Мы еще не видели все возможности движителя Unreal Engine 5. На его базе еще не выходили масштабные игры. Но некоторые тизеры уже поражают. Недавно на канале Cycu1 было опубликовано видео с чрезвычайным лесом. Даже ветки и маленькие растения сгибаются, когда персонаж двигается мимо них.
Мы еще не видели все возможности движителя Unreal Engine 5. На его базе еще не выходили масштабные игры. Но некоторые тизеры уже поражают. Недавно на канале Cycu1 было опубликовано видео с чрезвычайным лесом. Даже ветки и маленькие растения сгибаются, когда персонаж двигается мимо них.
Ведь пора поговорить о будущем… Будущее видеоигр конечно же. А именно — о новой версии старейшего игрового движителя Unreal Engine.
13 мая 2020 года мир увидел Unreal Engine V с его инновационными решениями современных проблем. Нет, не глобальных проблем всего мира, а профильных. Игровые. По словам Epic Games, занимающихся разработкой и поддержкой линейки этих движителей, нововведенные ИТ-технологии Lumen и Nanite смогут значительно улучшить графическую составляющую игр, с минимальным занижением производительности железа.
Чтобы понимать о чем идет речь, нужно сначала разобраться с тем, что такое игровой двигатель.
Если не брать четкие цитаты и говорить довольно поверхностно, то игровой двигатель — набор инструментов, инструментарий, для создания игровых миров. При этом максимально разнообразных инструментов.
К примеру вашей игре нужно добавить реалистичное освещение, такое как в Red Dead Redemption 2 или просто фантастическую физику разрушений как в Battlefield. Все эти возможности предоставляет двигатель. Кстати, Battlefield была разработана на их движке под названием FrostBite, который предоставил возможность реализовать такую разрушительность объектов в игре. И так, теоретически, любой разработчик может разработать двигатель своими силами. Но зачем придумывать велосипед снова. Оставьте это богатым компаниям как Rockstar Gaming и их GTA V, или компаниям с высокими амбициями таким как CD Project Red и их Cyberpunk 2077.
Разработчиком движителя Unreal Engine V является Тим Суини, который в свою очередь параллельно основал компанию Epic Games. Первый двигатель Unreal Engine был выпущен в 1996 году и был предназначен для игр-шутеров от первого лица. Первой игрой стал непосредственно шутер от первого лица, который назывался Unreal, и был выпущен в 1998 году. Но с течением времени, новые версии движителя адаптировались под другие жанры игр. Такими жанрами стали: стелс-игры, файтинги и массовые многопользовательские ролевые онлайн игры.
В прошлом двигатель распространялся с условиями ежемесячной оплаты за пользование, но с 2015 года изменил условия использования. С тех пор UE стал бесплатным, но со своими подводными камнями что вовсе не критично.
Также основным козырем нового движителя являются его IT технологии, упомянутые выше — Nanitе и Lumen .
Nanite — новая технология виртуальной геометрии, которая позволяет рендерить сцены быстрее обычного меш-рендеринга и изменяет процесс создания модели.
Nanite подгружает только ту геометрию объекта, которую видит пользователь.
До этого компания NVidia пыталась сделать что-нибудь похожее. И создала технологию сеточного шейда.
Обычно объект мог несколько раз отрисовывать количество своих полигонов. Вы не раз могли замечать, когда вы подходите к объекту в игре, то он становится более четким. Это рендерятся его LOD`ы.
LOD’ы — это, если говорить простыми словами, разнополигональные модели, одного и того же объекта. Они рендерятся в нужном разрешении в зависимости от расстояния камеры до них. Такой подход значительно упрощает вычисление для системы, но требует от дизайнера больше времени на разработку. Ведь обычно создается от 2 до 4 таких ЛОДов. При работе с Nanite, модель создается только один раз, и сразу в самом высоком качестве. И тогда игрок будет сам настраивать качество объекта с учетом расстояния до него.
Мэш разбивается на логические бесшовные участки, так называемые «кластеры», напоминающие форму треугольника, основываясь на швах развертки. Кстати кластеры генерируются на нескольких уровнях уровнях детализации, чтобы заменять друг друга, или вовсе не рендерятся в зависимости от расстояния до камеры и угла обзора.
Это отличается от простых LOD-ов — геометрия загружается только в необходимых для рендера частях меша. Во время рендера выбираются лучшие LOD-кластеры треугольников на основании занимаемой части экрана.
Nanite учитывает разрешение экрана и расстояние до меша. Для сохранения детализации она может создавать треугольники размером с пиксель. Используя Nanite, не нужно думать о количестве полигонов, но с изменением процесса моделирования появляются моменты, которые следует учитывать при работе с Nanite. К примеру Nanite еще не умеет рендерить прозрачные объекты — стекло. Но Epic Games обещают вскоре эту проблему решить.
Об освещении в играх мы уже немного знаем. По-видимому все слышали о технологии Ray-tracing. Это поразительная система динамического освещения, которая вычисляет вектор траектории движения лучей света так, как вы двигались в реальной жизни. Хорошим примером служит Cyberpunk2077. При включении этой технологии картинка смотрится максимально реалистично. Правильное отражение и свет делают геймплей максимально подлинным. Именно благодаря этому игрок может полностью погрузиться в игровой мир.
Но у этой технологии есть явная проблема. Даже несколько. Не все комплектующие могут поддерживать ее. Ray-tracing можно включить только на видеокартах от Nvidia с приставкой RTX или на аналогах от AMD. А во-вторых, это очень трудная задача. Ведь для организации глобального освещения нужно рассчитывать траекторию лучей в реальном времени. И не пропускать те объекты, которые находятся по углу обзора камеры пользователя. Как вы понимаете, это отнимает очень много ресурсов вашей видеокарты.
Lumen же упрощает подход к исчислению лучей. Хотя технология по своей сути очень похожа на вышеописанную. Но Lumen позволяет обходить большие затраты ресурсов, проводя рендер по упрощенной системе.
Посмотрите на пример выше. Здесь для каждой модели на каждой ее поверхности создаются проекции, которые хранят в себе данные о поверхности. Называется такая проекция — SDF-карта. И эту информацию Lumen употребляет для рендеринга лучей света. В том числе расчет освещения производится в отношении тех объектов, которые не попадают в кадр.
Если обычному Ray-tracing’у счета нужно проводить очень точно для каждой точки, то для Lumen хватает только этих карт, где есть очень упрощенные данные о поверхности. Именно это позволяет кардинально снять нагрузку с вычислительной мощности.
Но такой подход не всегда идеален.
К примеру объекты находящиеся в движении могут не отражать лучи света от себя.
Также козырем Lumen есть мягкие, размытые тени. И отражение. Что неистово придают реалистичности всей картине. На старых версиях Unreal Engine отображение и освещение были разными функциями. Здесь они работают как единая система, что позволяет создавать более реалистичное изображение, ведь обмен данными происходит на прямую.
Как вывод мы получаем шикарное освещение, с гораздо меньшими требованиями к железу. Но все еще есть одно НО. Для приятной и плавной работы с технологиями Nanite и Lumen необходимо обрабатывать большое количество данных. Да, данные стали компактными, но их количество увеличилось. Поэтому чтобы работать с удовольствием, нужно поставить хороший SSD на свой тостер.
Автор: Назар Свиридов
