Introdução às Game Engines

Engines I

Graduação Tecnológica em Jogos DigitaisUniversidade FUMEC

Jerry Medeiros

• Conjunto de ferramentas que dão suporte à criação de jogos.

• É um software com diversos módulos que permitem o desenvolvimento de jogos de diversos gêneros e para muitas plataformas.

O que é?

• Renderização 2D e 3D;• Detecção de Colisões ;• Scripts ;• Audio e Video;• Animação; • Shaders e Iluminação; • Redes; • Física ;• Inteligência Artificial;• Edição de Nível.

Funções Principais das Games Engines

Define dentro da engine de renderização onde serão posicionados os objetos tanto fisicamente quanto logicamente.

Árvore: Hierárquico Grafo: Não Hierárquico

Grafo de Cena :

• Raiz; • Nós; • Relação de parentesco.

Organização de Um Grafo de cena:

• Três tipos básicos de nós :• Forma • Propriedade • Grupo

• Todos possuem atributos; • Alguns controlam outros nós.

Organização de Um Grafo de Cena:

Define uma entidade geométrica 3D :• Ponto • Vetor • Polígono • Primitiva • Esfera • Cone • Cilindro • Caixa • Curvas e superfícies (NURBS)

Grafo de Cena : Forma/Geometria

• Cor (material e fonte de luz); • Material (componentes de reflexão); • Brilho ;• Transparência; • Texturas; • Transformações; • Escala; • Rotação; • Translação.

Grafo de Cena : Propriedades

O pipeline gráfico é um conjunto de etapas realizadas pelo hardware para renderizar uma imagem, a partir dos parâmetros do grafo da cena.

Pipeline Gráfico

Malha de Polígonos

Transformação dos Dados

Eliminação dos objetos fora do

volume de visão

Rasterização Imagem Renderizada

Culling é o processo de eliminação de dados que não contribuem para a imagem final.

Culling

• No nível do polígono;• Implementado no hardware;• Diminui a complexidade do grafo pela

metade.

Backface Culling

• Elimina objetos inteiros; • Comparação entre dimensões do objeto e do

frustrum.

Frustrum Culling

• Objetos totalmente incluídos no frustrum entram no pipeline gráfico;

• Objetos parcialmente incluídos no frustrum podem sair do pipeline, entrar completamente ou entrar parcialmente;

• Objetos totalmente exluídos do frustrum são eliminados do pipeline.

Frustrum Culling

Objetos encobertos por outros são eliminados do pipeline.

Occlusion Culling

A técnica de LOD é utilizada como uma otimização para a renderização. Em projeções em perspectiva, quanto maior é a distância de um objeto em relação ao observador, menor é o seu Tamanho.

LOD - Level Of Detail

Cada filho do nó representa o mesmo objeto em resoluções diferentes.

LOD – Level Of Detail

Engine de Renderização:

A engine de renderização geralmente é construída sobre openGL ou DirectX e gera imagens em tempo real a partir dos assets controladas pelo grafo da cena, interagindo diretamente com a GPU.

Componentes

Colisões

• A Detecção de colisões é geralmente calculada com base na interseção de dois sólidos;

• Planos; • Esferas; • Tubos ;• Poligonos;

• São gerados eventos em resposta às colisões.

Componentes

Scripts

• As Engines de script geralmente usam linguagens interpretadas (Python, Javascript...);

• As linguagens interpretadas permitem que o código escrito pelo desenvolvedor do jogo não dependa do código fonte da engine.

Componentes

Animações

• Engines de Animação gerenciam as animações dos objetos no grafo da cena.

• Podem ser variações de rotação, posição e escala ou animações mais complexas tais quais as que utilizam esqueletos.

Componentes

Shading

•A Engine de Sombreamento e Iluminação calcula as sombras e os shaders, que são aplicados pela engine de renderização nos objetos do grafo da cena.

Componentes

Rede

• A Engine de Redes gerencia a comunicação entre computadores, seja ela Peer to Peer, Cliente-Servidor ou Distribuída.

Componentes

Física

• A Engine de física é responsável por tratar o comportamento de objetos com base em colisões.

• Simula e prever a dinâmica de modelos físicos, corpos rígidos, flexíves e flúidos.

Componentes

Os níveis de uma game engine influenciam diretamente no custo:

• Engines de MMO;• Engines Top de Linha;• Engines "Na média”;• Engines Casuais;• Engines OpenSource.

Como escolher uma engine

•Crie o Game Design Document;•Esboçe um Documento Técnico;•Crie o Projeto de Desenvolvimento do Jogo;

Aí sim, escolha a engine!!!!


• Custo ;• Relevância para a plataforma, gênero,

design;• Suporte ;• Funcionalidades;• Ferramentas;• Flexibilidade.

Questões a se considerar

• Plataformas - MMO, PC standalone, console, dispositivos

móveis, web

• Gênero- Procure por jogos similares e pesquise em

qual engines foram desenvolvidos

• Design- O que é mais importante? Gráficos,

interações, física ?


Suporte

• Documentação; • Suporte ao trabalho em equipe;• Exemplos e tutoriais.


Funcionalidades

• Systema Multithread;• Pipeline de renderização;• Sistema de Animação;• Detecção de Colisões;• Sistema de Streaming de áudio e vídeo;• Suporte a Rede.


• BigWorld Technology Suite;• Simutronics' HeroEngine;• Sun's Project Darkstar.

Engines MMO

• Epic's Unreal Engine 3;• Crytek's CryEngine 3;• Digital Extremes' Evolution Engine;• id's idTech 4/5/6;• Valve's Source.

Engines Top de Linha

• Unity Technologies Unity;• Garage Games's Torque;• PushButton Engine (Para Flash);• jMonkey Engine (Java).

Engines Casuais e Web

• Emergent's GameBryo• Terminal Reality's Infernal Engine• Blitz Games' BlitzTech• Trinigy's Vision Engine• Vicious Cycle's Vicious Engine

Engines “Na média”

• Irrlicht;• Ogre3D;• Panda3D.

Engines OpenSource

• Existem MUITAS engines

• Planeje o que fazer antes de decidir em que engine fazer

• Cada engine tem características únicas:• Analise o jogo;• fale com outros usuários;• baixe exemplos.


As engines são um meio, e não o fim.