Nach vier Jahren Entwicklung wurde die Veröffentlichung der freien Spiel-Engine Godot 4.0 bekannt gegeben, die sich für die Erstellung von 2D- und 3D-Spielen eignet. Die Engine unterstützt eine leicht erlernbare Sprache zur Programmierung der Spiel-Logik, eine grafische Umgebung für das Spieldesign, ein Ein-Klick-Bereitstellungssystem für Spiele, umfassende Animations- und Simulationsmöglichkeiten für physikalische Prozesse, einen integrierten Debugger und ein System zur Identifizierung von Leistungsengpässen. Der Code der Spiel-Engine, der Spieldesign-Umgebung und der zugehörigen Entwicklungstools (physikalische Engine, Soundserver, Backends für 2D/3D-Rendering usw.) wird unter der MIT-Lizenz veröffentlicht.
Der Quellcode der Engine wurde 2014 von dem Studio OKAM veröffentlicht, nach zehn Jahren der Entwicklung eines proprietären Produkts auf professionellem Niveau, das zur Erstellung und Veröffentlichung vieler Spiele für PC, Spielkonsolen und mobile Geräte verwendet wurde. Die Engine unterstützt alle gängigen stationären und mobilen Plattformen (Linux, Windows, macOS, Wii, Nintendo 3DS, PlayStation 3, PS Vita, Android, iOS, BBX) sowie die Entwicklung von Spielen für das Web. Bereitstellungsfertige binäre Builds wurden für Linux, Android, Windows und macOS erstellt.
In den Godot 4.0 Branch sind etwa 12.000 Änderungen enthalten und 7.000 Fehler wurden behoben. Rund 1.500 Personen waren an der Entwicklung der Engine und der Erstellung der Dokumentation beteiligt. Zu den wichtigsten Änderungen gehören:
- Es wurden zwei neue Rendering-Backends vorgeschlagen (clusterbasiert und mobil) auf Basis der Grafik-API Vulkan, die die bisherigen Backends, die über OpenGL ES und OpenGL gerendert haben, ersetzen. Für ältere und leistungsschwache Geräte wurde ein Kompatibilitäts-Backend auf Basis von OpenGL integriert, das eine neue Rendering-Architektur verwendet. Für die dynamische Darstellung mit niedrigerer Auflösung wird die AMD FSR-Technologie (FidelityFX Super Resolution) eingesetzt, die Algorithmen für räumliches Upscaling und Detailwiederherstellung nutzt, um den Qualitätsverlust bei der Skalierung und der Umwandlung in höhere Auflösungen zu minimieren. Ein Rendering-Engine auf Basis von Direct3D 12 wurde implementiert, die die Unterstützung für Windows- und Xbox-Plattformen verbessern wird.
- Es wurde die Möglichkeit hinzugefügt, mit der Benutzeroberfläche im Mehrfenstermodus zu arbeiten (verschiedene Bereiche und Teile der Benutzeroberfläche können als separate Fenster abgekoppelt werden).
- Ein neuer Benutzeroberflächen-Editor und ein neues Visual-Design-Widget wurden hinzugefügt.
- Ein neuer Themen-Editor wurde hinzugefügt.
- Das System zur Steuerung von Licht und Schatten wurde vollständig überarbeitet, wobei die Echtzeit-Technologie der globalen Beleuchtung SDFGI (Signed Distance Field Global Illumination) zum Einsatz kommt. Die Qualität der Schattenwiedergabe wurde erheblich verbessert.
- Der GIProbe-Knoten, der zum Füllen der Szene mit reflektiertem Licht verwendet wird, wurde durch den VoxelGI-Knoten ersetzt, der optimal für die Verarbeitung von Beleuchtung in Szenen mit kleinen oder mittleren Innenräumen in Echtzeit geeignet ist. Für leistungsschwache Geräte bleibt die Möglichkeit des vorab gerenderten Lichts und Schattens mithilfe von Lichtkarten erhalten, wobei jetzt die GPU zur Beschleunigung des Renderings eingesetzt wird.
- Neue Techniken zur Optimierung des Renderings wurden implementiert. Automatisches Occlusion Culling wurde hinzugefügt, das dynamisch Modelle erkennt und entfernt, die von anderen Oberflächen verdeckt sind, um die Rendering-Leistung zu erhöhen und die CPU- und GPU-Belastung zu reduzieren.
- Der SSIL-Modus (Screen Space Indirect Lighting) wurde hinzugefügt, der die Rendering-Qualität auf leistungsstarker Hardware verbessert, indem die Verarbeitung dunkler Bereiche und indirekten Lichts optimiert wird. Darüber hinaus wurden zusätzliche Einstellungen für die Simulation von diffus indirektem Licht mit der SSAO-Technik (Screen Space Ambient Occlusion) bereitgestellt, einschließlich der Auswahl des Einflussniveaus des direkten Lichts.
