Unreal Engine (UE5) — что это такое, чем хорош этот движок и для чего он нужен

Приветствую, друзья, с Вами Будуев Антон. В данной статье мы разберем, что такое Unreal Engine (UE4, UE5). Что это за игровой движок, чем он хорош. Рассмотрим основные функциональные возможности и модули этой программы.

Unreal Engine (UE4, UE5) — что это такое?

Итак, Unreal Engine (Анрил Энджин) — это один из самых популярных и универсальных движков для разработки видеоигр. Создателем игрового движка UE5 (UE4) является компания Epic Games.

Самой первой игрой, выпущенной на этом движке, была игра 1998 года в жанре шутера от первого лица под названием «Unreal» от Epic Games. Правда, в то время они назывались «Epic MegaGames». От названия той самой первой игры «Unreal» и пошло название движка — «Unreal Engine».

С момента своего появления движок прошёл долгий путь развития. От первой версии UE1 до UE4 и актуальной на момент написания статьи версии UE 5.4.4 он значительно изменился. Изначально движок был создан для разработки игр в жанре шутеров от первого лица. Однако с течением времени он стал более универсальным. Теперь Анрил позволяет создавать игры различных жанров, включая шутеры от первого и третьего лица, изометрические игры, автогонки, стратегии, квесты, симуляторы, стелс-игры, файтинги и многопользовательские проекты.

Также Unreal Engine можно применять совершенно в других областях. Например, в кино и мультипликации, в образовании, в визуализации пространств и прочее.

Epic Games до сих пор выпускают игры на своем же движке, например, Fortnite. Это говорит о том, что Анрил создан разработчиками для разработчиков. Поэтому движок постоянно развивается и дополняется теми функциями, модулями и плагинами, которые действительно нужны разработчикам. Компания Epic, как игровая производственная студия, лично заинтересована создать из своего движка идеальный и универсальный инструмент.

Мультиплатформенный универсальный движок

Универсальность Unreal Engine заключается в том, что разрабатывать игры можно для огромного количества разнообразных платформ:

• Windows
• Linux
• Android
• iOS
• HTML5
• PlayStation
• XBox One
• TVOS
• VR / AR платформы

С возможностью создавать не только потрясающие трёхмерные (3D) миры, но и увлекательные двухмерные (2D) игры. С высочайшим качеством графики, фото- и видеореализма. А также с автоматической настройкой под любые разрешения и размеры экранов:

• для смартфонов (Apple iPhone, Samsung Galaxy, HTC One, Google Pixel, Razer)
• планшетов (Apple iPad, LG Pad, Asus ZenPad, Huawei MediaPad, Microsoft Surface)
• ноутбуков
• мониторов (от 19 до 27 дюймов)
• телевизоров (от 720 до 1080 p, 4K)

Что нужно знать для работы на Анрил Энджин

Конечно, чтобы создавать игры на движке, необходимо хорошо знать сам Unreal Engine, разбираться в нем. Важно понимать принципы его работы, уметь пользоваться редакторами, модулями и плагинами, настраивать материалы и знать различные функции. Именно этому посвящён наш сайт ueprosto.ru, который Вы сейчас просматриваете.

Также важно хорошо разбираться в той области, в рамках которой Вы будете работать на UE5 (UE4). Это может быть дизайн, шейдеры, моделирование, звук и многое другое.

Хотя базовое понимание программирования будет полезным, оно не является обязательным требованием для разработки игр на Анрил Энджин. Даже без глубоких знаний программирования, любой желающий может освоить этот движок, если у него есть стремление к обучению.

Unreal Engine написан на языке программирования C++. Если Вы знакомы с этим языком, то при работе с движком у Вас не возникнет никаких проблем.

Если же в языке C++ у Вас познаний нет, то это не проблема. Как я уже написал выше, не нужно быть программистом, создавая игры на UE5. Ведь в данном движке реализована визуальная система программирования узлов Blueprints. На ней Вы можете создавать игру простыми визуальными блоками (нодами). Перемещая их, объединяя при помощи связей, создавая свои блоки и используя уже готовые.

Цена Unreal Engine

Немаловажную роль в популярности движка UE5 играет его стоимость, а точнее, условная бесплатность. Цена Unreal Engine стала для рядовых инди-разработчиков и малых игровых студий одним из определяющих факторов выбора. На этом движке можно создавать игры совершенно бесплатно. Более того, даже после публикации игры, её можно продавать без каких-либо дополнительных платежей. Однако есть условие: если доход от игры превысит 1 миллион долларов, то цена за использование движка будет равна всего лишь 5% от выручки.

