Как написать игровой движок? Как создать игру самому? Этапы создания игры
Не пишите просто движок, он скорее всего никому нужен не будет. Потому что, если вы не писали , то не знаете тонкостей использования движка в игре, и ваш движок будет неподходящим ни для какой игры.
Делайте игру, а не движок для неё, тем более не пишите движок для игры таким, чтобы его можно было исользовать в других играх. Пишите только игру и необходимые ей минимальные базовые системы. Если в игре вы обрабатываете только 2 кнопки, то не пишите модуль ввода на DirectInput, обрабатывающий все кнопки и мышь. Используйте минимальные и простейшие средства необходимые для решения задачи. Если нашли простой чужой компонент то используйте. Потому что сложность даже маленькой игры очень большая, и вам нельзя отвлекаться на лишнее.
Применяйте планирование. Оно нужно даже для маленькой игры, которую делает один человек. Оно состоит из этапов, и чем на более раннем этапе будет ошибка, тем дороже она будет, так как проходит по следующим этапам и обрастает работой. Если не хотите работать в 2 или 20 раз больше, то очень уважительно относитесь к планированию. Например, если вы запланируете делать плохую игру или вообще не игру а движок, то вы год проработаете над этим проектом и бросите, так как поймёте что это никому не нужно, то есть год уйдёт в пустую из-за ошибки планирования цели. Если вы вообще не планируете, то это не означает, что вы избавляетесь от ошибок планирования, а наоборот, у вас они будут на самых ранних этапах, в следствие чего вы проработаете значительную часть времени зря, и повышается риск провала проекта.
Под планированием понимается:
1. Цель. Выберите какую стоит делать игру, чтобы она была полулярной, изучите рынок. Даже если вы не предполагаете продавать игру, всё равно выполните этот пункт, вам тогда будет приятнее делать игру которая имеет спрос.
2. Требования. Это может быть простота. Не пытайтесь сделать игру с абсолютной свободой действий и абсолютно реалистичной графикой. Или, например, требования к производительности, количеству персонажей, особенностям сюжета. Полезно, чтобы требования вам выставили другие. Таким образом вы будете делать игру для других, что увеличит вашу мотивацию. Их требования могут быть лучше чем ваши, что обеспечит лучшую игру. Отсеивайте невыполнимые требования.
3. Архитектура. Это логика. Применяя нисходящий подход, сделайте иерархию функций. На каком-то этапе вы не сможете делать далее нисходящую архитектуру, не из-за того, что уже всё сделали, а из-за того, что тонкости реализации задают вам свои правила, тогда вам надо продолжить создание архитектуры восходящим способом, то есть исходя из особенностей API подкорректировать интерфейс более высокого уровня.
4. Проектирование. Более высшие функции состоят из вызовов более нижних, то есть они почти реализованы на этапе создания архитектуры. Спроектируйте реализацию самых нижних функций на псевдокоде. Псевдокод не должен быть кодом на С только на русском языке. Он должен быть короче минимум в 2 раза и описательно реализовывать алгоритм, отвечать не на вопрос как, а что, должен позволить сосредоточиться на самых сложных вещах. Из хорошего псевдокода получаются хорошие комментарии, не дублирующие код, а поясняющие его. Создайте тесты для нижних функций. Попытайтесь доказать правильность программы.
5. Конструирование. Только сейчас пришёл этап кодирования. Вы должны реализовать нижние функции и тесты и получить работающую программу. Используйте псевдокод для комментариев. Придерживайтесь определённого стиля форматирования.
На тестировании и отладке останавливаться не будем.
Хорошо производить планирование публично, так как другие помогут вам выявить ошибки, которые вы сами бы не выявили и уменьшить ваше время работы и улучшить результат.
Необходимые знания:
1. Планирование.
2. Немного трёхмерной математики в случае использования трёхмерной грфики. Досконально вам знать её не надо благодаря инкапсуляции. Она описана во многих книгах и справках о
Пост о воплощении мечты и о создании игры с нуля. И о граблях разной величины.
0. Дано
Когда-то, во времена не столь от нас отдаленные, когда интернет в Уфе был ещё с помегабайтной оплатой, я занимался созданием и разработкой локальных «фришных» серверов Lineage и WoW. Но вот появились безлимитные тарифы, а локальные сервисы начали терять свою актуальность и я ушёл в вебразработку.
В некотором роде, как хобби я даже сохранил своё отношение в Геймдеву, правда, с другой стороны – разработка ботов и всего такого.
Шли года, а мысль написать что-нибудь свое, с преферансом и поэтессами не переставала меня терзать. В какой-то момент я понял, что либо сейчас, либо уже никогда.
1. Идея и Прототип
С чего начинается разработка? C прототипа. А прототип - с идеи. Для первого проекта стоит создать что-то небольшое и простое. Питая любовь к головоломкам и пошаговым стратегиям, я увлекся мыслью, что нужно сделать какую-нибудь пошаговую головоломку. Поразмыслив, вспомнил одну интересную игру времён Спектрума (стоит отметить, что автор не так стар, как может показаться) идея которой была прекрасна в своей простоте. Игрок ходит на 1 клетку, обходя препятствия, а враги его преследуют и ходят на 2 клетки, но препятствия не обходят.
Если взять ситуацию “A,” то мы можем спокойно ходить вверх и вниз, а монстр просто будет упираться в стену. В ситуации “B” монстр находится в загончике, а мы можем спокойно ходить справа, сверху и снизу от него. Поскольку игра у нас детерминированная, то существуют два типа монстров, которые отличаются по цветам и алгоритму поиска пути. Это для того чтобы не было неопределённости куда пойдёт монстр, когда он стоит наискосок. Красный всегда сначала сокращает расстояние до нуля по оси X ситуация “C”, в ней монстр зайдёт в загончик и упрётся в стенку. Фиолетовый же по оси Y ситуация “D”, в ней монстр пойдёт вниз, а потом уже направо и съедает главного героя.
