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.

Unreal Engine - настоящий гигант, используемый профессионалами в индустрии кино и игр. Имеет самую лучшую графику на рынке, кучу инструментов внутри и ежемесячно раздаваемые бесплатные ассеты на любой вкус. В качестве программирования используется визуальный интерфейс, но есть возможность писать и на C++. Инструмент для профессионалов, поэтому очень просто что-то испортить. Использование бесплатно, но с каждой проданой игры надо отчислять процент.

Source - игровой движок, использумый Valve для своих игр. Использование напрямую недоступно, но с помощью него можно делать модификации на основе других игр - и вот тут уже намного больше возможностей.

Cocos2d - популярный фреймворк, портированный на несколько языков (C, Python, JS, Swift, C#). С его помощью сделано много игр в том числе для мобильных устройств.

Phaser - набирающий популярность фреймворк для разработки игр на Javascript.

libGDX - завоевавший доверие фреймворк для разработки игр для Java.

SFML - популярный фреймворк для разработки игр на C++

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!

#основы #игровойдвижок