на каком игровом движке сделан minecraft
На каком языке программирования написан Minecraft
Изначально, Майнкрафт был написан на Java. Кстати, это чуть ли не единственная игра, созданная при помощи этого языка программирования. Именно благодаря этому, Java, который языком энтерпрайза, стал еще более популярным. Многие приходили в мир программирования именно через эту игру.
К тому же, на Java было написано множество модификаций Майнкрафта, что также повышало интерес как с самому языку, так и к игре. Однако в 2017 году стало известно о том, что базовая версия Minecraft будет на языке C++. С чем это связано?
Дело в том, что Java отлично подходил для этой игры до тех пор, пока разработчики не решили, что необходимо объединить все версии, в том числе для мобильных устройств. В итоге пользователи смогут играть в Майнкрафт на различных платформах, включая iOS. Здесь и кроется основная проблема. Дело в том, что Java не поддерживает iOS. А для полной кроссплатформенности разработчикам потребовалось изменить базовый язык, на котором написано приложение.
В результате, Minecraft теперь будет доступен в двух версиях – основная написана на C++ и дополнительная – Java Edition.
Если вы никогда не играли в Minecraft, но видели, как дети увлеченно это делают, наверняка вы задавались вопросом о том, что же там такого интересного? Ведь выглядит Майнкрафт совершенно не так, как большинство современных игр со сглаженными текстурами и навороченными эффектами.
Майнкрафт – это буйство пикселей и кубических моделей. При первом взгляде неискушенного геймера может показаться, что вы перенеслись в далекое прошлое в те времена, когда игроки носились по закоулкам неизвестной планеты в игре Doom.
Но на самом деле, Minecraft не имеет ничего общего с первыми трехмерными шутерами. Более того, это не шутер вовсе. Майнкрафт это целый мир, где вам предстоит менять ландшафт, добывать предметы и строить свои собственные постройки от простейших хижин до настоящих дворцов.
Minecraft – это, скорее, оцифрованный конструктор Лего, причем здесь нет каких-либо инструкций, что также очень нравится детям. Вы можете строить любое здание, главное, чтобы для этого хватило ресурсов. Почему же Minecraft так нравится детям?
Однако у всего этого есть и свои отрицательные стороны. В сети Интернет полно статей о том, как дети привыкают к игре и о появлении зависимости. Если ребенок слишком много времени уделяет игре, у него может ухудшиться успеваемость в школе, появляется апатия и это далеко не все негативные последствия.
Вместо того, чтобы запрещать детям играть в Майнкрафт, можно сделать так, чтобы Minecraft стал действительно полезен. И в этом помогут уроки программирования.
Почему сегодня многие онлайн школы программирования предлагают именно эту игру? Дело в том, что она пользуется популярностью у детей. Заинтересовать ребенка, если он будет заниматься любимым делом, намного проще.
В рамках уроков дети совмещают приятное с полезным. Они создают своих собственных персонажей и локации, что позволяет максимально включить творческие нотки в процесс обучения.
Для работы используется специальная среда разработки – Scratch. Это наиболее адаптированная платформа, работа в которой не вызовет затруднений у ребенка. Здесь предлагаются уже готовые модули, с помощью которых дети смогут выполнять различные задания преподавателя.
Основная суть такого обучения сводится к тому, чтобы научить детей мыслить логически, изучить, что такое алгоритмы, познакомиться с простейшими функциями и понять в целом, что такое разработка.
В чем основные преимущества Minecraft, как инструмента для обучения детей разработке?
Minecraft воссоздали на движке Unreal Engine 4
Перенос старых или каких-то популярных игр на движок Unreal Engine 4 стал популярным занятием для энтузиастов игростроения. В этот раз пользователь форумов Unreal Engine под ником John Alcatraz опубликовал свою интересную работу — Minecraft на четвертой версии популярного игрового движка.