Тут ещё мог бы быть большой абзац про выбор «движка» для написания игры. Но, пожалуй, можно обойтись и парой слов; перед тем как попробовать Unity3D, я поковырялся в нативном Obj-C, Corona SDK, UE, Cocos2d и ещё пару 2D Фреймворках, название которых, так глубоко в стеке памяти, что уже и не откопать.
В итоге, выбор пал на Unity3D, он мне показался оптимальным и я неспешно начал писать. Через месяц появилось вот такое приложение для iPad.
В нём мы играли за мужичка в красном и убегали от мужичков в синем, параллельно собирали сердца – читай звезды. В тот момент мы ещё использовали кубы как стены, но затем для экономии пространства на экране заменили их.
Хотелось бы отметить, что до этого момента, я никогда не писал на C#, но писал на JS, поэтому прототип был написан UnityScript (это такой диалект JS в рамках Unity3D). И это были первые большие грабли, послужившие нам уроком. Пришлось переписывать всё на C# и это заняло пару месяцев.
2. Команда
Как верно то, что я писал на десятке языков, так верно и то, что я не в состоянии нарисовать даже прямую линию. Поэтому после создания прототипа я начал искать художника\3Dшника, для этого я зашёл на сайт по фрилансу и посмотрел первых три сотни человек, с десятком - списался. Найти человека, за долю в довольно рискованном проекте, задача не из легких. Но она разрешилась, и в проекте появился талантливый художник Рамиль; итак – нас стало двое.
Параллельно я искал инвестора. Дело не в отсутствии денег, чтобы купить плагины или устройства для теста, а в том, чтобы создать обязательства, которые помогут не забить (не сложить с себя полномочия) при определенных обстоятельствах. И такой инвестор нашелся, в виде друга, решившего вложить свои кровные, в эту сомнительную, как ему казалось, затею. Итак, нас стало трое. Отмечу, что к моменту запуска, бюджет игры составил всего около 100.000р., при этом, в эту сумму входит покупка нескольких Android устройств для тестирования, плагинов и озвучки.
3. Расширение базовой концепции игры
С самого начала предполагалось, что невзирая на то, что игра будет максимально простой, необходимо будет привнести несколько новых идей в базовую концепцию. Так у нас появились односторонние телепорты (позже станет ботинком), ловушки и одноразовые грибы съедающие тех кто к ним подойдёт.
Концепт Арт
Основной фишкой игры мы планировали сделать то, что персонаж может вернуться во времени, на несколько ходов назад. Т.е. не отмену хода, а возможность переместиться 1 раз за уровень на клетку, где персонаж был 3 хода назад. Это давало огромное количество вариантов хода, но на первых же тестах выяснилось, что обычные игроки не в состоянии пройти такие уровни. Слишком сложно. Может стоить таки сделать Brainiac Edition?
Также мы много экспериментировали с размером уровней, в итоге остановились на том что весь уровень должен вмещаться на экран, даже на устройствах с небольшим экраном. Так у нас получились уровни 5х8 клеток. Но при этом у нас есть pinch zoom, для большепальцых или уровней 6х10. Кроме сокращения размера уровней, отключения возврата во времени, для упрощения была ещё добавлена отмена хода, до 5 раз за попытку.
4. 2D vs 3D
В какой-то момент наши тестовые билды выглядели так:
Ужас ужас
Приходило осознание того, что мы не в состоянии сделать картинку, которую мы хотели бы видеть в 3D с нормальным fps. Тестовая сцена для сравнения производительность 2D и 3D показывала не утешительные результаты.
Скриншоты из сцены
В итоге на iphone4, слева(3D) было всего 20 кадров в секунду, а справа(2D), стабильные 60. При этом, справа, качество картинки, как вы видите, на порядок лучше. Сейчас конечно если ориентироваться на минимальную производительность уровня iphone5+ и делать специально несколько квадратную графику, кошерные шейдеры + lightmapping + lightp robes, можно и для 3D сделать отличную графику
В итоге было принято решение всё переделывать на 2D. Но тут мы совершили ошибку, которую уже потом было не исправить. 2D анимация может быть 2 типов, первый это последовательность кадров, второй это наложение и смещение спрайтов.
Наглядное сравнение
Поскольку у нас были 3D модели, мы выбрали первый вариант. В итоге это выльется в большой вес приложения, даже с учётом огромного кол-ва оптимизаций мы не сможем уложиться в 50 мегабайт.
5. Форс-мажоры - это возможность
Не знаю можно ли назвать рождение ребёнка и переезды форс-мажорами, но именно эти события исключили нашего художника из работы над проектом, на несколько месяцев. Эти же обстоятельства сослужили службу и мне. В целях самообучения и познания тонкостей магазинов, я сделал другое небольшое приложение – обычную угадайку фильмов.
Для тех кто не понял о чём речь
На этом приложении я смог протестировать интеграцию с соц. сетями, несколько рекламных сетей, внутреннею аналитику и покупки внутри приложения.
6. Техническая часть
Думаю, настало время поднять градус гиковости. Значимую часть времени разработки заняло создание генератора уровней. Генератор писался на питоне, потому как он был мне духовно близок и numpy позволял быстро оперировать матрицами.
Сам генератор на выходе создавал txt файл(который парсился Юнити для создания сцены) и серию картинок, показывающих пошаговое прохождение уровня.
Сейчас я могу сказать, что писание внешнего генератора на другом языке, это - плохая идея. Главным образом, тем, что игровая логика начинает прописываться в двух разных местах. А это - риск рассинхрона. Особенно, если учесть, что внутри игры, есть такие понятия, как анимация и время её исполнения. И в генераторе, и в игре каждая клетка сама следила за тем, что в ней происходит: кто вошёл, кто вышел, кто умер и т.д. Но клетки, вида телепорт или мухобойка (атакует близлежащие клетки), связывали несколько клеток между собой. И если в генераторе это не вызывало проблем, то в игре повторить то же было сложнее т.к. анимации персонажей из разных клеток должны были засинхронизироваться между собой.
