Firma Epic Games se na herním trhu objevila v roce 1998 s legendární hrou
Unreal. Od té doby se jejich
Unreal Engine stal hlavním konkurentem
Quake technologie ve světě FPS her. Pak přišel Unreal Engine 2, který se stal základem pro hru
Unreal Tournament 2004. Dalším krokem pak byl v roce 2014 Unreal Engine 4 („UE4“), který tu s námi byl 7 produktivních let a během té doby se na scéně chlubil těmi nejlepšími nástroji pro herní vývojáře vůbec. UE4 se proslavil zejména svou rozsáhlou škálou nástrojů, které jsou zároveň jednoduché na používání. Jeho blueprint systém, který umožňuje grafické programování a tím ulehčuje práci umělcům a komunikaci programátorů se zbytkem týmu, je také ideálním nástrojem pro rychlé prototypování nápadů. UE4 se používá i ve filmovém průmyslu, jak lze vidět např. u seriálu Mandalorian. Byly zde použity CGI scenérie vytvořené UE4 a promítané na obří LED obrazovky, které byly synchronizované s kamerou a nahradily tak “klasické" zelené plátno.
Posledním evolučním krokem je Unreal Engine 5 („UE5“), který se naposledy ohlásil v prosinci svojí dechberoucí prezentací nového dema Matrix Awakens. O něm a o dalších pokročilých funkcích nového UE5 vám řeknu níže.
Jak revoluční je Unreal Engine 5?
V původním
demu vydaném v květnu roku 2021 ukázal světu Unreal Engine svoje nové technologie, jmenovitě Lumen a Nanite. Lumen je nový plně dynamický systém globálního osvětlení a odrazů a Nanite je geometrický systém, který umožňuje vykreslovat extrémně detailní modely v reálném čase. Jednou z metod, kterou Nanite používá, je víceméně klasické LOD, Level of Detail - načítání těch detailnějších modelů blíže kameře a těch horších daleko od kamery. Hlavním tahákem je zpracování milionů trojúhelníků na 3D meshi.
Jak již bylo řečeno,
Lumen je nový osvětlovací systém v UE5. Byl navržen pro next-gen konzole a dokáže vykreslovat diffusní (rozptýlené) odrazy s nekonečným počtem odražení a nepřímé spekulární (zrcadlové) odrazy v rozsáhlých prostředích, a to v měřítku milimetrů i kilometrů. Běžně se musí tzv. “zapékat" lightmap textury po každé změně statických světel ve scéně. S Lumenem tato nutnost odpadá, vše je řešeno automaticky a v reálném čase.
Lumen spoléhá na LOD v Nanite systému, protože vypočítává světla hlavně poblíž kamery a viditelného světa, pro optimální výkon. Lumen přímo nepotřebuje Nanite systém k činnosti, ale pokud je ve scéně komplexní geometrie s mnoho-polygonovými mesh objekty bez zapnutého Nanite, tak bude výpočet osvětlení značně zpomalený. To je obzvlášť znatelné u scén plných objektů bez nastaveného LOD. Jak celý osvětlovací systém vypadá v reálné scéně a v reálném čase se můžete kouknout na videu výše. Ložnice se po otevření okna přirozeně zaplaví světlem.
Už od vzniku komerčního 3D herního vývoje byli vývojáři utlačováni a omezování počtem polygonů, které mohou vykreslit bez dopadu na výkon hry. Metody optimalizace počtu polygonů ve scéně zůstaly po řadu let v podstatě nezměněny - 3D modely se vymodelují v několika úrovních detailů, neboli LOD a detaily se simulují kombinací textur a shaderů (opět, blíž = detailnější).
Nanite v Unreal Engine 5 je schopný vykreslovat scény s miliardami trojúhelníků zdrojové geometrie. V podstatě to znamená, že engine má přístup ke geometrii v plném rozlišení a v reálném čase optimalizuje vykreslování na obrazovku.
Při použití klasických vykreslovacích technik by se hodil 3D model do scény a vykreslil by se každý jeho polygon, bez ohledu na to, zda je viditelný kamerou (každá herní scéna má hlavní kameru) a nebo jestli sdílí stejné pixely s jinými polygony. S Nanitem jsou všechny tyto věci zpracovány automaticky.
Na závěr bych ještě rád zmínil Matrix Awakens, poslední vydané demo prezentující novinky v Unreal Engine 5. Popravdě řečeno bylo dechberoucí, alespoň pro mě. Na začátku videa skoro nelze poznat, který Keanu Reeves je ten reálný, a kterého vytvořil počítač. Možná jen podle vrásek okolo očí. Vše je zásluhou Nanite a Lumen systémů, které dokáží zpracovat extrémní detaily a vypočítat realistické osvětlení. Potenciál, který má UE5 pro filmový a herní průmysl, je masivní. Už teď jsou ve vývoji hry využívající UE5, jako např. Stalker 2, takže se určitě máme na co těšit!
Jan Jileček
