Що таке ігровий рушій?

Ігровий рушій — це програмний фреймворк для розробки інтерактивного досвіду. Розробники використовують ігрові рушії на основних етапах розробки: створення та тестування. Ігрові рушії розгортаються на різних платформах. Використання цього механізму показує, як цифрові програми працюють у реальному часі та складних симуляціях, тому творці не пишуть низькорівневий код з нуля.

У сучасній архітектурі розробки цикли виконання керуються кількома одночасними системами, включаючи такі функції, як рендеринг у реальному часі, просторова динаміка, обробка аудіо та виконання скриптів. Кожна підсистема обробляє вхідні дані користувача та надає вихідні дані в реальному часі.

• Рушій рендерингу (Графічний конвеєр): Ця підсистема перетворює 3D-дані, текстурні відображення та математичні моделі освітлення у 2D-сітки пікселів, які можуть бути візуально представлені користувачам.
• Фізичний рушій: Ця підсистема включала теорії кінематики, динаміки твердого тіла, гравітації, зіткнень та спеціалізовані рівняння для моделювання ефектів.
• Звуковий рушій: Ця підсистема відповідає за все, що пов'язано зі звуком, зокрема за локалізацію 3D звуків, зведення звуків, завантаження звуків, а також відтворення сигналів та фонових звуків.
• Скриптовий компонент та логіка: Ця підсистема визначає ігрову поведінку та правила, а також реалізує ігровий ШІ та введення/взаємодію гравця на основі подій, які запрограмували дизайнери.

Ці функції можна побачити в різних популярних комерційних продуктах. Наприклад, Unreal Engine від Epic Games забезпечує високу якість кінематографічних ігор, тоді як екосистема Unity Technologies підтримує переважну більшість кросплатформових мобільних ігор.

Ігрові рушії класифікуються залежно від їхніх цілей та цільового обладнання:

• 2D Рушії спеціально розроблені для керування спрайтами у 2D-середовищі, переміщенням на основі сітки та маніпуляціями з пікселями. До них належать RPG Maker і GameMaker.
• 3D Рушії спеціально розроблені для маніпуляцій з матрицями, розрахунку освітлення в просторі, об'ємних ефектів та геометричних розрахунків у 3D-координатній системі. До цих рушіїв належить Unreal Engine.
• Мобільні фреймворки: Створено спеціально для малопотужних архітектур ARM, сенсорного керування, оптимізації енергоспоживання та типових обмежень пам'яті, які зустрічаються на смартфонах.
• Веб-орієнтовані рушії: Налаштовані для роботи у браузерах з використанням технологій WebGL, WebGPU та WebAssembly без необхідності окремого завантаження (наприклад, PlayCanvas або Phaser).
• Модульні рушії: Гнучкі структури плагінів, які дозволяють інженерам замінювати або видаляти деякі компоненти для індивідуальних виробничих середовищ.

Галузеві стандарти (зустрічаються в Архітектура ігрового рушія (2019) Джейсона Грегорі) окреслюють чіткі архітектурні відмінності між комплексними екосистемами розробки та програмними бібліотеками нижчого рівня. Вибір рівня абстракції безпосередньо впливає на терміни виконання проєкту.

A бібліотека рендерингу зосереджується на рівні пікселів при взаємодії з графічними API нижчого рівня, наприклад, OpenGL, DirectX, Vulkan тощо. Вона працює без вбудованої підтримки обробки аудіосигналів або даних контролера. Ігрові фреймворки побудовані з дуже базових скриптів та циклів і пропонують архітектурний каркас. Це корисно для структури з циклами та скриптами, але не містить вбудованої підтримки графіки чи загальних систем обробки ресурсів. Повноцінний ігровий рушій об'єднує всі або більшість виробничих компонентів і систем в єдиний робочий простір для виробництва.

Команди отримують переваги від готових інтерактивних пакетів, порівнюючи їх із процесом кодування всієї основної архітектури з нуля.

• Розподіл часу: Розробка розподілювача пам'яті, конвеєра візуалізації та системи виявлення зіткнень з нуля може зайняти у групи інженерів кілька років; з ігровим рушієм вони можуть розпочати створення безпосереднього ігрового процесу з першого ж дня.
• Доступність: Сучасні рушії дозволяють творцям (художникам, дизайнерам, сценаристам) долучатися до розробки, оскільки функції системи включають вузли візуального скриптингу, ієрархії сцен із функцією перетягування та інтуїтивно зрозумілі таймлайни. 
• Мультиплатформне розгортання: Рушій справляється зі складністю абстракційного рівня та забезпечує розгортання коду на ПК, PlayStation, Xbox, Nintendo Switch, iOS та Android.

Вибір інтерактивного середовища включає оцінку обсягу проєкту та компетенцій команди. Наступне питання може допомогти зорієнтуватися у виборі.

1. Яка ваша цільова платформа(и) – мобільна, консольна, ПК або веб?
2. Чи відповідає компетентність вашої технічної команди вимогам рідної мови фреймворку (наприклад, C++ для Unreal, C# для Unity, GDScript для Godot)?
3. Чи вимагає ігровий дизайн 2D лінійного простору або 3D координатного простору?

Перш ніж приймати остаточне рішення, переконайтеся в сумісності мови програмування, глибині документації, доступності активів на маркетплейсі, розмірі спільноти підтримки та ліцензійних зборах платформи.