Βιντεοπαιχνίδια: Βιομηχανία και Ανάπτυξη Ανάπτυξη βιντεοπαιχνιδιών III Κώστας Αναγνώστου Τμήμα Πληροφορικής Ιόνιο Πανεπιστήμιο

Τι θα δούμε σήμερα Μηχανές παιχνιδιών (game engines) Διαχείριση περιεχομένου (content management)

Τεχνολογίες ανάπτυξης videogames

Τεχνολογίες βιντεοπαιχνιδιών Μια σημαντική απόφαση που πρέπει να παρθεί πριν την ανάπτυξη του βιντεοπαιχνιδιού είναι ποια μηχανή παιχνιδιού (game engine) θα χρησιμοποιηθεί Μηχανή παιχνιδιού (Game engine) ονομάζεται η εφαρμογή που αναλαμβάνει να διεκπεραιώσει την τεχνική υλοποίηση ενός παιχνιδιού Καλύπτει τεχνικές πλευρές όπως απεικόνιση, κίνηση και συγκρούσεις μοντέλων, επικοινωνία μέσω δικτύου, αναπαραγωγή ήχου κλπ Επιτρέπει στην ομάδα ανάπτυξης να επικεντρωθεί στο περιεχόμενο και στο gameplay Rendering

Τεχνολογίες βιντεοπαιχνιδιών Διαχείριση περιεχομένου Τεχνητή Νοημοσύνη Gameplay Παιχνίδι Απεικόνιση Δίκτυο I/O Ήχος Συγκρούσεις Κίνηση Game Engine

Μηχανή παιχνιδιού Όσον αφορά την μηχανή παιχνιδιού έχουμε 3 επιλογές: Να αγοράσουμε μία Να φτιάξουμε μια Να επαναχρησιμοποιήσουμε μια Rendering Networking Input/Output

Αγορά μηχανής παιχνιδιού Η αγορά μιας μηχανής παιχνιδιού είναι πολύ δημοφιλής επιλογής για τα νέας γενιάς παιχνίδια Πλεονεκτήματα: Είναι φθηνότερο από το να αναπτύξεις μια εξαρχής Μεγάλη ελευθερία να επικεντρωθείς στο περιεχόμενο του παιχνιδιού Απαιτεί μικρότερη ομάδα προγραμματισμού Η μηχανή δεν χρειάζεται υποστήριξη/λιγότερα σφάλματα Είναι ευκολότερο να εκδόσεις ένα παιχνίδι σε περισσότερες από μια πλατφόρμες Προσφέρουν έτοιμη διαχείριση περιεχομένου (asset/art pipeline) Έτοιμα εργαλεία για την σχεδίαση του κόσμου Input/Output

Αγορά μηχανής παιχνιδιού Η αγορά μιας μηχανής παιχνιδιού είναι πολύ δημοφιλής επιλογής για τα νέας γενιάς παιχνίδια Μειονεκτήματα: Ίσως να μην καλύπτει τις ανάγκες/να μην ταιριάζει στο είδος του παιχνιδιού Δεν είναι δυνατόν να αλλάξεις/βελτιώσεις την τεχνολογία της Δεν εξελίσσεται τόσο γρήγορα Οπτικά το παιχνίδι σου ίσως μοιάζει με άλλα που χρησιμοποιούν την ίδια μηχανή Networking Input/Output

Έτοιμες μηχανές παιχνιδιού BigWorld Βελτιστοποιημένη για ΜΜΟGs Υποστηρίζει Linux, Windows, 360, PS3, κινητά τηλέφωνα House of flying daggers (t2cn), Stargate worlds (cheyenne mountain) Networking Input/Output

Έτοιμες μηχανές παιχνιδιού CryEngine 2 Ρεαλιστική απεικόνιση και εφέ Υποστηρίζει Windows (360, PS3 υπό ανάπτυξη) Crysis, Entropia universe (mindark), Merchants Of Brooklyn (paleo), The day (reloaded), Blue mars (avatar reality) Networking Input/Output

Έτοιμες μηχανές παιχνιδιού GameBryo Από τις παλαιότερες έτοιμες μηχανές παιχνιδιού σε κυκλοφορία (1990) Υποστηρίζει Windows, 360, PS3, Wii CIVILIZATION IV (Firaxis), DARK AGES OF CAMELOT (EA Mythic), THE ELDER SCROLLS IV: OBLIVION (Bethesda), ZOO TYCOON 2 (Blue Fang), FALLOUT 3 (Bethesda), WARHAMMER ONLINE (EA Mythic) Networking Input/Output

