Vydání otevřeného herního enginu Godot 4.0

Po čtyřech letech vývoje byl zveřejněn výstup svobodného herního enginu Godot 4.0, který je vhodný pro vytváření 2D a 3D her. Engine podporuje snadno naučitelný jazyk pro zadávání herní logiky, grafické prostředí pro navrhování her, systém nasazení her jedním kliknutím, široké možnosti animace a simulace fyzikálních procesů, integrovaný debugger a systém pro odhalování úzkých míst v výkonu. Kód herního enginu, prostředí pro návrh her a souvisejících vývojových nástrojů (fyzikální engine, zvukový server, backendy 2D/3D renderování atd.) je distribuován pod licencí MIT.

Zdrojové kódy enginu byly otevřeny v roce 2014 studiem OKAM, po deseti letech vývoje proprietárního produktu profesionální úrovně, který byl použit k vytváření a publikování mnoha her pro PC, herní konzole a mobilní zařízení. Engine podporuje všechny populární stacionární a mobilní platformy (Linux, Windows, macOS, Wii, Nintendo 3DS, PlayStation 3, PS Vita, Android, iOS, BBX), stejně jako vývoj her pro Web. Hotové binární sestavy jsou generovány pro Linux, Android, Windows a macOS.

Do větve Godot 4.0 bylo zahrnuto přibližně 12 tisíc změn a opraveno 7 tisíc chyb. Na vývoji enginu a psaní dokumentace se podílelo přibližně 1500 osob. Mezi klíčovými změnami:

