Особливості Unity у створенні віртуального робочого середовища

Мало хто в наш час безпосередньо використовує низькорівневі API для розробки в порівняно швидкі терміни многопользовательского проекту . В основному , виробники беруть на озброєння готові ігрові движки ( Game Engine ) , які вже включають в себе движок рендеринга , фізичний движок , звук , систему скриптів , анімацію , штучний інтелект , мережевий код , а також управління пам'яттю і багатопоточність . На крайній випадок , розробивши і протестувавши ігровий движок один раз , компанія може заощадити чималі кошти і час , повторно використовуючи свій продукт як основу для багатьох ігрових проектів .

Більшість ігрових движків містить в собі інтегровану середовище розробки , що дозволять тестувати скрипти і всі ігрові дії в буквальному сенсі « на льоту» .

Для нашої віртуальної робочого середовища ми вирішили використовувати Unity - мульти платформенний інструмент для розробки тривимірних додатків, що працюють зокрема під операційною системою Windows.d - це потужний мультиплатформенний інструмент для розробки та програмування інтерактивних браузерних і настільних додатків з дво-і тривимірною графікою , оброблюваної в реальному часі.

Проект Unity3d заснований в 2005 році в Данії компанією Unity Technologies , має штаб -квартиру в San Francisco та робочі групи в Копенгагені , Лондоні , Стокгольмі , Вільнюсі , Сеулі , Токіо .

Всі версії проекту Unity3d містять інтегрований редактор проектів , підтримують імпорт графічних і неграфічних ресурсів (моделей , у тому числі анімованих , текстур , скриптів і т. д.) , містять вбудовані ландшафти , шейдерну систему, що поєднує простоту використання , гнучкість і продуктивність.

20:33:29

Програмування графіки в Unity3d здійснюється засобами JavaScript , Boo ( діалект Phyton ) і C # на основі. NET ; реалізована робота з мережею , використовується фізичний движок Ageia PhysX , змішування 3D-графіки реального часу з потоковим аудіо і відео. Сервер ресурсів Unity забезпечує контроль версій в Unity.d підтримує широкий діапазон платформ: Windows (XP / Vista / W7 ) , MacOs X , iPhone , iPod , iPad , Xperia PLAY , PS3 , Flash 3D player .

У 2013р. проект Unity дійшов до фінальної стадії версія Unity 4.1 , в якій список підтримуваних платформ розширився до iOS , Android , Wii , XBox 360 , PlayStation 3 , Linux. Підтримувані браузери: IE , FireFox , Chrome , Opera , Safari.

Розробниками випускаються дві версії програмного продукту: звичайна версія і платна версія Unity3d Pro . Перша відрізняється обмеженим функціоналом , друга дозволяє здійснити всі етапи графічного конвеєра , включаючи рендер в текстуру , ефекти пост- процесу , видалення з процесу рендеринга невидимих ​​вершин і полігонів.

Інструментарій Unity3d побудований на використанні для розробки інтерактивних додатків з дво-і тривимірною графікою , оброблюваної в реальному часі , концепції ігрового движка ( Game Engine ) .

Незважаючи на специфічність назви , ігрові движки широко використовуються в інших типах інтерактивних додатків, що використовують 3D-графіку в реальному часі , таких , як демонстраційні рекламні ролики , архітектурні візуалізації , навчальні симулятори і середовища моделювання.

Ігровий движок ( Game Engine ) - це центральний програмний компонент інтерактивних програм з тривимірною графікою , оброблюваної в реальному часі , в тому числі комп'ютерних та відеоігор. Він забезпечує основні технології моделювання і 3D- візуалізації , спрощує процес розробки проектів , забезпечує можливість їх запуску на декількох платформах , таких як ігрові консолі та настільні операційні системи , наприклад , GNU / Linux , Mac OS X і Microsoft Windows.

Ігровий движок забезпечує основну функціональність пакету Unity3d . Він включає в себе багато разів використовувані програмні компоненти : графічний движок ( « визуализатор » ), фізичний движок , звуковий движок , систему скриптів , анімацію , штучний інтелект , мережевий код , управління пам'яттю і багатопоточність .

На додаток до багаторазово використовуваним програмним компонентам , ігрові движки , як правило , надають набір візуальних інструментів для розробки проектів. Ці інструменти зазвичай складають інтегровану середу для спрощеної , швидкої розробки інтерактивних додатків на манер потокового виробництва , надаючи гнучку і багаторазово використовувану програмну платформу з усією необхідною функціональністю для розробки додатку , скорочуючи витрати , складність і час розробки.