Έτοιμες μηχανές παιχνιδιού Unreal Engine 3 Η ποιο δημοφιλής μηχανή (~76 παιχνίδια υπό ανάπτυξη και σε κυκλοφορία) Υποστηρίζει Windows, 360, PS3 ARMY OF TWO (EA), BIOSHOCK (2K Boston), GEARS OF WARS 1&2(Epic), LINEAGE II (NCsoft), MASS EFFECT (BioWare), UNREAL TOURNAMENT3 (Epic), ALL POINTS BULLETIN (RealTime Worlds), BROTHERS IN ARMS 3 (Gearbox), StrangleHold Networking Input/Output

Έτοιμες μηχανές παιχνιδιού Torque Μηχανή με μικρό κόστος, ειδικά για μικρότερες παραγωγές Υποστηρίζει Windows, 360 (XNA Game Studio) CURSE OF THE PHARAOH (Ph03nix), CYCLOMITE (Wideload), MARBLE BLAST ULTRA (GarageGames), THINK TANKS (BraveTree), WILDLIFE TYCOON (Pocket Watch), PENNY ARCADE ADVENTURES (Hothead), LEGIONS (GarageGames), METAL DRIFT (Black Jacket), Networking Input/Output

Έτοιμες μηχανές παιχνιδιού Source Μηχανή με μεγάλες δυνατότητες σε ρεαλιστική απεικόνιση Υποστηρίζει Windows, 360 COUNTER-STRIKE: SOURCE (Valve), DARK MESSIAH OF MIGHT AND MAGIC (Arkane), HALF LIFE 2 (Valve), PORTAL (Valve), TEAM FORTRESS 2 (Valve), LEFT 4 DEAD (Turtle Rock Studios), MABINOGI HEROES (Nexon), POSTAL III (Akella), SALVATION (Black Wing), THE CROSSING (Arkane) Networking Input/Output

Έτοιμες μηχανές παιχνιδιού Μια μηχανή παιχνιδιού δεν είναι απαραίτητο να υλοποιεί όλες τις λειτουργίες που χρειάζεται ένα παιχνίδι Υπάρχουν στο εμπόριο έτοιμα τμήματα μηχανής (components) που αναλαμβάνουν να υλοποιήσουν ορισμένα χαρακτηριστικά και μόνο Havok, για ανίχνευση συγκρούσεων, κίνηση μοντέλων κλπ ΑΙ implant για τεχνητή νοημοσύνη στους χαρακτήρες Euphoria για δυναμική (procedural) κίνηση χαρακτήρων Networking Input/Output

Κατασκευή μηχανής παιχνιδιού Μερικές εταιρίες επιλέγουν να αναπτύξουν την δική τους μηχανή παιχνιδιού Πλεονεκτήματα: Η εταιρία της ανήκει η τεχνολογία, μπορεί να την αλλάξει σύμφωνα με τις ανάγκες της Μπορεί να δημιουργήσει μοναδικό οπτικό στυλ Αν είναι ανταγωνιστική, μπορεί να την πουλήσει και σε άλλες εταιρίες Rendering Networking Input/Output

Κατασκευή μηχανής παιχνιδιού Μερικές εταιρίες επιλέγουν να αναπτύξουν την δική τους μηχανή παιχνιδιού Μειονεκτήματα: Απαιτεί εξειδικευμένη προγραμματιστική ομάδα και μεγάλη κατανόηση της πλατφόρμας Απαιτεί ανάπτυξη και υποστήριξη, ακριβή λύση Μεγάλο μέρος του χρόνου παραγωγής θα δαπανηθεί στην ανάπτυξη της μηχανής Δεν είναι εύκολο να υποστηριχθούν πολλές πλατφόρμες Οι εκδότες το βλέπουν σαν επένδυση υψηλού ρίσκου και αποφεύγουν την χρηματοδότηση Networking Input/Output

