mirror of
https://github.com/kuhyx/praca_magisterska.git
synced 2026-07-04 13:43:05 +02:00
213 lines
9.1 KiB
TeX
213 lines
9.1 KiB
TeX
\clearpage
|
|
\section{Charakterystyka współczesnych silników gier}
|
|
|
|
W tym rozdziale omówiono kryteria wyboru silników, charakterystyki Unity i Unreal oraz uzasadnienie wyboru do badań.
|
|
|
|
\subsection{Kryteria wyboru silników do analizy}
|
|
|
|
Rynek silników gier komputerowych oferuje szeroki wachlarz rozwiązań,
|
|
od prostych frameworków 2D po zaawansowane środowiska do tworzenia
|
|
fotorealistycznych produkcji AAA \cite{gregory2018game}.
|
|
W ramach niniejszej pracy zdecydowano
|
|
się na dogłębną analizę dwóch silników: \textbf{Unity}
|
|
oraz \textbf{Unreal Engine}. Wybór ten podyktowany był
|
|
kilkoma kluczowymi czynnikami:
|
|
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item \textbf{Dominacja rynkowa} -- według raportu Video Game Insights,
|
|
w~2024 roku 51\% gier wydanych na platformie Steam powstało w~Unity,
|
|
a 28\% w~Unreal Engine \cite{vgi2025engines}.
|
|
\item \textbf{Reprezentatywność podejść architektonicznych} --
|
|
silniki reprezentują odmienne filozofie: Unity opiera się na
|
|
języku C\# z~garbage collectorem, a~Unreal wykorzystuje C++
|
|
z~własnym systemem refleksji, makrami oraz garbage collectorem
|
|
dla obiektów UObject.
|
|
\item \textbf{Różnorodność zastosowań} -- Unity dominuje
|
|
w~segmencie gier mobilnych (71\% z~top 1000 gier mobilnych)
|
|
oraz wśród deweloperów indie, natomiast
|
|
Unreal generuje większe przychody w~produkcjach AAA
|
|
(31\% przychodów Steam w~2024 vs 26\% dla Unity)
|
|
\cite{vgi2025engines, g2gameengines}.
|
|
\item \textbf{Dostępność} -- oba silniki oferują darmowe wersje
|
|
dla małych zespołów i projektów edukacyjnych.
|
|
\item \textbf{Aktywna społeczność} -- Unity posiada ponad
|
|
5~milionów zarejestrowanych deweloperów \cite{g2gameengines}.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
\subsection{Unity}\label{subsec:unity}
|
|
|
|
\subsubsection{Wprowadzenie i historia}
|
|
|
|
Unity to wieloplatformowy silnik gier stworzony przez Unity
|
|
Technologies, którego pierwsza wersja została zaprezentowana
|
|
w czerwcu 2005 roku na konferencji Apple Worldwide Developers Conference
|
|
jako narzędzie dla systemu Mac OS X \cite{unity_wikipedia}.
|
|
Od tego czasu silnik przeszedł znaczącą ewolucję, stając się jednym
|
|
z najpopularniejszych rozwiązań do tworzenia gier na świecie.
|
|
|
|
Kluczowym momentem w historii Unity było wprowadzenie darmowej wersji
|
|
silnika, co znacząco obniżyło barierę wejścia dla początkujących
|
|
deweloperów i małych studiów \cite{unity_wikipedia}. Decyzja ta
|
|
przyczyniła się do wzrostu popularności silnika w segmencie gier
|
|
mobilnych oraz indie.
|
|
|
|
Unity wykorzystuje język programowania \textbf{C\#} działający
|
|
na platformie .NET/Mono, co zapewnia:
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Automatyczne zarządzanie pamięcią poprzez garbage collector.
|
|
\item Bezpieczeństwo typów i obsługę wyjątków.
|
|
\item Bogatą bibliotekę standardową.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
Architektura Unity opiera się na wzorcu \textit{GameObject-Component},
|
|
gdzie każdy obiekt w scenie (GameObject) może posiadać dowolną
|
|
liczbę komponentów definiujących jego zachowanie.
|
|
Podejście to promuje kompozycję nad dziedziczeniem i ułatwia
|
|
tworzenie modularnego kodu.