Огромный кусок времени заняла интеграция нативных библиотек. Cкажу прямо: если можно купить готовую реализацию того, что вам нужно, смело покупайте. При этом желательно всё брать у одного продавца, потому как в Unity3D в манифесте (Андроид), есть такая штука как mainactivity и это место где разные плагины могут конфликтовать. Потом для iOS, скорее всего, у вас будут плагины, которые занимаются различным постпроцессингом, это тоже место для конфликтов. В целом нативные либы, это место где вы легко можете получить очень трудно выявляемые ошибки. Поэтому, почти всё, что связанно с нативным кодом, мы покупали у Prime31.
Полный список плагинов и несколько слов о каждом
7. Статистика
В релизе около 400кб, написанного мной кода. Ещё 150кб - это генератор и некоторые смежные скрипты.
В самой игре, на данный момент, 3 главы по 16 отобранных уровней. Также есть режим Испытаний, где ещё около 700 уровней, динамически распределённых по сложности.
В среднем уровень без звёзд можно пройти за 25 ходов. Самые сложные уровни со звёздами около 55.
8. Монетизация и продвижение
Пока нет каких то точных цифр, но у нас как и у сайлонов есть план.
На примере угадайки фильмов мы поняли, что на рекламе можно заработать, только если у вас от 300к+ пользователей. Поскольку проект у нас, как ни крути нишевой, думаю это не вариант. Но при этом делать платное приложение для Андроида - самоубийство. В итоге была выбрана стандартная нынче модель: показ рекламы и продажа монет. С любой покупкой монет идёт в комплекте полное отключение рекламы. Монеты даются при прохождении уровней и за них можно узнать идеальное прохождение уровня.
Я определил, какие у движка должны быть библиотеки. Но то была больше теория. Сегодня я создал проект и применил теорию на практике. Вот что у меня получилось:
Вот так вот я организовал структуру своего движка. Давайте я рассмотрю подробней. Начну с папок. Всего создано шесть папок. Первая - _Doc, будет содержать ссылки на используемую документацию по движку (история, лист задач и т.д.). Фишка: обратили внимание на подчеркивание? Так вот, это сделано специально чтобы папка была в самом вверху и не смешивалась с папками движка (папки сортируются по имени).
Application - это уровень приложения. Как вы видите в ней всего один проект с тем же именем. Данный проект - это динамическая библиотека (подробнее о видах библиотек можете прочитать http://ru.wikipedia.org/wiki/Библиотека_(программирование)). Пользователь в идеале должен будет работать только с этой библиотекой.
Папка Core - это основа из схемы. Она содержит 4 проекта. Каждый проект - это статическая библиотека.
Папка Engine - это ядро из схемы. Все проекты из папки, также являются статическими библиотеками.
Папка Framework пуста, потому что пока нет смысла в ней что-то делать.
И папка Test будет хранить приложения для тестирования частей движка.
То есть в итоге у нас одна динамическая библиотека, одинадцать статических которые будут линковаться к динамической. И проект.
Я не стану пояснять как я создал такой проект, так как это долго. Да и не расчитанно на новичков.
На этом подготовка завершена. Продолжим.
Любое приложение должно с чего-то начинаться. Это называется точкой старта (или входа) приложения. Обычно это или main() или WinMain(), а также все их производные... Но в движке нет точки старта, потому что движок не запускается сам по себе. Точку старта задает пользователь при создании приложения. Но я начну именно с нее проектировать и писать код. Наша точка старта будет в приложении test.
Пользователь должен при старте, создать наследника от класса Application, полиморфировать нужные методы, инициализировать наследник, запустить его на выполнение и затем очистить ресурсы.
То есть получается так:
Поясню. Start - это условный момент запуска приложения. End - это условный момент завершения приложения. WinMain и MyApplication - это уровень приложения. Данные сущности пишутся пользователем. iApplication - это интерфейс из библиотеки Application. Как вы видите, я выделил их цветом согласно схемы из предыдущей статьи. Я так буду поступать и дальше чтобы вам было легче ориентироваться.
Начнем писать код. Для начала создадим класс приложения. Находим Application и пишем:
Application.h
200?"200px":""+(this.scrollHeight+5)+"px");">
#pragma once
#include "export.h"
Class ENGINE_DLL Application
{
public:
Application();
virtual ~Application();
// Инициализация приложения.
bool Create();
// выполнение одного кадра
bool RunOneFrame();
// Выполнение приложения.
void Run();
// Завершение приложения.
void Shutdown();
Bool IsInit(){return _isinit;}
bool IsExit() {return _exit;}
Protected:
virtual bool _init() = 0;
// пользовательский кадр
virtual bool _frame() = 0;
// пользовательская очистка
virtual void _close() = 0;
Private:
bool _isinit;
bool _exit;
};
Application.cpp
200?"200px":""+(this.scrollHeight+5)+"px");">
#include "Application.h"
Application::Application() :
_isinit(false),
_exit(false)
{
}
Application::~Application()
{
// чистим за нерадивым программистом
if (_isinit==true)
Shutdown();
}
Bool Application::Create()
{
/*
Инициализация всех систем движка
*/
// пользовательская инициализация
if (_init() == false)
return false;
// сообщаем что приложение инициализировано
_isinit=true;
// сбрасываем флаг сообщающий о выходе
_exit = false;
return true;
}
Bool Application::RunOneFrame()
{
// следим чтобы не было попытки рисовать при неудачно инициализации
if (_isinit == false)
return false;
Return _frame();
}
Void Application::Run()
{
// Инициализируем
if(_isinit == false)
Create();
// выполняем бесконечный цикл
while (_exit==false && _isinit==true)
{
_exit = !(RunOneFrame());
}
// очищаем ресурсы
Shutdown();
}
Void Application::Shutdown()
{
_isinit = false;
}
Если вам нужен файл export.h, то он такой:
200?"200px":""+(this.scrollHeight+5)+"px");">
#pragma once
#ifdef WIN32
#ifdef _BUILD_ENGINE
#define ENGINE_DLL __declspec(dllexport)
#else
#define ENGINE_DLL __declspec(dllimport)
#endif
#else
#define ENGINE_DLL
#endif
При этом, где-то в Application должен быть объявлен _BUILD_ENGINE. В проекте на который я дал ссылку выше, все это уже есть.
