Unreal Engine: подробный обзор

Unreal Engine – один из самых мощных и универсальных игровых движков для компьютерной 3D-графики в мире, разработанный Epic Games и первоначально созданный в 1995 году основателем компании Тимом Суини для шутера от первого лица “Unreal”. То, что начиналось как инструмент для одной игры, превратилось во всеобъемлющую платформу, которая революционизирует не только игровую индустрию, но и множество отраслей, включая кино, архитектуру, автомобильный дизайн и виртуальное производство.​

История и эволюция

Разработка Unreal Engine охватывает почти три десятилетия непрерывных инноваций. Тим Суини разработал первую версию в 1995 году, сам написав 90 процентов кода, включая графику, инструменты и сетевые системы. Движок был представлен широкой публике в 1998 году вместе с игрой “Unreal”, быстро зарекомендовав себя как техническое чудо благодаря таким функциям, как динамическое цветное освещение, детализированное 3D-окружение и объемный туман, которые значительно опередили конкурентов.​

Epic Games выпустила шесть основных версий движка:​

• Unreal Engine 1 (1998): впервые применил программный рендеринг и заложил основу
• Unreal Engine 2 (2002): Переведен на аппаратный рендеринг и консольную поддержку
• Unreal Engine 3 (2006): Добавлены многопоточность и базовый DirectX 9.
• Unreal Engine 4 (2014): Добавлены физически обоснованные материалы и визуальные сценарии Blueprint
• Unreal Engine 5 (2022): Использует революционные технологии Nanite и Lumen.
• Unreal Engine 6 (TBA): Предварительные версии ожидаются через 2-3 года с целью унификации процессов разработки​

Основные технологии и возможности

Революционные системы рендеринга

Unreal Engine 5 представляет новаторские технологии, которые устанавливают новые отраслевые стандарты. Nanite, система виртуальной геометрии, позволяет разработчикам использовать сетки с невероятно большим количеством полигонов без ручной работы с уровнем детализации (LOD), автоматически отображая миллиарды полигонов. Система может динамически сжимать и расширять геометрию, демонстрируя все детали вблизи и изящно уменьшая сложность на расстоянии.​

Lumen обеспечивает глобальное освещение и отражения с динамической трассировкой лучей, которые в режиме реального времени реагируют на изменения сцены и освещения. Это устраняет необходимость в предварительно рассчитанных световых картах и позволяет автоматически корректировать освещение, отражения и тени. Lumen поддерживает как программную трассировку лучей (с использованием полей расстояния в сетке) для обеспечения широкой совместимости устройств, так и аппаратную трассировку лучей для повышения точности.​

Расширенные средства разработки

Движок предлагает полный набор инструментов разработки, предназначенных для разработчиков всех уровней квалификации. Система визуальных сценариев Blueprint позволяет разработчикам с минимальным опытом программирования создавать сложную игровую логику с помощью интуитивно понятного интерфейса на основе узлов. Для тех, кому требуется большая производительность и контроль, Unreal Engine использует C++ в качестве основного языка программирования, предоставляя полный доступ к возможностям движка.​

MetaHuman Creator позволяет быстро создавать высокореалистичных человеческих персонажей, а физический движок Chaos заменяет PhysX, обеспечивая более точную симуляцию и эффекты разрушения. Движок также включает в себя передовые инструменты анимации, системы частиц через Niagara и всестороннюю поддержку звука.​

Языки программирования и подходы к разработке

Unreal Engine поддерживает два основных подхода к разработке: C++ и Blueprints. C++ обеспечивает максимальную производительность и гибкость, позволяя разработчикам использовать весь потенциал движка и создавать пользовательские системы. Это особенно ценно для функций, требующих высокой производительности, сложных систем искусственного интеллекта и продвинутой игровой механики.​

Blueprints – это альтернатива визуальным сценариям, более доступная дизайнерам и художникам, но при этом достаточно мощная для сложных проектов. Многие профессиональные студии используют гибридный подход, реализуя основные системы на C++ и используя Blueprints для быстрого прототипирования, создания пользовательского интерфейса и логики, зависящей от контента.

​Отраслевые приложения, выходящие за рамки игр

Кино и телевидение

Движок Unreal Engine произвел революцию в кинопроизводстве с помощью технологий виртуального производства. В таких фильмах, как “Мандалорец“, используются возможности рендеринга движка в реальном времени для создания виртуальных декораций и окружения, что позволяет создателям фильмов мгновенно визуализировать сцены и оптимизировать рабочие процессы после производства.​

Архитектура и недвижимость

Архитекторы используют Unreal Engine для создания фотореалистичных визуализаций и интерактивных пошаговых инструкций, позволяющих клиентам ознакомиться со зданиями до начала строительства. Совместимость движка с программным обеспечением CAD и возможность визуализации высокоточных архитектурных моделей делают его незаменимым для проверки дизайна и презентаций клиентам.​

Автомобильная и аэрокосмическая промышленность

Автомобильная промышленность использует Unreal Engine для создания виртуальных прототипов, визуализации дизайна и имитационного тестирования. Инженеры могут создавать точные модели автомобилей и тестировать проекты в виртуальной среде, что значительно сокращает затраты на разработку и время вывода на рынок.​

Образование и тренинги

Учебные заведения используют Unreal Engine для создания интерактивных учебных модулей и симуляций, особенно в областях, требующих практического опыта, таких как медицина, инженерное дело и военная подготовка. Возможности движка виртуальной реальности позволяют создавать захватывающие учебные сценарии, которые были бы невозможны или опасны в реальной жизни.​

