингах и массовых многопользовательских ролевых онлайн-играх. В прошлом движок распространялся на условиях оплаты ежемесячной подписки; с 2015 года Unreal Engine бесплатен, но разработчики использующих его приложений обязаны перечислять 5 % роялти от общемирового дохода с некоторыми условиями.
2. Написанный на языке C++, движок позволяет создавать игры для большинства операционных систем и платформ: Microsoft Windows, Linux, Mac OS и Mac OS X; консолей Xbox, Xbox 360, Xbox One, PlayStation 2, PlayStation 3, PlayStation 4,PlayStation 5, PSP, PS Vita, Wii, Dreamcast, GameCube и др., а также на различных портативных устройствах, например, устройствах Apple (iPad, iPhone), управляемых системой iOS и прочих. (Впервые работа с iOS была представлена в 2009 году, в 2010 году продемонстрирована работа движка на устройстве с системой webOS). Для упрощения портирования движок использует модульную систему зависимых компонентов; поддерживает различные системы рендеринга (Direct3D, OpenGL, Pixomatic; в ранних версиях: Glide, S3, PowerVR), воспроизведения звука (EAX, OpenAL, DirectSound3D; ранее: A3D), средства голосового воспроизведения текста, распознавание речи, модули для работы с сетью и поддержки различных устройств ввода. Для игры по сети поддерживаются технологии Windows Live, Xbox Live, GameSpy и прочие, включая до 64 игроков (клиентов) одновременно. Таким образом, движок адаптировали и для применения в играх жанра MMORPG (один из примеров: Lineage II). Все элементы игрового движка представлены в виде объектов, имеющих набор характеристик, и класса, который определяет доступные характеристики. В свою очередь, любой класс является «дочерним» классом object.
3. Для работы с простыми и, как правило, неподвижными элементами игрового пространства (например, стены) используется двоичное разбиение пространства — всё пространство делится на «заполненное» и «пустое». В «пустой» части пространства располагаются все объекты, а также только в ней может находиться «точка наблюдения» при отрисовке сцены. Возможность полного или частичного помещения объектов в «заполненную» часть пространства не исключается, однако может привести к неправильной обработке таких объектов (например, расчёт физического взаимодействия) или неправильной отрисовки в случае помещения туда «точки наблюдения» (например, эффект «зала зеркал»). Все пешки, попадающие в «заполненную» часть пространства, сразу «погибают».
4. Если какой-то нод не попадает на экран или перекрывается целиком другими нодами, он не обсчитывается — это служит для повышения производительности, особенно в закрытых пространствах. Разбиение всего пространства на группы нодов называется зонированием. Для этого иногда используются порталы — невидимые поверхности, которые служат для того, чтобы вручную разделить крупный нод на два меньших (в версии движка Unreal Engine 3 ввели поддержку аддитивной геометрии, что позволило отказаться от зонирования). Кроме порталов, используются антипорталы.
5. При помощи объёмов можно изменить гравитацию, вязкость, туман и тому подобное. Объёмы, начиная с версии движка Unreal Engine 2, используются для создания воды (но не водной поверхности).
6. В 1998 году Unreal Engine 1 был одним из первых игровых движков подобной универсальности; он совмещал в себе графический движок, физический движок, искусственный интеллект, управление файловой и сетевой системами и готовую среду разработки для игр — UnrealEd. Учитывая уровень производительности большинства компьютеров того времени, разработчики несколько упростили некоторые элементы движка: систему обнаружения столкновений, сетевой код, код контроллера для игрока. Некоторые технологии движка Unreal Engine были революционно новыми для того времени: например использование динамического графа сцены.