Может показаться, что John Alcatraz сделал ненужную работу, так как почти того же результата можно добиться с помощью установки шейдеров на оригинальный Minecraft, но на самом деле это не так. Разработчик создал подобие Minecraft с нуля на движке Unreal Engine 4, использовав весь его графический потенциал. Хоть и графика осталось угловатой, но зато освещение и текстуры стали куда красивее и зрелищнее. При этом все ассеты и игровые элементы John Alcatraz создал сам, то есть полноценным портом Minecraft на Unreal Engine это назвать никак нельзя.
Стоит отметить, что при создании этого подобия Minecraft энтузиаст не использовал ни строчки кода на C++ — он обошелся всего лишь внутренним скриптовым языком Unreal Engine 4 Blueprint. Возможности игры сильно ограничены, так как это всего лишь свободный прототип.
Minecraft на Unreal Engine 4 можно попробовать на своем компьютере. Игру можно скачать бесплатно. Совет: для распаковки архива лучше использовать 7zip.
Создание Minecraft за одну неделю на C++ и Vulkan
Я поставил перед собой задачу воссоздания с нуля Minecraft за одну неделю с помощью собственного движка на C++ и Vulkan. Меня вдохновил на это Hopson, который сделал то же самое при помощи C++ и OpenGL. В свою очередь, его вдохновил Шейн Бек, которого вдохновила Minecraft, источником вдохновения для которой была Infiniminer, при создании которой, предположительно, вдохновлялись реальными горными промыслами.
Репозиторий GitHub этого проекта находится здесь. У каждого дня есть своя git-метка.
Разумеется, я не планировал в буквальном смысле воссоздавать Minecraft. Этот проект должен был стать обучающим. Я хотел изучить использование Vulkan в чём-то более сложном, чем vulkan-tutorial.com или демо Саши Виллема. Поэтому основной упор сделан на проектирование Vulkan-движка, а не на дизайн игры.
Задачи
Разработка на Vulkan намного медленнее, чем на OpenGL, поэтому я не смог включить в игру многие функции настоящей Minecraft. Нет ни мобов, ни крафта, ни красного камня, ни физики блоков, и т.п. С самого начала цели проекта были следующими:
Библиотеки
Разумеется, я не собирался писать Vulkan-приложение с нуля. Для ускорения процесса разработки я по возможности буду использовать готовые библиотеки. А именно:
День 1
В первый день я подготовил бойлерплейт Vulkan и скелет движка. Большая часть кода была бойлерплейтом и я смог просто скопипастить его с vulkan-tutorial.com. В него вошёл и трюк с хранением данных вершин как части вершинного шейдера. Это означало, что мне даже не придётся настраивать распределение памяти. Всего лишь простой конвейер, который способен делать только одно: отрисовывать треугольник.
Движок достаточно прост, чтобы поддерживать рендерер треугольников. Он имеет одно окно и игровой цикл, к которому можно подключать системы. GUI ограничен частотой кадров, выводимой в заголовок окна.
День 2
Я интегрировал библиотеку Vulkan Memory Allocator. Эта библиотека берёт на себя большую часть бойлерплейта, связанного с распределением памяти Vulkan: типы памяти, кучи памяти устройств и вторичное распределение.
Теперь, когда у меня было распределение памяти, я создал классы для мешей и буферов вершин. Я изменил рендерер треугольников так, чтобы он использовал класс мешей, а не встроенные в шейдер массивы. На данный момент передача данных мешей в GPU выполняется рендерером треугольников вручную.
День 3
Я добавил систему графов рендеринга. Для создания этого класса взят за основу данный пост, но класс очень сильно упрощён. Мой граф рендеринга содержит только самое необходимое для обработки синхронизации с Vulkan.