Лицензирование и доступность

Unreal Engine использует модель щедрого лицензирования, которая делает его доступным для разработчиков всех уровней. Движок абсолютно бесплатный для использования в образовательных целях, личных проектах и коммерческих предприятиях, приносящих пожизненный доход в размере менее 1 миллиона долларов. За успешные игры, превышающие этот порог, Epic взимает роялти в размере 5% от валового дохода.​

В 2024 году Epic внедрила модель подписки для неигровых разработок (кино, архитектура, автомобилестроение). Компании, которые зарабатывают более 1 миллиона долларов в год, платят 1850 долларов за место в год, что включает в себя доступ к Unreal Engine, Twinmotion и RealityCapture. Эта цена остается конкурентоспособной по сравнению с другими профессиональными пакетами программного обеспечения для 3D.​

Epic также представила программу “Запускай везде с Epic”, которая снижает роялти с 5% до 3,5% для игр, одновременно запускаемых в Epic Games Store.​

Системные требования и рекомендации по оборудованию

Минимальные требования

• Операционная система: 64-разрядная версия Windows 10, macOS Monterey или совместимый дистрибутив Linux​
• Процессор: четырехъядерный Intel или AMD с тактовой частотой 2,5 ГГц или выше​
• Оперативная память: 8 ГБ ОЗУ​
• Графика: Видеокарта, совместимая с DirectX 11/12 (Windows) или Metal 1.2 (Mac)​

Рекомендуется профессиональная установка

• Операционная система: Windows 10 64-разрядная (версия 20H2)​
• Процессор: Шестиядерный Xeon E5-2643 с частотой 3,4 ГГц или аналогичный​
• Оперативная память: 64 ГБ ОЗУ​
• Объем памяти: 256 ГБ SSD (ОС) + 2 ТБ SSD (проекты)​
• Графика: NVIDIA GeForce RTX 2080 SUPER или выше​

Современные рабочие станции разработчиков обычно оснащены процессорами с более чем 8 ядрами, 32-64 ГБ оперативной памяти и высокопроизводительными видеокартами для эффективной обработки сложных сцен и трассировки лучей в реальном времени.​

Обучающие ресурсы и сообщество

Движок Unreal Engine может похвастаться обширной экосистемой обучающих ресурсов. Epic Games предоставляет на портале Unreal Engine Learning Portal структурированные курсы для всех уровней подготовки. Игра Lyra Starter дает представление о структуре проекта AAA, а серия игр BeginPlay охватывает основные функции движка.​

Среди популярных ресурсов сообщества – каналы Райана Лейли (Virtus Learning Hub), Unreal Sensei и Тома Лумана, которые предоставляют обучающие материалы, начиная от простых руководств для начинающих и заканчивая продвинутым программированием на C++. Документация по движку является исчерпывающей и содержит конкретные рекомендации для разработчиков, переходящих с других движков, таких как Unity.​

Известные игры и проекты

Движок Unreal Engine поддерживает некоторые из самых успешных игр в индустрии во всех жанрах. В число последних известных игр входят Tekken 8, Lies of P и предстоящая Metal Gear Solid Delta: Snake Eater. Универсальность движка подтверждается его использованием во всем: от соревновательных файтингов до атмосферных RPG и масштабных королевских битв, таких как Fortnite.​

В число предстоящих игр AAA-уровня, использующих Unreal Engine 5, входят “СТАЛКЕР 2“, “Марвел 1943: Восстание Гидры“, “Мафия: Старая страна” и “Ремейк Silent Hill 2“, демонстрирующие применение движка в различных игровых жанрах.​

Конкурентный ландшафт

Основным конкурентом Unreal Engine является Unity, причем каждый движок обслуживает разные сегменты рынка. Unreal отличается высококачественной графикой, встроенными расширенными функциями и разработкой игр AAA-уровня, в то время как Unity обеспечивает лучшую доступность для начинающих и небольших проектов. Unity использует C# и обеспечивает большую интеграцию ресурсов сторонних разработчиков, в то время как Unreal изначально включает в себя комплексные инструменты.​

Преимущества Unreal заключаются в превосходных возможностях рендеринга, обширных встроенных наборах инструментов, полном доступе к исходному коду и надежной поддержке крупномасштабных проектов. Однако он требует более сложного обучения и более мощного оборудования по сравнению с Unity, который занимает меньше места.​

Будущие события

Движок Unreal Engine продолжает развиваться, регулярно обновляясь. В Unreal Engine 5.7 появилась экспериментальная технология MegaLights (получившая название “Nanite of lights“), Nanite Foliage для эффективного рендеринга растительности и готового к работе рендеринга от первого лица с поддержкой Nanite. Эти инновации демонстрируют стремление Epic расширять границы технологий рендеринга в реальном времени и разработки игр.youtube​

Предстоящий Unreal Engine 6 призван объединить отдельные потоки разработки, используемые в настоящее время для Fortnite, и более широкий движок, обещая еще большую согласованность и производительность во всех приложениях.​

Unreal Engine представляет собой нечто большее, чем просто инструмент для разработки игр — это комплексная платформа, которая меняет способы создания интерактивного контента в разных отраслях. Сочетание передовых технологий, доступных цен и надежной поддержки сообщества делает его незаменимым инструментом для всех, кто серьезно относится к созданию 3D-контента, будь то игры, фильмы, архитектурная визуализация или что-то еще.