|
|
|
|
\subsubsection{Możliwości i funkcjonalności}
|
|
|
|
Unity oferuje kompleksowy zestaw narzędzi do tworzenia gier 2D i 3D:
|
|
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item \textbf{Rendering} -- wsparcie dla wielu pipeline'ów
|
|
renderowania: Built-in, Universal Render Pipeline (URP) dla platform
|
|
mobilnych oraz High Definition Render Pipeline (HDRP) dla wysokiej
|
|
jakości grafiki.
|
|
\item \textbf{Fizyka} -- integracja z silnikami PhysX (3D) i Box2D (2D).
|
|
\item \textbf{Animacja} -- system Mecanim z obsługą maszyn stanów
|
|
i blendingu animacji.
|
|
\item \textbf{Audio} -- wbudowany system dźwięku przestrzennego.
|
|
\item \textbf{UI} -- dwa systemy interfejsu użytkownika: uGUI oraz
|
|
nowoczesny UI Toolkit.
|
|
\item \textbf{Multiplayer} -- Netcode for GameObjects oraz
|
|
integracja z usługami sieciowymi.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
\subsubsection{Narzędzia deweloperskie}
|
|
|
|
Edytor Unity zapewnia interfejs graficzny z~następującymi
|
|
funkcjonalnościami \cite{unity_wikipedia}:
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Hierarchiczny widok sceny z możliwością edycji w czasie
|
|
rzeczywistym.
|
|
\item Inspektor właściwości z obsługą serializacji pól poprzez
|
|
atrybut \texttt{[SerializeField]}.
|
|
\item Wbudowany profiler wydajności (CPU, GPU, pamięć)
|
|
\cite{unity_profiler}.
|
|
\item Asset Store -- marketplace z gotowymi zasobami i
|
|
rozszerzeniami.
|
|
\item Obsługa hot reload -- możliwość edycji kodu podczas działania
|
|
gry.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
\subsection{Unreal Engine}\label{subsec:unreal}
|
|
|
|
\subsubsection{Wprowadzenie i historia}
|
|
|
|
Unreal Engine to silnik gier stworzony przez Epic Games,
|
|
którego historia sięga 1998 roku, kiedy to zadebiutował wraz z
|
|
grą \textit{Unreal} \cite{unreal_wikipedia}. Od początku silnik był projektowany z myślą o
|
|
tworzeniu gier pierwszoosobowych (FPS) o wysokiej jakości graficznej,
|
|
co nadal pozostaje jego mocną stroną \cite{unreal_wikipedia,unreal_docs}.
|
|
|
|
Przełomowym momentem było wydanie Unreal Engine 4 w 2014 roku na
|
|
licencji royalty-free (5\% od przychodów powyżej \$1 miliona), a
|
|
następnie Unreal Engine 5 w 2022 roku, wprowadzającym
|
|
technologie takie jak Nanite (wirtualizowana geometria) i Lumen
|
|
(globalne oświetlenie w czasie rzeczywistym) \cite{unreal_wikipedia,unreal_nanite,unreal_lumen}.
|
|
|
|
Unreal Engine wykorzystuje język programowania \textbf{C++} z
|
|
rozszerzeniami specyficznymi dla silnika (makra UE), co zapewnia:
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Maksymalną wydajność dzięki kompilacji do kodu natywnego.
|
|
\item Pełną kontrolę nad zarządzaniem pamięcią.
|
|
\item Strome krzywe uczenia, szczególnie dla programistów bez doświadczenia w C++.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
Dodatkowo Unreal oferuje system \textbf{Blueprints} --
|
|
wizualny język skryptowy pozwalający na tworzenie logiki gry
|
|
bez pisania kodu \cite{unreal_docs}. Szczególnie przydatne dla
|
|
designerów i artystów, choć dla złożonych systemów mogą
|
|
być mniej wydajne niż natywny C++.
|
|
|
|
\subsubsection{Możliwości i funkcjonalności}
|
|
|
|
Unreal Engine wyróżnia się zaawansowanymi możliwościami graficznymi:
|
|
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item \textbf{Rendering} -- fotorealistyczna grafika z obsługą ray tracingu, Nanite i Lumen.