- Realistische Beleuchtungsmessgrößen wurden vorgeschlagen, die es ermöglichen, die Lichtintensität anzupassen und die Standardkamerasteuerungen wie Blende, Verschlusszeit und ISO zur Steuerung der Helligkeit der Endszene zu verwenden.
- Neue Tools zur Bearbeitung von Leveln für 2D-Spiele wurden hinzugefügt. Es gab grundlegende Änderungen im Entwicklungsprozess von 2D-Spielen. Ein neuer Tilemap-Editor wurde eingeführt, der Schichten, automatische Landschaftsfüllung, randomisierte Platzierung von Pflanzen, Steinen und verschiedenen Objekten sowie flexible Objektselektion unterstützt. Die Arbeit mit Tilemaps und Fragmentsets zum Erstellen von Karten (Tileset) wurde vereinheitlicht. Eine automatische Erweiterung der Fragmente im Set sorgt dafür, dass keine Lücken zwischen benachbarten Fragmenten entstehen. Zudem wurde eine neue Funktion zur Platzierung von Objekten auf der Szene hinzugefügt, die beispielsweise zur Hinzufügung von Charakteren in die Zellen des Tile-Gitters verwendet werden kann.
- Bei der 2D-Darstellung wurde die Möglichkeit implementiert, Gruppierungen von Leinwänden zu nutzen, die das Mischen sich überlappender Elemente ermöglichen. So können beispielsweise mehrere Sprites zu einem einzigen Element kombiniert und mit dem Hintergrund gemischt werden. Eine neue Eigenschaft 'Clip Children' erlaubt es, jedes 2D-Element als Maske zu verwenden. Darüber hinaus wurde eine Option hinzugefügt, die die Verwendung der MSAA-Methode (Multisample Anti-Aliasing) ermöglicht, um die Bildqualität zu verbessern und glattere Kanten zu erzeugen.
- Die Beleuchtung und Schatten in 2D-Spielen wurden erheblich verbessert. Die Leistung mit mehreren Lichtquellen wurde signifikant gesteigert. Zudem wurde die Möglichkeit eingeführt, eine dreidimensionale Wirkung durch Anpassung des Lichtniveaus auf Normalen-Karten zu simulieren, sowie visuelle Effekte wie lange Schatten, Halos und scharfe Konturen zu erzeugen.
- Ein volumetrischer Nebeleffekt wurde hinzugefügt, der die Technik der temporären Reprojektion verwendet, um ein realistisches Aussehen und hohe Leistung zu erzielen.
- Es wurden Wolkenshader hinzugefügt, die es ermöglichen, Wolken dynamisch zu generieren, die sich in Echtzeit ändern.
- Die Unterstützung für "Dekale" wurde implementiert, eine Methode zur Projektion von Material auf Oberflächen.
- Es wurden Partikeleffekte für den gesamten Spielbereich hinzugefügt, die die GPU nutzen und Attraktoren, Kollisionen, Schlepp effekte und Emittoren unterstützen.
- Die Möglichkeiten der Benutzeroberfläche für die visuelle Bearbeitung von Shadern wurden erweitert.
- Die Shader-Sprache wurde erweitert und unterstützt jetzt Strukturen, Präprozessor-Makros, Shader-Einfügungen (Include-Operator), einheitliche Arrays sowie die Verwendung von "varying" zur Übertragung von Daten vom Fragment-Handler zum Licht-Handler.
- Die Möglichkeit zur Anwendung von Compute-Shadern wurde hinzugefügt, die die GPU zur Beschleunigung von Algorithmen nutzen.
- Die GDScript-Skriptsprache hat ein verbessertes statisches Typisierungssystem, eine neue Syntax zur Definition von Eigenschaften sowie die Schlüsselwörter await und super erhalten. Die map/reduce-Operationen wurden hinzugefügt, ein neues Annotationssystem wurde implementiert, und es besteht nun die Möglichkeit, Unicode-Zeichen in Variablen- und Funktionsnamen zu verwenden. Ein Werkzeug zur automatischen Dokumentationserstellung wurde hinzugefügt. Die Leistung und Stabilität der GDScript-Laufzeitumgebung wurde verbessert. Im Entwicklungsumfeld wird nun die Anzeige mehrerer Fehler gleichzeitig unterstützt, und es gibt neue Warnungen für gängige Probleme.
- Die Möglichkeiten zur Entwicklung von Spiel-Logik mit C# wurden erweitert. Es gibt jetzt Unterstützung für die .NET 6-Plattform und C# 10. Für Skalare Werte werden 64-Bit-Typen verwendet. Viele APIs wurden von int- und float-Typen auf long und double umgestellt. Es ist nun möglich, Signale in Form von C#-Ereignissen zu definieren. Außerdem wurde die Entwicklung von Erweiterungen (GDExtensions) in C# ermöglicht.