Теперь вернемся к приложению:
main.cpp
200?"200px":""+(this.scrollHeight+5)+"px");">
#include
#include "../Application/Application.h"
Class MyApp: public Application
{
private:
protected:
// пишем пользовательские классы
virtual bool _init() { return true; }
virtual bool _frame() { return true; }
virtual void _close() {}
};
Int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, PSTR pScmdline, int iCmdshow)
{
MyApp app;
Return 0;
}
Собственно вы уже можете собрать (но не забудьте прилинковать Application). Но запускать не советую - уйдет в бесконечность:) Мы ведь еще условий выхода не написали.
Так, теперь двигаемся дальше. Вспомним для чего нам был нужен Application - для обертывания остальных сущностей. Среди которых главной была Engine. Значит теперь ее нужно создать. Далее, по текущей задаче мы должны создать окно и инициализировать рендер. Значит в модуле рендера появляются два класса - Window и Render. Но так как мы решили что сущность рендера абстрактна, то тогда нужен еще один класс RenderDX11 и WindowWin32, которые будут выполнять реализацию использования в рендере DirectX 11 в окне операционной системы Windows.
Схема усложняется:).
Начнем выполнение с конца. Находим библиотеку рендера и пишем код:
Window.h
200?"200px":""+(this.scrollHeight+5)+"px");">
#pragma once
#include
Class Window
{
public:
Window();
virtual ~Window();
/// Создать окно
virtual bool createWindow(const std::wstring &caption, unsigned int width, unsigned int height)=0;
/// Закрыть окно.
virtual void closeWindow()=0;
/** Показать/Скрыть окно.
@param
value определяет, показывать ли окно (при true) или не показывать.
*/
virtual void showWindow(bool value)=0;
/// Вернуть заголовок окна
virtual const std::wstring& getWindowName() const {return _caption;}
/// Изменить заголовок окна.
virtual void setWindowCaption(const std::wstring& _caption)=0;
Protected:
std::wstring _caption; ///< заголовок окна
unsigned int _width; ///< ширина клиентской части окна
unsigned int _height; ///< высота клиентской части окна
};
Window.cpp
200?"200px":""+(this.scrollHeight+5)+"px");">
#include "Window.h"
Window::Window()
{
_width = 800;
_height= 600;
_caption = L"Engine";
}
Window::~Window()
{
}
Теперь нам нужен класс Render. Но тут я хочу сказать вот что - наш рендер должен быть единственным. Реализуем мы это через паттерн синглтон (погуглите, кому интересны подробности, прям по запросу "паттерн синглтон"). Так что сначала надо написать сам паттерн. Переходим к библиотеке Common. и пишем:
macros.h
200?"200px":""+(this.scrollHeight+5)+"px");">#pragma once
#include
#define Assert(a, b) assert(a && b)
Singleton.h
200?"200px":""+(this.scrollHeight+5)+"px");">
#pragma once
#include "macros.h"
/** Singleton pattern implemented using templates.
@remarks
Using singleton is useful for objects such as engine
or managers which should have no more than a single
instance in the whole application.
@remarks
If you want to make object of some class singleton you
have to derive this class from Singleton class.
@remarks
If something goes wrong during singleton object creation,
deletion or on attempt to access it, assertion arises.
By "something going wrong" I also mean attempts to create
more than single object of class marked singleton.
*/
template
class Singleton
{
public:
/** Creates singleton of type T.
*/
Singleton()
{
Assert(!s_pSingleton, "Singleton class already instantiated.");
#if defined(_MSC_VER) && _MSC_VER < 1200
int offset=(int)(T*)1-(int)(Singleton
s_pSingleton=(T*)((int)this+offset);
#else
s_pSingleton=static_cast
#endif
}
Virtual ~Singleton()
{
s_pSingleton=0;
}
/** Returns reference to a singleton.
*/
static T& getSingleton()
{
Assert(s_pSingleton, "Singleton class not instantiated.");
return(*s_pSingleton);
}
/** Returns pointer to a singleton.
*/
static T* getSingletonPtr()
{
return s_pSingleton;
}
/// A static pointer to an object of T type.
/// This is the core member of the singleton.
/// As it is declared as static no more than
/// one object of this type can exist at the time.
static T* s_pSingleton;
};
Template
Паттерн не мой, поэтому сохранен язык оригинала:-D
Вообщем, я к сожалением на сегодня на этом завершаю:-(Хотел бы написать дальше, но 12 часов - пора спать. Ждите до завтра, будет продолжение. Мы наконец-то создадим окно и инициализируем движок.
Эта статья является первой в целом цикле материалов для тех, кто хочет стать создателем игр. Если вы молоды, амбициозны и полны идей, а руки чешутся сделать "убийцу GTA" или "MMORPG типа WoW, но круче", то вы нашли то, что искали - руководство новичка по созданию игр . Моя цель - дать читателю общее представление о том, как же всё-таки выглядит процесс создания игр и развеять те иллюзии, которые могли сложиться на этот счёт, чтобы в последствии вы смогли избежать ошибок, совершаемых многими. Как и в любом деле, половина успеха - это правильная подготовка, поэтому чем полнее вы с самого начала будете представлять себе всю картину - тем большего успеха сможете добиться.