И это очень здорово. Я желаю каждому разработчику и каждой игровой студии достичь уровня продаж свыше 1 миллиона долларов. Чтобы они начали выплачивать Epic Games эту небольшую стоимость в 5% за невероятные возможности, которые дает Анрил Энджин!

Возможности Unreal Engine и его модули

В UE5 (UE4) огромное количество встроенных модулей и дополнительных плагинов. Они дают разработчику большие возможности. И позволяют воплотить в виртуальном мире абсолютно всё, что ему задумается. Физика, создание реалистичных персонажей, анимация движений у любых объектов (доходя до каждой травинки), игровые механики, звук, окружение и многое другое. Визуализация всего этого с огромной скоростью, о которой только можно мечтать. Ведь философия Анрил Энджин — это творческая свобода, расширение границ инноваций. Чтобы только Вы, а не игровой движок могли определять границы возможного.

Давайте разберем возможности Unreal Engine и его модулей подробнее.

World Building: построение игрового мира в UE4, UE5

В Анрил Энджин имеется множество модулей и инструментов «из коробки» для моделирования, создания и редактирования огромных, реалистичных и быстродействующих игровых миров:

• Unreal Editor (редактор Анрил). Это интегрированная среда разработки игровых уровней и контента, которую можно использовать в любой операционной системе (Windows, MacOS, Linux). Для дизайнеров и художников в редакторе имеется поддержка многопользовательского редактирования контента. А программисты могут работать над одним и тем же проектом, одновременно внося изменения в код.

• Modeling Mode (моделирование, UVS и выпечка в UE5). Данный режим содержит обширные инструменты для создания и редактирования сеток: операции разбиения, динамическое моделирование, сценарии для геометрии, работа с UV-изображениями, обработка текстур, перенос атрибутов сетки и прочее.

• Landscape Mode (инструменты для создания ландшафта и рельефа местности). Модуль в Unreal Engine для создания масштабных открытых миров с ландшафтами, полями, долинами, горами и даже пещерами. Он позволяет редактировать ландшафты с помощью слоев и пользовательских кистей в Blueprint. А также адаптировать их на основе других элементов.

• Foliage Mode (масштабируемая растительность). Движок позволяет процедурно, на автомате покрывать огромные пространства различными видами растительности (травами и цветами), камнями или другой сеткой по вашему выбору. Создавать обширные леса, заполненные множеством различных видов деревьев и кустарников с имитацией роста леса с годами.

• World Partition (разделение мира). Модуль ускоряет и упрощает создание больших открытых миров. На автомате разделяя весь мир на сетку, выделяя только необходимые ячейки. С помощью него разработчики могут одновременно редактировать одну и ту же часть игрового мира. Нисколько не мешая друг другу. Также в World Partition представлены слои данных, которые позволяют создавать различные вариации одного и того же мира в виде слоев, параллельно существующих в одном и том же игровом пространстве.

• Procedural Content Generation framework (фреймворк процедурной генерации контента).  Фреймворк PCG позволяет автоматически по заданным правилам и параметрам генерировать ресурсы Unreal Engine для заполнения больших игровых миров. С возможностью реакции генерации на изменения геометрии или игрового процесса.

• Asset optimization (оптимизация ассетов (ресурсов)). Анрил позволяет автоматически повышать производительность игр. Путем подготовки и оптимизации сложных моделей. Автоматической генерации LOD (уровней детализации). Объединения нескольких сеток и их материалов в единую сетку и единый материал, требующих гораздо меньших ресурсов в объединенном состоянии.

• Sky, cloud, environment lighting (освещение неба, облаков и окружающей среды). Компонент UE5, позволяющий создавать реалистичные или стилизованные облака, небо и другие атмосферные эффекты. С полной художественной свободой, в соответствии с текущим временем суток в реалтайме.

• Water system (система воды). Встроенная в движок система генерации воды и водных объектов: океаны, озера, реки и острова. Симуляция реалистичного взаимодействия разных игровых объектов с жидкостями (рябь, брызги, течение и прочее).