- Experimentelle Unterstützung für Erweiterungen (GDExtension) wurde hinzugefügt, um die Funktionalität der Engine zu erweitern, ohne sie neu zu kompilieren oder Änderungen am Code vorzunehmen.
- Standardmäßig wurde die hauseigene Physiksimulations-Engine Godot Physics eingeführt, die für die Anforderungen von Computer- und Videospielen optimiert wurde und nun in Funktionalität mit der zuvor verwendeten Engine Bullet auf Augenhöhe ist. Godot Physics bietet beispielsweise neue Kollisionserkennung, Unterstützung für Höhenkarten sowie die Verwendung von SoftBody-Knoten zur Simulation von Kleidung. Zudem wurde die Leistung optimiert und der Einsatz von Multithreading erweitert, um die physikalischen Prozesse in 2D- und 3D-Umgebungen auf verschiedene CPU-Kerne zu verteilen. Viele Probleme bei der Simulation wurden ebenfalls behoben.
- Ein neues Textdarstellungssystem wurde eingeführt, das mehr Kontrolle über das Trimmen und Umbrüche von Text bietet und gleichzeitig eine hohe Klarheit bei allen Bildschirmauflösungen gewährleistet.
- Die Werkzeuge zur Lokalisierung und Übersetzungsarbeit wurden erweitert.
- Ein separater Dialog zum Import von 2D- und 3D-Ressourcen wurde hinzugefügt, der eine Vorschau und Anpassungen der Einstellungen für die importierte Szene, Materialien und physikalische Eigenschaften unterstützt.
- Im Editor wurden neue Widgets hinzugefügt, darunter ein Rückgängig-Panel und ein neuer Farbwahl-Dialog zur Aktualisierung der Palette.
- Die Benutzeroberfläche des Inspektors wurde aktualisiert, Verwaltungspanel sowie die Szene und der Skripteditor. Die Syntaxhervorhebung wurde verbessert, es ist jetzt möglich, mehrere Cursors anzuzeigen, und es stehen Werkzeuge zur Bearbeitung von JSON- und YAML-Formaten zur Verfügung.
- Die Funktionen des Animationseditors wurden erweitert, nun wird das Mischen von Formen unterstützt, und die Prozesse basieren auf Bézier-Kurven wurden verbessert. Der Code für die 3D-Animation wurde überarbeitet, um Unterstützung für Komprimierung zu bieten und den Speicherverbrauch zu reduzieren. Das System zur Mischung von Animationen und zur Erstellung von Übergangseffekten wurde neu geschrieben. Es wurden Möglichkeiten zur Erstellung komplexer Animationen erweitert. Um erstellte Animationen zu speichern und wiederzuverwenden, wurden Animationsbibliotheken angeboten.
- Ein Film-Erstellungsmodus wurde hinzugefügt, der das Frame-by-Frame-Rendering von Szenen in höchster Qualität für die Erstellung von Vorschaubildern und Videoaufzeichnungen ermöglicht.
- Die Unterstützung für 3D-Headsets und Virtual-Reality-Plattformen wurde erweitert. In die Engine wurde die Unterstützung des OpenXR-Standards integriert, der eine universelle API zur Erstellung von Anwendungen für virtuelle und erweiterte Realität definiert. In Windows und Linux wird die Unterstützung aller gängigen 3D-Headsets, einschließlich SteamVR, Oculus und Monado, gewährleistet.
- Die Stabilität des Subsystems für Netzwerkspiele wurde verbessert und der Entwicklungsprozess für Mehrspieler-Spiele vereinfacht.
- Die Funktionen des Audiosystems wurden erweitert, die Unterstützung für Polyphonie integriert, eine API für Sprachsynthese hinzugefügt sowie die Möglichkeit zur Schleifenwiedergabe von Audio implementiert.
- Die Möglichkeit zur Ausführung der Godot-Oberfläche auf Android-Tablets und im Webbrowser wurde sichergestellt.
- Ein neues Spielbuild-System für verschiedene CPU-Architekturen wurde hinzugefügt. Jetzt ist es beispielsweise möglich, Builds für Raspberry Pi, Microsoft Volterra, Surface Pro X, Pine Phone, VisionFive, ARM Chromebook und Asahi Linux zu erstellen.
- Im API wurden Änderungen vorgenommen, die die Kompatibilität beeinträchtigen. Der Wechsel von Godot 3.x auf Godot 4.0 erfordert eine Überarbeitung der Anwendungen, doch für den Godot 3.x-Zweig wird eine längere Supportdauer bereitgestellt, die von der Nachfrage nach der alten API durch die Nutzer abhängt.
Quelle: opennet.ru