Επαναχρησιμοποίηση μηχανής Μερικές εταιρίες χρησιμοποιούν μηχανή από προηγούμενα παιχνίδια Πλεονεκτήματα: Η μηχανή ανήκει στην εταιρία μπορεί να την βελτιώσει ανάλογα με τις ανάγκες του παιχνιδιού Γρήγορη λύση, το μεγαλύτερο μέρος της μηχανής είναι ήδη έτοιμο Η ομάδα κατέχει ήδη τεχνογνωσία για την μηχανή (και την πλατφόρμα) Έχει νόημα για συνέχειες παιχνιδιών (Pro evolution soccer, episodic gaming) Rendering Networking Input/Output

Επαναχρησιμοποίηση μηχανής Μερικές εταιρίες χρησιμοποιούν μηχανή από προηγούμενα παιχνίδια Μειονεκτήματα: Επίσης χρειάζεται εξειδικευμένη ομάδα για την βελτίωση, υποστήριξη και συντήρηση της Ίσως να μην ταιριάζει στο επόμενο παιχνίδι (αλλαγή είδους, πλατφόρμας κλπ) Rendering Networking Input/Output

Αγορά, κατασκευή ή επαναχρησιμοποίηση μηχανής; Συνολικά, ιδίως για μια μεγάλη παραγωγή, είναι περισσότερο συμφέρουσα η αγορά μιας έτοιμης μηχανής Οι κονσόλες και το PC έχουν γίνει πανίσχυρα, αλλά είναι και πολύ δυσκολότερο να αναπτύξεις βέλτιστο κώδικα για αυτά Μεγάλος ανταγωνισμός, πρέπει να μειωθεί το κόστος και το ρίσκο Μικρότερες ομάδες προγραμματισμού Μικρότερο κόστος για debugging και υποστήριξη Η έτοιμη μηχανή κάνει την ανάπτυξη περισσότερο προβλέψιμη και τα χρονοδιαγράμματα να τηρούνται καλύτερα Η τυποποίηση και η μείωση του κόστους ανάπτυξης βοηθά στην επικέντρωση στο περιεχόμενο και τον πειραματισμό Αυτό στο μέλλον θα κάνει τα βιντεοπαιχνίδια ένα πραγματικό μέσο έκφρασης και τέχνης όπως και ο κινηματογράφος Input/Output

Case study: η μηχανή παιχνιδιού της Rare διαφορετικό παιχνίδι τη φορά Κάθε ομάδα ανέπτυσσε την δική της τεχνολογία Κάθε χρονική στιγμή, 3-4 μηχανές γραφικών υπήρχαν ταυτόχρονα στην εταιρία Η Microsoft απαίτησε να χρησιμοποιηθεί τεχνολογία από όλες τις μηχανές για να παραχθεί μια κοινή Τα Kameo, Perfect Dark Zero και Forza 2 τρέχουν όλα με την ίδια μηχανή γραφικών και τεχνολογία την οποία προσαρμόζουν ανάλογα με το παιχνίδι Networking

Διαχείριση περιεχομένου

Η σημασία του περιεχομένου Από το 1994 που βγήκαν στην αγορά οι επιταχυντές 3διάστατων γραφικών οι κόσμοι των παιχνιδιών γίνονται ολοένα και μεγαλύτεροι Η επεξεργαστική ισχύς συνεχώς αυξάνει Η μνήμη της κονσόλας αυξάνει Ολοένα και μεγαλύτερα μέσα αποθήκευσης (CD, DVD, BluRay) Οι εκδότες θέλουν ολοένα και πιο εντυπωσιακά γραφικά Rendering Networking Input/Output

Η σημασία του περιεχομένου Αυτό έχει μεταφέρει την ευθύνη για την ανάπτυξη από τους προγραμματιστές στους καλλιτέχνες/σχεδιαστές Το περιεχόμενο του παιχνιδιού είναι το πιο σημαντικό του στοιχείο Ο προγραμματιστής θα φτιάξει έναν έξυπνο αλγόριθμο για αύξηση λεπτομέρειας επιφάνειας, ή καλύτερο φωτισμό Στην συνέχεια όμως χρειάζονται πολλοί καλλιτέχνες για να τον χρησιμοποιήσουν στα πάρα πολλά μοντέλα του παιχνιδιού Rendering Networking Input/Output