На данный момент цикл статей включает в себя следующие материалы, который со временем будет дополняться:
1. Создание игр для начинающих
Начинающий Разработчик Игр - В Простонародии "Чайник"
Итак, после очередного вечера за вы подумали - а чем я хуже?.. Подумали и решили, что вот он, шанс на всеобщее признание - пора создавать игры своей мечты! Кажется, что в этом нет ничего сложного, но вы заблуждаетесь... серьёзно заблуждаетесь. С этого, пожалуй, мы и начнём.На самом деле, даже если не касаться вопроса сложности разработки любой игры (а мы его обязательно коснёмся чуть ниже), то все плюсы и положительные стороны "игроделания" с лихвой уравновешиваются негативными сторонами, с которыми так или иначе сталкиваются все разработчики, особенно начинающие.
Так уж сложилось, что самый первый этап является и самым привлекательным - это момент рождения идеи, её поверхностной проработки, мгновения творчества. В такие моменты можно часами нарезать круги по комнате, представляя, каким классным всё должно получиться и какого признания можно добиться, если воплотить новую идею в жизнь. Восхищение своим творческим гением может переполнить сосуд, и в таком случае оно потребует выхода - чаще всего незрелая идея выплёскивается на одном из тематических форумов, в теме с заголовком вида "Собираю команду для разработки игры, нужны все". Где успешно высмеивается более опытными товарищами по цеху, и, стоит признать, порой весьма справедливо.
Создание Игр - Развлечение?
К сожалению, это далеко не так. Даже если не касаться профессиональной работы в индустрии производства игр, то и любительский проект - это не развлечение в прямом смысле этого слова. Конечно, процесс работы над воплощением своих идей приносит определённое удовлетворение и удобен как средство самореализации, но... Как уже было сказано, самым приятным является момент рождения идеи и её проработка, но затем неизбежно наступают "трудовые будни"
с их повторяющимися действиями, нудной кропотливой работой и тем, чем заниматься ну совсем не хочется (а так как создание игр - достаточно разноплановая работа, то такие вещи наверняка будут, особенно если вы работаете в одиночку). В итоге в таком болоте тонет мотивация, а вместе с ней - и желание заниматься своим проектом.Будьте готовы к тому, что даже относительно небольшой игровой проект может отнять у вас не один месяц времени на его завершение. Подумайте - достаточно ли у вас мотивации, чтобы продолжать работать над воплощением своей идеи даже после того, как начальный азарт угаснет?.. Наверное, не ошибусь, если скажу, что доля проектов, не доведённых до конца и брошенных на разных этапах разработки, стремится к 99%... Вы ведь не хотите пополнить это число своей идеей, правда?
Типовой Портрет Начинающего Разработчика
Да простят меня те, кто узнает себя в этом описании - призываю не обижаться, а продолжить чтение. Сейчас мы попробуем нарисовать типовой портрет начинающего разработчика игр, чтобы лучше понять, с чем нам предстоит иметь дело. Итак, начинающий "игродел" - это чаще всего учащийся школы в возрасте 12-18 лет, внезапно загоревшийся идеей создания игр. Идея приходит спонтанно либо после какого-то толчка к вдохновению, вроде нового фильма или популярной игры. Как правило, сам он ничего не умеет в силу возраста, недостатка опыта и иных причин, поэтому хочет выступать в качестве "руководителя " и/или "сценариста ", "автора идей ". Соответственно, так как самостоятельно с такими навыками сделать ничего хотя бы отдалённое напоминающего игру, нельзя, то нужна "команда", которую данный генератор гениальных идей пытается собрать на одном из тематических форумов.При ближайшем рассмотрении идея оказывается клоном чего-то популярного и известного, "но лучше". Так как представления о том, чего же, собственно, хочется, и как организовать продуктивную работу, нет, то в команду приглашаются все либо почти все. В итоге такая "команда" складывается из случайных людей, которые в течение недели-двух создают видимость бурного обсуждения "проЭкта", иногда даже что-то пытаются сделать (вроде 3D-модели из набора примитивов), но примерно через это же время былой энтузиазм сходит на "нет", у членов команды появляются неотложные дела/сессия/уроки/бабушка заболела и вся затея благополучно рассыпается как карточный домик. Знакомая картина?..
Разработка Игр - Профессия или Хобби?
Разработка игр для многих является просто хобби (т.е. увлечением), но некоторые люди связывают с индустрией разработки игр свою карьеру и становятся профессиональными разработчиками. Естественно, что вопрос о том, есть ли разница между любителем и профессионалом, не стоит - она есть и весьма существенна. В то же время некоторые любители имеют куда более высокий уровень, чем отдельные "профессионалы", так что сам факт принадлежности к одной из этих двух групп не является определяющим. Тем не менее, некоторый отпечаток он всё же накладывает.Любитель , как правило, имеет иной источник дохода (в случае, если он уже достаточно взрослый человек), поэтому над ним не висит вопрос коммерческой успешности своего проекта. Аналогично для тех, кто учится в школе/ПТУ/ВУЗе - они могут работать над игрой в своё удовольствие, бросить в любой момент, реализовывать любые идеи и вообще испытывают гораздо больше свободы в своих действиях. С другой стороны, они не могут посвятить изучению инструментов и получению новых навыков достаточно времени, поэтому в постоянно меняющемся мире игр всегда серьёзно отстают технологически и качественно.
Профессионал - он и в Африке профессионал. Он делает свою работу и получает за это деньги. Как правило, работать приходится над чужими идеями, и благо, если они кажутся интересными - но иногда всё равно приходится работать над тем, что тебе не нравится. Так как уровень мастерства является определяющим в профессиональной деятельности, то такому человеку приходится идти в ногу со временем - осваивать новые технологии, программы, приёмы, техники и т.д. Он может позволить себе посещать семинары, курсы повышения квалификации, тратить достаточно времени на книги и видеоуроки - словом, пребывать в постоянной гонке за право считаться специалистом своего дела.