|
|
\item \textbf{Fizyka} -- silnik Chaos Physics z obsługą destrukcji i symulacji ciał miękkich.
|
|
\item \textbf{Animacja} -- Control Rig, Animation Blueprints, IK Retargeting.
|
|
\item \textbf{Landscape} -- zaawansowane narzędzia do tworzenia dużych terenów.
|
|
\item \textbf{Niagara} -- system efektów cząsteczkowych nowej generacji.
|
|
\item \textbf{Sequencer} -- narzędzie do tworzenia cinematików i cutscen.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
\subsubsection{Narzędzia deweloperskie}
|
|
|
|
Unreal Editor oferuje rozbudowane środowisko deweloperskie~\cite{unreal_docs}:
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Edytor poziomów z obsługą streamingu i Level of Detail (LOD).
|
|
\item Blueprint Visual Scripting -- programowanie wizualne.
|
|
\item Material Editor -- węzłowy edytor materiałów.
|
|
\item Wbudowany profiler z analizą GPU/CPU i pamięci.
|
|
\item Marketplace -- sklep z zasobami i pluginami.
|
|
\item Dostęp do kodu źródłowego silnika.
|
|
\item Live Coding -- eksperymentalne wsparcie dla hot reload w C++.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
\textbf{Porównanie architektoniczne}
|
|
\begin{table}[H]
|
|
\centering
|
|
\caption{Porównanie kluczowych cech Unity i Unreal Engine}
|
|
\label{tab:unity-vs-unreal}
|
|
\small
|
|
\begin{tabular}{|l|l|l|}
|
|
\hline
|
|
\textbf{Cecha} & \textbf{Unity} & \textbf{Unreal} \\
|
|
\hline
|
|
Język & C\# & C++ \\
|
|
\hline
|
|
Pamięć & Automatyczne (GC) & Ręczne (smart pointers) \\
|
|
\hline
|
|
Architektura & GameObject Component & Actor Component \\
|
|
\hline
|
|
2D & Natywne & Ograniczone \\
|
|
\hline
|
|
Kod źródłowy & Częściowy & Pełny \\
|
|
\hline
|
|
Główne zastosowania & Mobile, indie, 2D & AAA, FPS, 3D \\
|
|
\hline
|
|
\end{tabular}
|
|
\end{table}
|
|
|
|
\textbf{Uzasadnienie wyboru do badań}
|
|
Wybór Unity i Unreal Engine jako przedmiotu porównania pozwala na
|
|
analizę dwóch fundamentalnie różnych podejść do tworzenia gier:
|
|
|
|
Motywacja wyboru: Unity i Unreal Engine pozostają dwoma najpopularniejszymi silnikami
|
|
używanymi w większości nowoczesnych produkcji --- zarówno w segmencie indie, jak i w
|
|
grach AAA --- co czyni ich porównanie reprezentatywnym dla współczesnego rynku gier
|
|
\cite{vgi2025engines,g2gameengines}.
|
|
|
|
Wybór Unity i Unreal Engine jako przedmiotu porównania pozwala na
|
|
analizę dwóch fundamentalnie różnych podejść do tworzenia gier:
|
|
|
|
\begin{enumerate}
|
|
\item \textbf{Produktywność vs wydajność} -- C\# w Unity oferuje
|
|
szybszy rozwój kosztem pewnego narzutu wydajnościowego, podczas
|
|
gdy C++ w Unreal wymaga więcej pracy, ale zapewnia maksymalną
|
|
kontrolę.
|
|
\item \textbf{Dostępność vs specjalizacja} -- Unity celuje w
|
|
szeroki rynek z niskim progiem wejścia, Unreal koncentruje się
|
|
na produkcjach premium.
|
|
\item \textbf{Elastyczność vs integracja} -- Unity pozwala
|
|
na większą swobodę w doborze zewnętrznych narzędzi, Unreal
|
|
oferuje bardziej zintegrowane rozwiązania.
|
|
\end{enumerate}
|
|
|
|
Analiza tych dwóch silników dostarcza kompleksowego obrazu
|
|
współczesnego stanu technologii do tworzenia gier i~pozwala na
|
|
sformułowanie praktycznych rekomendacji dla deweloperów.
|