Η σημασία του περιεχομένου Rendering Networking Input/Output

Η σημασία του περιεχομένου Στα παιχνίδια τελευταίας γενιάς, το σημαντικότερο συστατικό μιας μηχανής παιχνιδιού είναι το πόσο γρήγορα και εύκολα επιτρέπει τη μεταφορά του περιεχομένου από το σχεδιαστικό εργαλείο στο παιχνίδι Το λεγόμενο art (ή asset) pipeline Με το όρο περιεχόμενο (asset) εννοούμε οτιδήποτε βλέπουμε και ακούμε στο παιχνίδι Τριδιάστατο μοντέλο, κίνηση, ήχος, κείμενο, εφέ κλπ Ο κάθε καλλιτέχνης φτιάχνει το αντίστοιχο περιεχόμενο σε κάποιο εργαλείο (Maya, Zbrush, Photoshop, Word κλπ) Η διαδρομή από το εργαλείο στο παιχνίδι είναι το asset pipeline Rendering Networking Input/Output

Η σημασία του περιεχομένου Τα αρχεία των σχεδιαστικών εργαλείων του εμπορίου δεν είναι βελτιστοποιημένα για παιχνίδια Ένα αρχείο της Maya μπορεί να περιέχει πολλή άχρηστη πληροφορία, παλαιότερες εκδόσεις του μοντέλου, υλικά που δεν χρησιμοποιούνται, δυναμική/μη συμπαγής αναπαράσταση του μοντέλου Δεν έχουν γνώση των ιδιαίτερων απαιτήσεων μιας πλατφόρμας παιχνιδιού (μέγεθος μνήμης, cache κλπ) Οι μηχανές παιχνιδιού χρησιμοποιούν συνήθως την δική τους, βελτιστοποιημένη αναπαράσταση του περιεχομένου που στοχεύει ειδικά την πλατφόρμα παιχνιδιού Αυτή η μετατροπή είναι σύνθετη και συνήθως χρονοβόρα Networking Input/Output

Διαχείριση περιεχομένου Παιχνίδι Exporter Μετατροπή και βελτιστοποίηση περιεχομένου Game Engine

Διαχείριση περιεχομένου Το πόσο αποδοτική είναι η διαχείριση περιεχομένου καθορίζει την επιτυχία του παιχνιδιού (στην ολοκλήρωση του) Πρέπει να υποστηρίζει γρήγορη μετατροπή Πρέπει να υποστηρίζει γρήγορη διόρθωση Οι αλλαγές στο περιεχόμενο πρέπει να καταγράφονται Πρέπει να υποστηρίζει κοινά format αρχείων (mb, jpg, xml) Πρέπει να είναι ανθεκτική (και ανεκτική) σε σφάλματα στο περιεχόμενο Πρέπει να είναι βελτιστοποιημένη για μια συγκεκριμένη πλατφόρμα

Διαχείριση περιεχομένου

Διαχείριση περιεχομένου Πρέπει να λάβουμε υπόψη μας: Κριτήριο επιλογής μιας έτοιμης μηχανής παιχνιδιού είναι το πόσο καλή διαχείριση περιεχομένου και πόσο καλά εργαλεία παρέχει για το σκοπό αυτό Η Unreal Engine είναι η πιο δημοφιλής μηχανή για αυτό ακριβώς το λόγο Αν μια εταιρία αποφασίσει να φτιάξει δική της μηχανή παιχνιδιού πρέπει επίσης να φτιάξει και όλη την υποδομή για την διαχείριση του περιεχομένου Αυτό είναι δυσκολότερο από το να φτιάξει καλά γραφικά και εφέ στο παιχνίδι! Networking Input/Output

Βασικό αξίωμα art pipeline Το περιεχόμενο όπως το φτιάχνει και το βλέπει ο καλλιτέχνης στο ειδικό εργαλείο δεν είναι ποτέ όπως φαίνεται πραγματικά στο παιχνίδι Το εργαλείο (πχ Maya) υποστηρίζει στοιχεία που πιθανώς να μην υποστηρίζει η μηχανή (πχ κάποιο σύνθετο μοντέλο φωτισμού ή υλικό) Η μηχανή πιθανώς να υποστηρίζει στοιχεία που να μην υποστηρίζει το εργαλείο (πχ γρασίδι και την παραμετροποίηση του) Πρέπει να παράσχουμε στο καλλιτέχνη το τρόπο να μπορεί γρήγορα να δει τα μοντέλα στην κονσόλα όπως πραγματικά θα είναι και να διορθώσει ατέλειες Networking Input/Output