Есть и третий вариант - это независимые разработчики (инди) . На мой взгляд, это самый привлекательный путь для тех, кто обладает достаточным талантом и способностями для того, чтобы заниматься разработкой игр "от и до" самостоятельно либо в небольшом коллективе. Налицо плюсы такого подхода - можно работать над воплощением своих идей и в то же время зарабатывать на этом.
Вобрав в себя плюсы профессионального и хобби-подхода, инди-разработка не избавлена от ложек дёгтя в бочке мёда.
- Во-первых, чтобы быть успешным инди-разработчиком, необходимо всё же регулярно заниматься повышением своих способностей и улучшением навыков, посвящая достаточно времени самообразованию - двух выходных дней в неделю, которые можно посвятить себя делу, скорее всего будет недостаточно.
- Во-вторых, вам придётся самостоятельно заниматься многими специфическими вещами, которые в крупной компании выполняли бы отдельные специалисты, а в любительском проекте можно было бы обойтись и без них. В-третьих, так как мастера-на-все-руки, которые одинаково хорошо могут справиться со всеми аспектами разработки игры (графика-дизайн-музыка-программная часть) во всём мире, наверное, считанное количество, то часть работы нужно будет передавать на исполнение фрилансерам либо искать единомышленников, готовых работать вместе с вами.
- Ну и в-третьих - делая ставку на свой проект, вы вкладываете в него время, деньги (хотя первоначально можно обойтись без значительных вложений) и ожидаете получить какую-то отдачу. И тут всё зависит от вас - на что наработаете, то и заработаете. Проект может быть как удачным, так и неудачным.
Цена Идеи для Игры
Часто приходится сталкиваться с ситуацией, когда на форуме о разработке игр появляется тема, в которой автор представляет свой проект, но избегает всяких деталей, ограничиваясь лишь самой общей информацией. В ответ на просьбы дать подробности автор утверждает, что не сделает этого, т.к. идеи уникальны и могут быть украдены. Бесспорно, некоторые идеи могут быть очень удачными, и их вполне разумно держать в секрете, но...Не падайте в обморок, но идея сама по себе не имеет никакой цены. Ноль. Даже самая гениальная идея ничего не стоит. Идей великое множество, и некоторые из них весьма и весьма удачны. Тем не менее, идея не обладает практическим значением до тех пор, пока она не реализована в виде чего-то менее абстрактного.
Задумайтесь: когда в последний раз вы видели действительно оригинальную идею? "Аватар"? Нет - если разложить идею до уровня концепции, то всё просто: земляне из будущего добывают ресурсы на чужой планете, игнорируя интересы местного населения. Один из землян проникается сочувствием к аборигенам, становится частью их народа и возглавляет борьбу против захватчиков. Просто, не правда ли? Crysis? Классический шутер про элитного спецназовца с супер-способностями, которые ему даёт костюм, и пришельцами из космоса. World of Warcraft? Игра, действие которой происходит в богатой на события и предысторию вселенной, с высокой ролью сюжетной составляющей, разносторонними сложными взаимодействиями игроков и мощной экономической системой.
Во всех этих идеях самое ценное то, КАК они были реализованы. Даже самая простая идея, будучи воплощённой в жизнь на высоком, качественном уровне, с глубокой проработкой, может "выстрелить" и стать хитовой игрой/фильмом.
Таким образом мы приходим к выводу, что для начинающего разработчика вопрос "как" гораздо важнее вопроса "что". Очевидно, что идея создания MMORPG нового поколения (так называемый next-gen) абсолютно бесполезна для большинства разработчиков, так как в силу объективных причин они просто не могут реализовать её в каком бы то ни было виде.
Английский Язык для Разработчика Игр
Отдельного упоминания заслуживает вопрос изучения английского языка. Очевиден тот факт, что игровая индустрия в подавляющем большинстве своём использует английский язык как язык международного общения. Конечно, есть национальные рынки и их разработчики, которые говорят на своём языке (например, Россия и Япония), некоторые из них могут быть весьма крупными и даже огромными (Китай) - но это не отменяет того факта, что инструменты разработки, учебные материалы и документация почти всегда использует английский язык.Я убеждён в том, что знание английского языка - это критический фактор , который оказывает огромное влияние на тот путь, который предстоит пройти, чтобы стать разработчиком игр. Даже с чисто практической точки зрения способность читать и понимать английские тексты - огромный козырь в борьбе за место под солнцем. Если вы откроете вакансии русских компаний-разработчиков, то в 90 % из них найдетё такой пункт, как "технический английский на уровне чтения и понимания".
Возьмём конкретный пример - 3D-графика. Текстовые и видеоуроки по 3D-графике на русском языке в большинстве своём сделаны любителями для любителей, лишь немногие из них учат чему-то, что можно назвать средним уровнем, и крайне малая часть - это действительно профессиональные и актуальные вещи. Иными словами, всё это - капля в море знаний.
Спрашивается - зачем довольствоваться каплей, если можно выпить море? Знание и понимание английского - это ваш ключ к огромному массиву полезной и актуальной информации, сам факт доступа к которой даст вам десять очков форы. Компании Digital Tutors и Gnomon Workshop имеют в своём активе тысячи часов обучающего видео по всем областям применения популярных 3D-пакетов, таких как Maya или 3DS Max. Англоязычные сайты кишат статьями о геймдеве, а на форумах могут подсказать решение сложных проблем - просто потому, что количество людей ТАМ несоизмеримо выше с количеством людей ЗДЕСЬ. Берите лучшее из двух миров!