7. Для сравнения, в Quake 3, использующей движок-конкурент id Tech 3, также было динамичное небо, но в отличие от Unreal, оно не выглядело фотореалистичным (имея кроме того, ошибку в декомпрессии алгоритма S3TC, приведшую к появлению градиентов). Unreal был одной из первых игр, широко использовавших мультитекстурирование, позволявшее (при правильной расстановке источников света и ориентации относительно пререндеренных текстур) добиться эффекта трёхмерности поверхностей (хотя истинных технологий рельефного текстурирования в то время не было ещё ни в одной игре). Движок стал одним из первых, в котором появился эффект гало вокруг источников света, которые плавно затухали, будучи перекрыты краями стен по мере движения игрока; лава и некоторые текстуры луж воды, в которые падали капли, сделаны динамическими благодаря использованию не шейдеров, как в поздних играх, а процедурных текстур; и фотореалистичное анимированное небо. Первоначально движок был выпущен с поддержкой двух платформ: Windows и Macintosh. Благодаря модульной системе движка была заявлена возможность портирования движка на приставки «нового поколения» того времени и позже был успешно использован на таких платформах как GameCube, PlayStation 2 и Xbox. Также поддерживалась независимость сетевого кода от платформы клиента — пользователи Mac OS могли играть в многопользовательском режиме Unreal с пользователями Windows. В 1999 году вышла улучшенная версия движка Unreal, предназначенная для современных (на то время) компьютеров и консолей Dreamcast и PlayStation 2. Были внесены значительные дополнения в числе которых: поддержка лицевой анимации для персонажей; максимальное разрешение текстур увеличено до 1024x1024, расширяемая система «частиц», технология S3TC. Также была интегрирована вторая версия редактора UnrealEd.
8. Вторая версия Unreal Engine увидела свет в 2002 году с появлением Unreal Tournament 2003, America’s Army: Operations и Unreal Championship. В ней были практически полностью переписаны ядро и механизм рендеринга, а также интегрирована новая (третья) версия редактора UnrealEd. Помимо этого, в него была интегрирована физическая подсистема Karma, поддерживающая физику тряпичной куклы и другие новшества, что позволили добиться более реалистичного поведения персонажей и взаимодействия с окружающим миром. Другие части движка были также улучшены или изменены для лучшей совместимости с PlayStation 2, GameCube и Xbox.
9. Листва (foliage) — генерируемые на лету объекты, которые декорируют ландшафт (например, трава).
10. Распознавание речи — перевод голоса в текст и обработка как команды (например, возможность отдавать ботам команды голосом). Эта технология использовала Microsoft Speech API и поэтому поддерживалась только в 32-битной версии Windows. Более сложная физика тел, технология «Карма» — обработка действия на тела не как действие на один объект, а как действие на скелет (Ragdoll) с привязкой к нему частей тела.
11. Транспортные средства (vehicles) — возможность обрабатывать события от стороннего «актёра» («актора»). В Unreal Tournament 2003 реализованы не полностью, есть недоработанный «актёр» BullDog.
12. В этой версии был в очередной раз улучшен и оптимизирован графический движок — появилась поддержка Direct3D 9, OpenGL 2 и Pixomatic (последняя система рендеринга служит для компьютеров со слабой видеокартой, но мощным центральным процессором). Добавлена поддержка 64-битных операционных систем Windows NT и GNU/Linux. Наибольшее возможное разрешение текстур поднято до 4096x4096 пикселов, добавлена полноценная поддержка юникода (16-бит), что позволило создавать полностью локализованные игры на азиатских языках. Кроме того, сам движок был значительно оптимизирован, что позволило добиться большей производительности при тех же системных требованиях. Появилась возможность воспроизведения видео в формате DivX и Bink. В более поздних версиях внедрена система создания деревьев SpeedTree.
13. В связи с широким распространением многопроцессорных систем движок использует два параллельных главных потока — основной поток (отвечающий преимущественно за игровой процесс) и поток рендеринга. Кроме двух главных потоков могут быть вызваны второстепенные, которые выполняют разовые задачи. Появилась поддержка многопоточной динамической загрузки данных (streaming), например, загрузка «локации» непосредственно при перемещении по ней в целях экономии ресурсов.
14. От физической подсистемы Karma отказались, заменив её на PhysX от компании AGEIA.
15. Упор был сделан на additive-геометрию, однако от поддержки вычитательной геометрии не отказались. Недостатком вычитательной геометрии в первую очередь является гораздо более длительный расчёт освещения.
16. Изначально Unreal Engine 3 поддерживал только платформы Windows, PlayStation 3, и Xbox 360, тогда как iOS (первая демонстрация — Epic Citadel) и Android были добавлены позже в 2010, с первыми играми Infinity Blade на iOS и Dungeon Defenders на Android. На мероприятии Adobe Max в Лос-Анджелесе была продемонстрирована работа движка посредством платформы Adobe Flash 11.