Επαναληπτική ανάπτυξη Modelviewer Exporter Game Engine

Scripting Η χρήση scripting languages τα τελευταία χρόνια στα παιχνίδια γίνεται ολοένα και πιο κοινή Με τη χρήση μιας γλώσσας scripting μπορούμε να μεταφέρουμε την υλοποίηση της συμπεριφοράς του παιχνιδιού στο καλλιτέχνη/σχεδιαστή ή ακόμα και στο παίκτη Τεχνητή νοημοσύνη, κίνηση, κείμενο, εφέ, trigger events μπορούν να καθοριστούν με scripts Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε υψηλού επιπέδου γλώσσες όπως Python, Lua, GameMonkey, ή να φτιάξουμε μια εξειδικευμένη για το παιχνίδι Η χρήση scripting επιτρέπει μεγάλη παραμετροποίηση του παιχνιδιού χωρίς ανάγκη για recompile Ένα script θεωρείται περιεχόμενο του παιχνιδιού και περνά μέσα από το asset pipeline Rendering Networking Input/Output

Δίνοντας τον έλεγχο στο καλλιτέχνη Ο καλλιτέχνης είναι ο καλύτερος σας φίλος Τα παιχνίδια τελευταίας γενιάς χαρακτηρίζονται από τις τεράστιες απαιτήσεις για περιεχόμενο Κάθε εξελιγμένο χαρακτηριστικό της μηχανής γραφικών που δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει ο καλλιτέχνης πηγαίνει χαμένο Παρέχοντας στο καλλιτέχνη ένα γρήγορο κύκλο απεικόνισης-βελτίωσης του περιεχομένου θα κάνει την ανάπτυξη πολύ γρηγορότερη Τα εργαλεία πρέπει να είναι εύχρηστα για τον καλλιτέχνη, και η γραμμή παραγωγής καλά καθορισμένη Τα παιχνίδια δεν είναι ταινίες, υπάρχουν περιορισμοί λόγω της πλατφόρμας/μηχανής παιχνιδιού Οι περιορισμοί πρέπει να γίνονται γνωστοί στο καλλιτέχνη για να γνωρίζει τα πλαίσια μέσα στα οποία θα δουλέψει Rendering Networking

Case Study: Διαχείριση περιεχομένου στη Rare βελτιστοποιεί την διαχείριση περιεχομένου Η καλλιτέχνες χρησιμοποιούν Maya, 3D Studio και Zbrush για την δημιουργία των τριδιάστατων μοντέλων Τα αρχεία της Maya μπορεί να περιέχουν ένα τριδιάστατο μοντέλο (ή και περισσότερα) ή μια κίνηση (animation) Ειδικό πρόγραμμα (exporter) μετατρέπει το αρχείο Maya σε ένα εξειδικευμένο format (rmodel) κρατώντας μόνο ότι μπορεί να αξιοποιηθεί από την μηχανή του παιχνιδιού Το rmodel αρχείο μετατρέπεται σε περιεχόμενο παιχνιδιού (game asset) με υλικά, υφές, και πολύγωνα Κατά την μετατροπή γίνονται επιπλέον βελτιστοποιήσεις, συμπίεση και αλλαγή byte-order (endianess) για τον επεξεργαστή του Xbox360 Input/Output

Case Study: Διαχείριση περιεχομένου στη Rare Διευκολύνοντας τη δουλειά του καλλιτέχνη Η Rare αναπτύσσει ένα πλήθος από επεκτάσεις (plugin) των εργαλείων του καλλιτέχνη που κάνουν την δουλειά του ευκολότερη Έχει ένα προγραμματιστή ειδικά για Maya plugins! Παρέχει εξειδικευμένο viewer για να βλέπει ο καλλιτέχνης τα μοντέλα που δημιουργεί όπως θα είναι στο παιχνίδι Ο viewer (ModelViewer) έχει άμεση επικοινωνία με το εργαλείο δημιουργίας των μοντέλων (Maya) για άμεση παραμετροποίηση Ειδικό εργαλείο για διαχείριση περιεχομένου (Librarian) που διατηρεί βάση δεδομένων με όλο το περιεχόμενο του παιχνιδιού, καταγραφή αλλαγών και αυτόματη μετατροπή Networking Input/Output

Ερωτήσεις;