Персонажи и анимация в Анрил Энджин

• Animation Blueprints (анимационные блюпринты). Специализированный вид блюпринтов в Анрил Энджин. Используется для управления сложным поведением анимации персонажей путем покадрового контроля каждой кости скелета в пространстве. А также смешивания различных анимаций друг с другом.
• Character animation authoring (создание анимации персонажей). Unreal Engine позволяет полностью настраивать для персонажей правдоподобные движения. Делается это с помощью множества встроенных инструментов: прямая и обратная кинематика, State Machines (машины состояний), Blend Spaces (смешивание пространств), физическая анимация Ragdoll, система Control Rig и др.
• Live Link data streaming (прямая трансляция данных по ссылке). Плагин UE5 Live Link позволяет в реальном времени подключать к движку поток данных из внешнего источника. То есть, анимацию персонажей, камеры и освещение с легкостью можно транслировать в Анрил прямиком из программ Maya или Motionbuilder. А также из различных систем захвата движения (в том числе из Apple ARKit face tracking, которая позволяет снимать выражение лица с iPhone).
• Take Recorder (запись на диктофон). Программа записи дубляжей записывает анимацию игрового процесса, живые выступления и другие источники непосредственно в Unreal Engine. Для последующей работы с ними в Sequencer.
• Character retargeting (ретаргетинг персонажей). Набор инструментов, позволяющий повторно использовать существующие анимации одного персонажа на другом персонаже с совершенно другим скелетом и пропорциями.
• Sequencer nonlinear editing and animation (секвенсор, нелинейное редактирование и анимация). Нелинейный кинематографический инструмент редактирования анимации в реальном времени. Определяет и изменяет освещение, блокировку камеры, персонажей и декораций для каждого кадра. Разработчики имеют возможность работать над целыми эпизодами одновременно.
• Runtime animation tools (инструменты анимации в реальном времени). С помощью данных инструментов имеется возможность дополнять и изменять анимационные последовательности прямо во время их воспроизведения. Это помогает адаптироваться к разным сценариям игрового процесса. Например, можно динамически настраивать движения корня персонажа или подбирать расстояния для управления скоростью воспроизведения анимации.

Рендеринг, освещение и материалы

• Nanite & Virtual Shadow Maps (наниты и карты виртуальных теней). С помощью Nanite Micropolygon и виртуальных теневых карт (Virtual Shadow Maps, VSM) в UE5 можно создавать игровые миры с большим количеством деталей. Эти технологии интеллектуально отображают и обрабатывают только те детали, которые игрок может увидеть в данный момент. Это позволяет разработчикам импортировать высокодетализированные художественные ресурсы, состоящие из миллионов полигонов, и размещать их на карте множество раз. При этом сохраняется высокая частота кадров в реальном времени без заметной потери точности воспроизведения.
• Virtual Texturing (виртуальное текстурирование). Unreal Engine поддерживает использование очень больших текстур, разделяя их на небольшие фрагменты и загружая из них только видимые. Это достигается двумя способами: виртуальным текстурированием во время выполнения (RVT) и потоковым виртуальным текстурированием (SVT).
• Lumen dynamic global illumination (глобальная динамическая подсветка люмен). Lumen — это полностью динамичное решение для глобального освещения и отражений. Эта технология позволяет создавать правдоподобные сцены, в которых непрямое освещение автоматически адаптируется к изменениям геометрии. Например, оно может меняться в зависимости от того, под каким углом светит солнце в разное время суток, от того, включён ли фонарик, или от того, открыта ли наружная дверь.
• Photoreal ray tracing in real time (фотореалистичная трассировка лучей в реальном времени). Рэйтрейсинг позволяет получить отражения, тени, полупрозрачность, окружающее перекрытие, освещение с точными эффектами динамических мягких теней и с требуемой производительностью.
• Temporal Super Resolution (сверхразрешение). TSR позволяет достичь высокого качества изображения, близкого к разрешению 4K. При этом сокращая вдвое время обработки кадров графическим процессором.
• Flexible Material Editor (редактор материалов). С помощью редактора физических материалов Unreal Engine можно получить контроль над внешним видом персонажей и других объектов игрового мира. Редактор, используя узлы (ноды), дает возможность быстрого создания широкого спектра поверхностей, слоев материалов с точной настройкой на уровне пикселей.
• Sophisticated lighting (продуманное освещение). Реалистичные эффекты освещения как внутри помещений, так и на улице. Реалистичное изображение солнца и неба, объёмный туман, световые карты. Всё это позволяет поддерживать высокую производительность в режиме реального времени.
• Post-process and screen-space effects (эффекты постпроцесса и экранного пространства). Unreal Engine предлагает инструменты постобработки пленочного качества. Вы можете настроить общий вид Вашей сцены, используя такие эффекты, как HDR Bloom, отображение тонов, блики объектива, глубину резкости, хроматическую аберрацию, виньетирование и автоматическую экспозицию. Отражения в пространстве экрана, окружающее перекрытие, глобальное освещение и многое другое. И все это доступно с минимальными затратами ресурсов.
• Movie Render Queue (рендеринг фильмов). Создавайте высококачественные мультимедийные материалы для кинематографа, маркетинга и развлечений с помощью Анрил Энджин. Вам не потребуется дополнительная постобработка благодаря возможности рендеринга фильмов и фотоснимков с накопленным сглаживанием и размытием в движении. Функция плиточного рендеринга позволяет создавать изображения, предназначенные для печати с очень высоким разрешением.
• Forward rendering(прямой рендеринг).Технология визуализации с прямым затенением позволяет ускорить базовую обработку и сделать рендеринг более быстрым. Это может повысить производительность на платформах виртуальной реальности и на некоторых консолях, например, Nintendo Switch. Поддержка многовариантного сглаживания особенно полезна для приложений виртуальной реальности. Отслеживание головы приводит к постоянному субпиксельному перемещению, которое может вызвать нежелательную размытость при использовании временного сглаживания. Многовариантное сглаживание помогает решить эту проблему.
• Advanced shading models (расширенные модели затенения). Улучшенные функции затенения в Unreal Engine позволяют создавать более реалистичные эффекты для различных объектов и поверхностей. Эти функции включают в себя: освещённое и неосвещённое покрытие, прозрачное покрытие, подповерхностное рассеяние, реалистичное изображение кожи и волос, реалистичная двусторонняя листва, тонкая прозрачность и др.