17. Несмотря на то, что Unreal Engine 3 был открыт для создания модификаций, возможность продавать игры на базе UE3 предоставлялась только обладателям лицензии на игровой движок.
18. В соответствии с пользовательским соглашением (EULA), разработчики игр могут продавать свои игры сделав одноразовую выплату компании Epic Games в сумме $99. В случае если коммерческий продукт на базе UDK наберёт в общей сумме $50,000 прибыли, то разработчик будет вынужден выплачивать 25 % роялти компании Epic Games. В декабре 2010 года была выпущена версия UDK поддерживающая создание игр для платформы iOS. В данной версии произошла очередная эволюция графической составляющей. Так, помимо прочего, был добавлен фильтр пост-обработки Ambient occlusion, улучшающий тени и освещения. Было увеличено число обрабатываемых персонажей в кадре.
19. Улучшена работа с многопроцессорными системами — распределение задач между многопроцессорными системами с помощью Unreal Swarm, а также ускорение компиляции кода C++ и обработка Unreal Script за счёт Unreal Build Tool (последнее увеличение производительности коснётся только разработчиков или создателей любительских модификаций).
20. 18 августа 2005 года вице-президент Epic Games Марк Рейн сообщал, что Unreal Engine 4 уже два года как находится в разработке и его целевыми платформами являются персональные компьютеры и консоли 8-го поколения, а единственным человеком, работавшим над движком, является Тим Суини. Сам же Суини на GDC 2006 объявил, что разработка четвёртого Unreal Engine не начнётся раньше 2008 года, поскольку UE3 будет актуален как минимум до 2010 года.
21. 19 марта 2014 года Unreal Engine 4 начал своё свободное распространение для всех желающих с подпиской в 19$ в месяц. Исходные коды также выложены на репозиторий GitHub. 2 марта 2015 года Epic Games сделала заявление об изменении системы распространения: движок стал бесплатным для всех разработчиков, при условии, что прибыль от приложений, созданных на основе движка не превышает $3000 за квартал.
22. 13 мая 2020 года Epic Games официально анонсировали Unreal Engine 5 и продемонстрировали демо, в разрешении QuadHD с частотой кадров 30 FPS на консоли PlayStation 5. В демо была показана работа новых технологий: Lumen и Nanite. Lumen — новая технология динамического глобального освещения. Nanite — одна из ключевых технологий в основе движка Unreal Engine 5. Она позволяет показывать в кадре столько геометрии, сколько видит глаз, и зависит от разрешения — чем оно больше, тем выше становится детализация. Выход обновлённой версии движка запланирован на середину 2021 года. Некоторые компании-разработчики предпочитают использовать технологии Unreal в качестве основы для разработки собственного движка.
23. Unreal Engine 1: В конце 1999 года Epic Games опубликовала часть исходных кодов исполняемых файлов Unreal Tournament, что послужило началу работы проекта OpenUT по портированию движка и игры на Linux.
24. Unreal Engine 2 Runtime: Для некоммерческих проектов, не относящихся к видеоиграм, была доступна версия Unreal Engine 2 Runtime. Разработка игр на этой версии движка запрещена (несмотря на то что конкретного определения «игр» в лицензии нет) по причине того, что «основной доход Epic Games получает от создания игр, и если вы хотите сделать свою игру — сделайте её в качестве модификации к существующему продукту». Для бюджетных проектов было доступно лицензирование Unreal Engine 2 Runtime по сравнительно низкой цене (от $8000). Стоимость лицензии зависит от количества разработчиков (числа «рабочих мест»). Вместе с лицензированием хотя бы одного «рабочего места» доступен заказ заголовочных файлов второй версии движка по цене $5000.
25. 2 марта 2015 года Unreal Engine 4 стал бесплатным. При этом разработчики игр, как и прежде, должны передавать 5 % от выручки с продаж игры (п. 5 ч. 10 лицензионного соглашения) компании Epic Games, если ежеквартальная выручка превышает $3000. 13 мая 2020 года Epic Games подняли порог выручки бесплатного использования до $1 000 000.
26. Игры на движке Unreal Engine выполнены в самых различных жанрах, однако первые проекты создавались, как правило, в жанре шутера или экшена; гибкость технологии позволяет создавать на нём стратегии, квесты, различные симуляторы и пр. Кроме того, движок может применяться для работы с графикой в кинематографе, например, для создания спецэффектов, и в образовательных целях.