Часто ігрові движки мають компонентну архітектуру, що дозволяє замінювати або розширювати деякі підсистеми движка більш спеціалізованими (і часто більш дорогими ) компонентами , наприклад , для симуляції фізичної природи взаємодії ( Havok ) , звуку ( FMOD ) або рендеринга ( SpeedTree ) . Однак деякі ігрові движки , такі як RenderWare , проектуються як набір слабосвязанних компонентів , які можуть вибірково комбінуватися для створення власного движка , замість більш традиційного підходу , який полягає в розширенні або налаштуванні гнучкого інтегрувального рішення.

Розглянемо основні компоненти будь-якого ігрового движка - графічний і фізичний движки.

Графічний 3D-движок (англ. 3D - graphics engine ; система рендеринга або « визуализатор » ) - проміжне програмне забезпечення ( ППО) , основним завданням якого є візуалізація ( рендеринг ) двох - або тривимірної комп'ютерної графіки. Може існувати як окремий продукт або у складі ігрового движка і використовуватися для візуалізації окремих зображень або комп'ютерного відео. Графічні движки , що використовуються в програмах по роботі з комп'ютерною графікою (таких , як 3ds Max , Maya , Cinema 4D , Zbrush , Blender ) , зазвичай називаються   « Рендерер » , « отрісовщікамі » або « візуалізатори ». При цьому основне і найважливіше відмінність « ігрових » графічних движків від « неігрових » полягає в тому , що перші повинні обов'язково працювати в режимі реального часу, тоді як другі можуть витрачати по кілька десятків годин на виведення одного зображення. Другим істотним відмінністю є те , що , починаючи приблизно з 1995-1997 року , графічні движки виробляють візуалізацію за допомогою графічних процесорів (GPU) відеокарт. Програмні графічні движки використовують тільки центральні процесори (CPU) .

Фізичний движок ( англ. physics engine ) - програмний движок , який виробляє комп'ютерне моделювання фізичних законів реального світу у віртуальному просторі 3D -сцени з тим або іншим ступенем апроксимації . Найчастіше фізичні движки використовуються не як окремі самостійні програмні продукти , а як складові компоненти інших програм. Виділяють ігрові та наукові фізичні движки.

Перший тип використовується в комп'ютерних іграх як компонент ігрового движка. У цьому випадку він також повинен працювати в режимі реального часу , тобто відтворювати фізичні процеси в грі з тією ж самою швидкістю , в якій вони відбуваються в реальному світі. Разом з тим від ігрового фізичного движка не потрібно точності обчислень.

Сучасні фізичні движки симулюють не всі фізичні закони реального світу , а лише деякі , причому з плином часу і прогресу в галузі інформаційних технологій та обчислювальної техніки список « підтримуваних » законів збільшується. Сучасні фізичні движки , як правило , можуть симулювати наступні фізичні явища і стани: динаміку абсолютно твердого та тіла, що деформується , динаміку рідин і газів , поведінка тканин і мотузок (троси , канати і т. д.).

На практиці фізичний движок дозволяє наповнити віртуальне 3D -простір статичними і динамічними об'єктами - тілами ( англ. body ), вказати якісь загальні закони взаємодії тіл і середовища в цьому просторі , в тій чи іншій мірі наближені до фізичних , задаючи при цьому характер і ступінь взаємодій .

Власне розрахунок взаємодії тіл движок і бере на себе. Коли простого набору об'єктів , взаємодіючих за певними законами у віртуальному просторі , недостатньо , в силу неповного наближення фізичної моделі до реальної , можливо додавати до тіл зв'язку (англ. joint , «з'єднання») . Зв'язки являють собою обмеження об'єктів фізики , кожне з яких може накладатися на одне або два тіла.

Розраховуючи взаємодія тіл між собою і з середовищем , фізичний движок наближає фізичну модель одержуваної системи до реальної , передаючи уточнені геометричні дані в графічний двіжок.d як фізичний двигун використовує Nvidia's PhysX engine .

Основною концепцією Unity3d є використання в сцені легко керованих об'єктів , які , в свою чергу , складаються з безлічі компонентів. Створення окремих ігрових об'єктів і наступне розширення їх функціональності за допомогою додавання різних компонентів дозволяє нескінченно удосконалювати і ускладнювати проект.