• Byly navrženy dva nové renderingové backendy (klastrový a mobilní) založené na grafickém API Vulkan, které nahradily backendy vykreslující pomocí OpenGL ES a OpenGL. Pro starší a low-end zařízení byl integrován backend zajišťující kompatibilitu založený na OpenGL, používající novou architekturu vykreslování. Pro dynamické vykreslování s nižším rozlišením byla použita technologie supersamplingu AMD FSR (FidelityFX Super Resolution), která využívá algoritmy prostorového škálování a rekonstrukce detailů pro snížení ztráty kvality obrazu při zvětšování a převodu do vyššího rozlišení. Byl realizován renderingový engine na bázi Direct3D 12, který umožní zlepšit podporu platforem Windows a Xbox.
• Byla přidána možnost práce s rozhraním v vícerozchodovém režimu (různé panely a části rozhraní lze odpojit jako samostatná okna).
• Byl přidán nový editor uživatelského rozhraní a nový widget pro vizuální návrh.
• Byl přidán nový editor motivů.
• Systém řízení osvětlení a stínů byl zcela přepracován a nyní využívá technologii globálního osvětlení SDFGI (Signed Distance Field Global Illumination) v reálném čase. Kvalita vykreslování stínů byla výrazně zlepšena.
• Uzly GIProbe, které se používají k naplnění scény odraženým světlem, byly nahrazeny uzlem VoxelGI, který je optimální pro zpracování osvětlení v reálném čase ve scénách s malými nebo středními interiéry. Pro slabší zařízení byla zachována možnost předběžného renderování světla a stínů pomocí světelných map, při jejichž zrychleném vykreslování nyní spolupracuje GPU.
• Byly implementovány nové techniky optimalizace renderování. Bylo přidáno automatické okkluzivní ořezávání (occlusion culling), které dynamicky určuje a odstraňuje modely skryté za jinými povrchy k zvýšení výkonu renderování a snížení zátěže na CPU a GPU.
• Byl přidán režim SSIL (Screen Space Indirect Lighting), který zvyšuje kvalitu renderování na výkonném hardwaru díky lepšímu zpracování tmavých oblastí a nepřímého osvětlení. Kromě toho byly poskytnuty další možnosti nastavení simulace rozptýleného nepřímého osvětlení pomocí techniky SSAO (Screen Space Ambient Occlusion), jako je volba úrovně vlivu přímého světla.
• Byly navrženy realistické jednotky osvětlení, které umožňují upravit intenzitu světla a používat pro řízení jasu finální scény standardní nastavení kamery, jako jsou clona, závěrka a ISO.
• Byly přidány nové nástroje pro úpravu úrovní pro 2D hry. Byl radikálně změněn proces vývoje 2D her. Byl přidán nový editor tilemap, který nyní podporuje vrstvy, automatické vyplňování terénu, náhodné rozmístění rostlin, kamenů a různých objektů a flexibilní výběr objektů. Byla sjednocena práce s tilemapami a sadami fragmentů pro vytváření mapy (tileset). Zajištěno automatické rozšíření fragmentů v sadě, aby se vyloučily mezery mezi sousedícími fragmenty. Byla přidána nová funkce rozmístění objektů na scéně, kterou lze použít například k přidání postav do buněk tileové mřížky.
• Při 2D vykreslování byla implementována možnost používání skupin plátna, které umožňují kombinovat překrývající se prvky plátna; například lze sloučit několik spriteů a smíchat je s pozadím, jako by tyto sprity byly jedním prvkem. Byla přidána vlastnost Clip Children, která umožňuje používat jakýkoli 2D prvek jako masku. Do 2D enginu byla rovněž přidána volba, která umožňuje používat metodu vyhlazování MSAA (Multisample Anti-Aliasing) pro zlepšení kvality obrazů a vytvoření hladších okrajů.
• Byla vylepšena práce se světlem a stíny v 2D hrách. Výrazně byla zlepšena výkonnost při použití několika světelných zdrojů. Byla přidána možnost simulace trojrozměrnosti prostřednictvím změny úrovně osvětlení na normálových mapách, a také vytvoření vizuálních efektů, jako jsou dlouhé stíny, aurory a ostré kontury.
• Byl přidán efekt objemové mlhy, který používá techniku dočasné reprojekce pro dosažení realistického vzhledu a vysokého výkonu.
• Byly přidány shadery pro oblačnost, které umožňují dynamicky generovat oblačnost, měníci se v reálném čase.
• Byla implementována podpora "decalů", metody projekce materiálu na povrch.
• Byly přidány efekty na bázi částic používané pro celé herní prostředí, využívající GPU a podporující atraktory, kolize, stopy a emitery.
• Byly rozšířeny možnosti rozhraní pro vizuální úpravu shaderů.
• Byl rozšířen jazyk shaderů o podporu struktur, maker preprocesoru, substituci shaderů (operátor include), unifikovaných polí a použití "varying" k přenosu dat z fragmentového zpracovače do osvětlení.
• Byla přidána možnost využití výpočetních shaderů, které používaném GPU pro zrychlení algoritmů.
• V jazyce skriptování GDScript byla vylepšena systém statické typizace, přidána nová syntaxe pro definici vlastností, navrženy klíčové slova await a super, přidány operace map/reduce, byla implementována nová systém anotací a byla přidána možnost použití Unicode znaků v názvech proměnných a funkcí. Byl přidán nástroj pro automatickou generaci dokumentace. Výkon a stabilita runtime GDScript byla zvýšena. V prostředí vývoje byla zajištěna možnost současně zobrazit více chyb, přidána nová upozornění na typické problémy.
• Byly rozšířeny možnosti vývoje herní logiky v jazyce C#. Byla přidána podpora platformy .NET 6 a jazyka C# 10. Pro skalární hodnoty byly použity 64-bitové typy. Mnoho API bylo převedeno z typů int a float na long a double. Byla poskytnuta možnost definici signálů ve formě událostí C#. Byla přidána možnost vývoje rozšíření GDExtensions v jazyce C#.
• Byla přidána experimentální podpora rozšíření (GDExtension), které lze využít k rozšíření funkcí enginu bez jeho přechodu a bez úpravy kódu.
• Byl navržen jako výchozí vlastní engine pro simulaci fyzikálních procesů Godot Physics, optimalizovaný pro úlohy specifické pro počítačové hry, a dosažen paritě ve funkčnosti s dříve používaným enginem Bullet (například v Godot Physics byla přidána podpora nových tvarů kolizí, podpora map výšek a možnost použití uzlů SoftBody pro simulaci oblečení). Byla provedena optimalizace výkonu a rozšířeno využití multithreadingu s rozdělením zatížení na různá jádra CPU při simulaci fyzikálních procesů v 2D a 3D prostředích. Byly vyřešeny mnohé problémy se simulací.
• Byla navržena nová textová renderovací система, která poskytuje větší kontrolu nad ořezáváním a přenosem textu a zajišťuje vysoké rozlišení na všech obrazovkách.
• Byly rozšířeny nástroje pro lokalizaci a práci na překladech.
• Byl přidán samostatný dialog pro import 2D a 3D zdrojů, který podporuje náhled a změnu nastavení importované scény, materiálů a fyzikálních vlastností.
• Do editoru byly přidány nové widgety, jako je panel pro vrácení změn a nový dialog pro výběr barev a aktualizaci palety.
• Bylo aktualizováno rozhraní inspekce, ovládací panel scénou a skriptovacím editorem. Bylo vylepšeno zvýraznění syntaxe, přidána možnost zobrazení více kurzorů a poskytla se zařízení pro úpravu formátů JSON a YAML.
• Byly rozšířeny možnosti editoru animací, který nyní podporuje míchání tvarů a vylepšené procesy založené na křivkách Beziér. Kód pro 3D animaci byl přepracován, aby podpořil kompresi pro snížení spotřeby paměti. Systém pro míchání animace a vytváření přechodových efektů byl přepracován. Byly rozšířeny možnosti pro vytváření složitých animací. Pro ukládání a opětovné použití vytvořených animací byly navrženy animační knihovny.
• Byl přidán režim filmového vytváření, který provádí snímkové renderování scény s maximální kvalitou pro vytváření úvodních záběrů a nahrávání videa.
• Byla rozšířena podpora 3D headsetů a platforem pro virtuální realitu. Do hlavní části enginu byla integrovaná podpora standardu OpenXR, který definuje univerzální API pro vytváření aplikací virtuální a rozšířené reality. Na Windows a Linux byla zajištěna podpora všech populárních 3D headsetů, včetně SteamVR, Oculus a Monado.
• Byla zvýšena stabilita subsystému pro organizaci síťové hry a zjednodušen proces vývoje více hráčských her.
• Byly rozšířeny možnosti zvukového systému, byla integrována podpora polyfonie, přidáno API pro syntézu řeči a realizována možnost smyčkování zvuku.
• Byla zajištěna možnost spuštění rozhraní Godot na Android tabletech a ve webovém prohlížeči.
• Byl přidán nový systém pro sestavování her pro různé architektury CPU. Například nyní je možné provést sestavení pro Raspberry Pi, Microsoft Volterra, Surface Pro X, Pine Phone, VisionFive, ARM Chromebook a Asahi Linux.
• V API došlo ke změnám, které narušují kompatibilitu. Přechod z Godot 3.x na Godot 4.0 si vyžádá přepracování aplikací, ale pro větev Godot 3.x je zajištěn dlouhý podpůrný cyklus, jehož trvání bude záviset na poptávce uživatelů po starém API.

Zdroj: opennet.ru