Эффекты симуляции в игровом движке

• Niagara particles and visual effects (частицы Ниагары и визуальные эффекты). Создавайте реалистичные визуальные эффекты в режиме реального времени, такие как огонь, дым, пыль и вода, используя полностью настраиваемые системы частиц в редакторе визуальных эффектов Niagara. Управляйте Вашей сценой с помощью подсветки частиц. Создавайте сложные движения частиц с помощью векторных полей. Используйте эффекты, такие как флокирование и цепочки, где данные передаются от одной частицы к другой. Кроме того, Вы можете использовать интерфейс передачи данных аудиоволн, чтобы частицы реагировали на музыку или другие источники звука.
• Clothing tools (инструменты для одежды). Создавайте модели одежды и других текстильных изделий с помощью инструмента Chaos Physics Solver. В редакторе Unreal Вы можете задать параметры одежды и сразу же увидеть результаты. Это позволяет быстро и удобно повторять процесс создания моделей. Имеется возможность интуитивного выбора областей сетки, которые будут вести себя как ткань, и определения степени их взаимодействия с физическими условиями.
• Chaos physics and destruction system (физика хаоса и система разрушения). Chaos — это высокопроизводительная физическая система, разработанная на базе нового поколения движка Unreal Engine. С помощью функции разрушения Chaos Вы можете разрушать масштабные сцены с кинематографическим качеством и беспрецедентным уровнем художественного контроля. Chaos также поддерживает статическую динамику сеток, тканей, волос, транспортных средств и твёрдых тел. Кроме того, он интегрирован с Niagara, что позволяет создавать вторичные эффекты, такие как пыль и дым.
• Strand-based hair and fur (волосы и мех на основе прядей). Имитируйте и визуализируйте сотни тысяч фотореалистичных волос со скоростью, близкой к реальному времени, в пакетах DCC от Grooms. Это позволит создавать более убедительных персонажей с реалистичными волосами. А также пушистых, волосатых или пернатых существ. Система оснащена усовершенствованным шейдером для волос и системой рендеринга. Интегрированным физическим моделированием Niagara от Chaos. Благодаря этому пряди волос могут повторять деформации кожи, создавая максимально реалистичный мех и растительность на лице.