Граф рендеринга позволяет мне задавать узлы и рёбра. Узлы представляют собой выполняемую GPU работу. Рёбра — это зависимости данных между узлами. Каждый узел получает собственный буфер команд, в который выполняет запись. Граф занимается двойной буферизацией буферов команд и синхронизацией их с предыдущими кадрами. Рёбра используются для автоматической вставки барьеров конвейера перед и после того, как узел выполняет запись в каждый буфер команд. Барьеры конвейера синхронизируют использование всех ресурсов и переносят принадлежность между очередями. Кроме того, рёбра вставляют семафоры между узлами.
Узлы и рёбра образуют ориентированный ациклический граф. Затем граф рендеринга выполняет топологическую сортировку узлов, что приводит к созданию плоского списка узлов, отсортированных таким образом, что каждый узел идёт после всех узлов, от которых он зависит.
Движок имеет три типа узлов. AcquireNode получает образ из цепочки буферов (swapchain), TransferNode передаёт данные от CPU к GPU, а PresentNode предоставляет изображение цепочки буферов, которое нужно отобразить.
Клянусь, внутри движок поменялся
День 4
Я создал камеру и систему 3D-рендеринга. Пока камера получает собственный постоянный буфер и пул дескрипторов.
Если мы переворачиваем ось Y, то нужно перевернуть и данные вершин, потому что до этого отрицательное направление оси Y указывало вверх.
День 5
Я добавил ввод пользователя и возможность перемещения камеры при помощи мыши. Система ввода слишком переусложнена, но она устраняет странности ввода GLFW. В частности, у меня возникала проблема изменения позиции мыши при её блокировании.
Просто для сравнения — примерно то же самое Hopson сделал в день 1 своего проекта.
День 6
Я начал добавлять код для генерации и рендеринга блоков вокселей. Писать код мешинга было просто, потому что я делал это раньше и знал абстракции, позволяющие совершать меньше ошибок.
У меня есть несколько статических массивов, задающих смещения, которые обычно используются в игре. Например, Neighbors6 задаёт 6 соседей, с которыми куб имеет общие грани.
Neighbors26 — это все соседи, с которыми у куба общая грань, ребро или вершина. То есть это сетка 3x3x3 без центрального куба. Также есть подобные массивы для других наборов соседей и для 2D-наборов соседей.
Благодаря этому код создания мешей очень прост. Он просто обходит данные блоков и добавляет грань, когда блок сплошной, а его сосед — нет. Код просто проверяет каждую грань каждого куба в блоке. Это аналогично «наивному» методу, описанному здесь.
Затем я изменил движок так, чтобы он мог правильно обрабатывать события изменения окна. В OpenGL это делается просто, но довольно запутанно в Vulkan. Так как цепочка буферов должна создаваться явным образом и иметь постоянный размер, при изменении размера окна её нужно создавать заново. Необходимо создавать заново все ресурсы, зависящие от цепочки буферов.
Все команды, зависящие от цепочки буферов (а сейчас это все команды отрисовки), должны завершить выполнение перед уничтожением старой цепочки буферов. Это означает, что весь GPU будет простаивать.
Нужно изменить графический конвейер, чтобы обеспечить динамическое окно обзора и изменение размеров.
Цепочку буферов невозможно создать, если размер окна равен 0 по оси X или Y. В том числе, когда окно свёрнуто. То есть когда такое происходит, вся игра ставится на паузу и продолжается, только когда окно разворачивается.
Сейчас меш является простой трёхмерной шахматной доской. Цвета RGB меша устанавливаются в соответствии с его позицией по XYZ, умноженной на 16.
День 7
Я отрефакторил меш, чтобы его данные можно было обновлять после его создания. Это позволит мне обновлять меш блока в будущем, когда я добавлю возможность добавления и удаления кубов.
При добавлении или удалении куба количество вершин в меше потенциально может увеличиваться или уменьшаться. Ранее выделенный буфер вершин можно использовать, только если новый меш того же размера или меньше. Но если меш больше, то необходимо создать новые буферы вершин.
Теперь меш блока регенерируется в каждом кадре.