Что делать? Учить языки - оно того стоит, даже если через год вы забросите геймдев. Как? Не спать на уроках в школе, записаться на курсы, использовать самоучители - путей много, было бы желание. Особое внимание стоит уделить лексике - вам совсем необязательно уметь говорить на этом языке, главное - уметь читать и понимать прочитанное. Уже после этого можно будет начать развивать навык восприятия английской речи на слух - и в этом могут помочь видеоуроки по 3D-графике, если вы художник, или аудиоуроки по английскому языку. Ещё раз повторюсь - по ту сторону языкового барьера огромный мир, полный информации. Не иметь к нему ключей - всё равно что учиться по черновику, когда рядом есть библиотека.
В последнее время я занят тем, что пишу игровой движок на C++. Я пользуюсь им для создания небольшой мобильной игры Hop Out . Вот ролик, записанный с моего iPhone 6. (Можете включить звук!)
Your browser does not support HTML5 video.
Hop Out - та игра, в которую мне хочется играть самому: ретро-аркада с мультяшной 3D-графикой. Цель игры - перекрасить каждую из платформ, как в Q*Bert.
С чего бы кому-то хотеть написать игровой движок? Возможных причин много:
- Вы - ремесленник. Вам нравится строить системы с нуля и видеть, как они оживают.
- Вы хотите узнать больше о разработке игр. Я в игровой индустрии 14 лет и всё ещё пытаюсь в ней разобраться. Я даже не был уверен, что смогу написать движок с чистого листа, ведь это так сильно отличается от повседневных рабочих обязанностей программиста в большой студии. Я хотел проверить.
- Вам нравится ощущение контроля. Организовать код именно так, как вам хочется, и всегда знать, где что находится - это приносит удовольствие.
- Вас вдохновляют классические игровые движки, такие как AGI (1984), id Tech 1 (1993), Build (1995), и гиганты индустрии вроде Unity и Unreal.
- Вы верите, что мы, индустрия игр, должны сбросить покров таинственности с процесса разработки движков. Мы пока не очень-то освоили искусство разработки игр - куда там! Чем тщательнее мы рассмотрим этот процесс, тем выше наши шансы усовершенствовать его.
Игровые платформы в 2017-ом - мобильные, консоли и ПК - очень мощные и во многом похожи друг на друга. Разработка игрового движка перестала быть борьбой со слабым и редким железом, как это было в прошлом. По-моему, теперь это скорее борьба со сложностью вашего собственного произведения . Запросто можно сотворить монстра! Вот почему все советы в этой статье вращаются вокруг того, как сохранить код управляемым. Я объединил их в три группы:
- Осознайте, что сериализация - обширная тема.
Эти советы применимы к любому игровому движку. Я не собираюсь рассказывать, как написать шейдер, что такое октодерево или как добавить физику. Я полагаю, вы и так в курсе, что должны это знать - и во многом эти темы зависят от типа игры, которую вы хотите сделать. Вместо этого я сознательно выбрал темы, которые не освещаются широко - темы, которые я нахожу наиболее интересными, когда пытаюсь развеять завесу тайны над чем-либо.
Используйте итеративный подход
Мой первый совет - не задерживаясь заставьте что-нибудь (что угодно!) работать, затем повторите.
По возможности, начните с образца приложения, которое инициализирует устройство и рисует что-нибудь на экране. В данном случае я скачал SDL , открыл Xcode-iOS/Test/TestiPhoneOS.xcodeproj , затем запустил на своём iPhone пример testgles2 .
Вуаля! У меня появился замечательный вращающийся кубик, использующий OpenGL ES 2.0.
Моим следующим шагом было скачивание сделанной кем-то 3D-модели Марио. Я быстро написал черновой загрузчик OBJ-файлов - этот формат не так уж сложен - и подправил пример, чтобы он отрисовывал Марио вместо кубика. Ещё я интегрировал SDL_Image , чтобы загружать текстуры.
Затем я реализовал управление двумя стиками, чтобы перемещать Марио. (Поначалу я рассматривал идею создания dual-stick шутера. Впрочем, не с Марио).
Следующим делом я хотел познакомиться со скелетной анимацией, так что открыл Blender , создал модель щупальца и привязал к нему скелет из двух костей, которые колебались туда-сюда.
К тому моменту я отказался от формата OBJ и написал скрипт на Python для экспорта собственных JSON-файлов из Blender. Эти JSON-файлы описывали заскиненный меш, скелет и данные анимации. Я загружал эти файлы в игру с помощью библиотеки C++ JSON .
Как только всё заработало, я вернулся в Blender и создал более проработанного персонажа (Это был первый сделанный и зариганный мной трёхмерный человек. Я им весьма гордился.)
В течение следующих нескольких месяцев я сделал такие шаги:
- Начал выделять функции работы с векторами и матрицами в собственную библиотеку трёхмерной математики.
- Заменил.xcodeproj на проект CMake
- Заставил движок запускаться и на Windows, и на iOS, потому что мне нравится работать в Visual Studio.
- Начал перемещать код в отдельные библиотеки "engine" и "game". Со временем, я разделил их на ещё более мелкие библиотеки.
- Написал отдельное приложение, чтобы конвертировать мои JSON-файлы в бинарные данные, которые игра может загружать напрямую.
- В какой-то момент убрал все библиотеки SDL из iOS-сборки. (Cборка для Windows всё ещё использует SDL.)
Ключевой момент в следующем: я не планировал архитектуру движка до того как начал программировать . Это был осознанный выбор. Вместо этого я всего лишь писал максимально простой код, реализующий следующую часть функционала, затем смотрел на него, чтобы увидеть, какая архитектура возникла естественным образом. Под "архитектурой движка" я понимаю набор модулей, которые составляют игровой движок, зависимости между этими модулями и API для взаимодействия с каждым модулем.
Может показаться, что при таком подходе много времени теряется впустую, ведь вы всегда пишете плохой код, который потом требуется переписывать начисто. Но большая часть изменений представляет собой перемещение кода из одного.cpp -файла в другой, извлечение определений функций в.h -файлы или другие не менее простые действия. Определить, где что должно лежать - сложная задача, и решить её проще, когда код уже существует.