Разработка игрового процесса в Unreal Engine

• Robust multiplayer support (поддержка многопользовательской игры). Unreal Engine поставляется с масштабируемой и проверенной клиент-серверной архитектурой «из коробки». Она мгновенно обеспечивает жизнеспособность многопользовательской составляющей любого проекта.
• AI — Advanced artificial intelligence (продвинутый искусственный интеллект). Повысьте реалистичность восприятия окружающего мира персонажами, которыми управляет искусственный интеллект. Благодаря игровой платформе Unreal Engine и системе искусственного интеллекта, управляемой либо с помощью чертежей, либо с помощью «деревьев поведения», персонажи смогут совершать более разумные движения. Динамическая сетка навигации будет обновляться в режиме реального времени, когда объекты перемещаются, чтобы обеспечить оптимальный путь в любой момент времени. А смарт-объекты позволят создавать значимые игровые взаимодействия.
• Blueprint visual scripting system (визуальная скриптовая система Блюпринт). Blueprint — это удобный инструмент для визуального скриптинга в Анрил Энджин. Он позволяет разработчикам быстро создавать прототипы игровых миров. Программировать поведение игровых объектов и взаимодействие между ними. Модифицировать пользовательские интерфейсы, настраивать элементы управления вводом и многое другое. Всё это можно сделать, не написав ни строчки кода на C++. Кроме того, Blueprint предоставляет мощный встроенный отладчик, который позволяет визуализировать ход игрового процесса. А также проверять свойства во время тестирования Вашей работы. Это упрощает процесс отладки и помогает быстро выявлять и исправлять ошибки.
• UMG — Unreal Motion Graphics UI Designer (дизайнер пользовательского интерфейса). UMG — инструмент разработки визуального пользовательского интерфейса. Он позволяет создавать графические изображения в игре или приложении. Меню или другую графику, связанную с интерфейсом, которую Вы хотите показать своим пользователям. Интерфейс создается из редактируемых Blueprint виджетов, которые предоставляют готовые функции, такие как кнопки, флажки, ползунки и индикаторы выполнения.
• Gameplay frameworks (фреймворки игрового процесса). Мощные игровые фреймворки Unreal Engine обладают рядом полезных функций. Например, MassEntity позволяет создавать большие системы, включающие огромное количество элементов, такие как толпы с десятками тысяч правдоподобных агентов искусственного интеллекта. Улучшенный ввод упрощает обработку входных данных, а также позволяет переназначать управление во время выполнения. Это делает процесс разработки более гибким и удобным. Система игровых возможностей позволяет быстро создавать игровые системы на основе данных. Это облегчает работу разработчиков и помогает им создавать увлекательные игры.

Встроенная поддержка мультимедиа

• Профессиональная поддержка ввода-вывода и воспроизведения видео. Unreal Engine обеспечивает поддержку ввода-вывода видео и аудио высокого разрешения. Включая 4K UHD, с высокой разрядностью и частотой кадров для ряда видеосистем AJA и видеокарт Blackmagic. Это позволяет интегрировать AR- и CG-графику в прямые трансляции. Кроме того, Анрил Энджин полностью поддерживает timecode и genlock, что обеспечивает точную синхронизацию между различными видеопотоками и устройствами обработки сигналов.
• Unreal Audio Engine (аудио движок). Сделайте звучание Вашего проекта более насыщенным и качественным с помощью широкого спектра звуковых функций. Они включают в себя синтез в реальном времени, динамические эффекты DSP, физическое моделирование распространения звука. А также поддержку OSC, возможность создания многоуровневого звучания, спектральный анализатор для работы с субмиксами, инструменты для создания кривых спектрального анализа и огибающих. Обработку реверберации с использованием свертки и визуализацию звукового поля.
• MetaSounds (метазвуки). MetaSounds — это мощная система, которая даёт полный контроль над созданием звукового графа в источниках звука. Вы можете управлять всеми аспектами звукового рендеринга, чтобы создавать передовой процедурный звук.
• Media Framework (медиа-фреймворк). Media Framework — это платформа, которая позволяет воспроизводить видео прямо внутри движка Unreal Engine. С её помощью можно управлять воспроизведением видео: останавливать и перематывать назад. Управление осуществляется с помощью кода на C++ или визуальных сценариев Blueprint.

На этом наша статья подходит к концу. Мы подробно обсудили, что такое Unreal Engine. Основные возможности и модули этой программы (UE4, UE5 modules).

Вы можете использовать этот удивительный движок для разработки игр, создания и анимации фильмов, визуализации пространств или продуктов, а также для разработки интерфейсов нового поколения. Не имеет значения, какой стиль, отрасль или размер экрана Вы выберете. Для всего этого Вам подойдет удивительный, волшебный, мультиплатформенный игровой движок Unreal Engine (UE4, UE5). На котором целую фотореалистичную игру или фильм может создать всего лишь 1 человек.