Готов поспорить, что больше времени тратится при противоположном подходе: пытаться заранее продумать архитектуру, которая будет делать всё, что вам понадобится. Две моих любимых статьи про опасности чрезмерной инженерии - The Vicious Circle of Generalization Томаша Дабровски и Don’t Let Architecture Astronauts Scare You Джоэла Спольски.
Я не говорю, что вы не должны решать проблемы на бумаге до того, как столкнётесь с ними в коде. Я также не утверждаю, что вам не следует заранее решить, какой функционал вам нужен. Например, я знал с самого начала, что хочу, чтобы движок загружал все ресурсы в фоновом потоке. Просто я не пытался спроектировать или реализовать этот функционал до тех пор, пока мой движок не начал загружать хоть какие-то ресурсы.
Итеративный подход дал мне куда более элегантную архитектуру, чем я мог бы вообразить, глядя на чистый лист бумаги. iOS-сборка моего движка сегодня на 100% состоит из оригинального кода, включая собственную математическую библиотеку, шаблоны контейнеров, систему рефлексии/сериализации, фреймворк рендеринга, физику и аудио микшер. У меня были причины писать каждый из этих модулей самостоятельно, но для вас это может быть необязательным. Вместо этого есть множество отличных библиотек с открытым исходным кодом и разрешительной лицензией, которые могут оказаться подходящими вашему движку. GLM , Bullet Physics и STB headers - лишь некоторые из интересных примеров.
Дважды подумайте, прежде чем слишком обобщать
Как программисты, мы стремимся избегать дублирования кода, и нам нравится, когда код следует единому стилю. Тем не менее, я думаю, что полезно не давать этим инстинктам управлять всеми решениями.
Время от времени нарушайте принцип DRY
Приведу пример: мой движок содержит несколько шаблонных классов умных указателей, близких по духу к std::shared_ptr . Каждый из них помогает избежать утечек памяти, выступая обёрткой вокруг сырого указателя.
- Owned<> для динамически выделяемых объектов, имеющих единственного владельца.
- Reference<> использует подсчёт ссылок чтобы позволить объекту иметь несколько владельцев.
- audio::AppOwned<> используется кодом за пределами аудио микшера. Это позволяет игровым системам владеть объектами, которые аудио микшер использует, такими как голос, который в данный момент воспроизводится.
- audio::AudioHandle<> использует систему подсчёта ссылок, внутреннюю для аудио микшера.
Может показаться, что некоторые из этих классов дублируют функциональность других, нарушая принцип DRY . В самом деле, в начале разработки я пытался повторно использовать существующий класс Reference<> как можно больше. Однако, я выяснил, что время жизни аудио-объекта подчиняется особым правилам: если объект закончил воспроизведение фрагмента, и игра не владеет указателем на этот объект, его можно сразу же поместить в очередь на удаление. Если игра захватила указатель, тогда аудио-объект не должен быть удалён. А если игра захватила указатель, но владелец указателя уничтожен до того, как воспроизведение закончилось, оно должно быть отменено. Вместо того чтобы усложнять Reference<> , я решил, что будет практичнее ввести отдельные классы шаблонов.
95% времени повторное использование существующего кода - верный путь. Но если оно начинает вас сковывать или вы обнаруживаете, что усложняете что-то, однажды бывшее простым, спросите себя: не должна ли эта часть кодовой базы в действительности быть разделена надвое.
Использовать разные соглашения о вызове - это нормально
Одна из вещей, которая мне не нравится в Java - то, что она заставляет вас определять каждую функцию внутри класса. По-моему, это бессмысленно. Это может придать вашему коду более единообразный вид, но также поощряет переусложнение и не поддерживает итеративный подход, описанный мной ранее.
В моём C++ движке некоторые функции принадлежат классами, а некоторые - нет. Например, каждый противник в игре - это класс, и бо́льшая часть поведения противника реализована в этом классе, как и следовало ожидать. С другой стороны, в моём движке выполняются вызовом sphereCast() , функции в пространстве имён physics . sphereCast() не принадлежит какому-либо классу - это просто часть модуля physics . У меня есть система сборки, которая управляет зависимостями между модулями, что сохраняет код достаточно (для меня) хорошо организованным. Заворачивание этой функции в произвольный класс никоим образом не улучшит организацию кода.
Как минимум, постарайтесь представить, насколько сложными будут ваши требования. Если вы делаете маленькую игру вроде Flappy Bird, с несколькими ассетами, вам скорее всего не придётся много думать о сериализации. Вероятно, вы можете загружать текстуры напрямую из PNG и этого будет достаточно. Если вам нужен компактный бинарный формат с обратной совместимостью, но вы не хотите разрабатывать свой - взгляните на сторонние библиотеки, такие как Cereal или Boost.Serialization . Не думаю, что Google Protocol Buffers идеально подходят для сериализации игровых ресурсов, но они всё равно стоят изучения.
Написание игрового движка - даже маленького - большое предприятие. Я мог бы сказать намного больше, но, если честно, самый полезный совет, который я могу придумать для статьи такой длины: работайте итеративно, слегка сопротивляйтесь тяге к обобщению кода, и помните, что сериализация - обширная тема, так что понадобится выбрать подходящую стратегию. Мой опыт показывает, что каждый из этих пунктов может стать камнем преткновения, если его игнорировать.
Я люблю сравнивать наблюдения по этой теме, так что мне очень интересно услышать мнение других разработчиков. Если вы писали движок, привел ли ваш опыт к тем же выводам? А если не писали или ещё только собираетесь, ваши мысли мне тоже интересны. Что вы считаете хорошим ресурсом для обучения? Какие аспекты ещё кажутся вам загадочными? Не стесняйтесь оставлять комментарии ниже или свяжитесь со мной
