МОДЕЛЬ АДАПТИВНОЇ СИСТЕМИ ЕФЕКТІВ РУЙНУВАННЯ МАТЕРІАЛІВ ПРИ СТВОРЕННІ ІГРОВОГО СЕРЕДОВИЩА НА БАЗІ UNREAL ENGINE

Анотація

В роботі досліджується актуальна тема, що зумовлена зростаючими вимогами до візуальної якості та продуктивності в інтерактивних середовищах. У сучасному геймдеві важливо забезпечити правдоподібність фізичних процесів – зокрема, ефектів руйнування – без перевищення обчислювального бюджету кадру. Надмірне навантаження на систему призводить до зниження FPS, що критично для ігрового досвіду. Об’єктом дослідження є інтерактивне 3D-середовище з динамічними ефектами. Предметом дослідження є методи моделювання, симуляції та оптимізації ефектів руйнування в рушії Unreal Engine 5 [1].  Наукова новизна роботи полягає в створенні математичної моделі для оцінки обчислювальної складності візуальних ефектів та її інтеграції у рушій Unreal Engine для забезпечення продуктивності при високій візуальній якості.

         Практичне значення дослідження визначається питаннями реалістичності й фізичної правдоподібності ігрових світів, що набуває особливої ваги. Гравці очікують не лише красиву графіку, але й правдоподібну поведінку середовища, у якому вони взаємодіють. Один із ключових елементів цієї взаємодії – руйнування об'єктів: чи то розбита скляна вітрина, проламана дерев’яна дошка, або уламки після вибуху. Відображення фізичних властивостей матеріалів у реальному часі – складне технічне завдання, особливо коли мова йде про інтерактивність, тобто можливість гравця безпосередньо впливати на руйнування об'єктів. Це включає як візуальні, так і фізичні наслідки: анімацію розлому, появу уламків, частинок, зміну геометрії об'єкта та його стану у грі. У реальному світі руйнування – результат перевищення меж міцності матеріалу. У віртуальному – це необхідність імітувати це перевищення швидко, переконливо, і без втрат у продуктивності. З огляду на високі обчислювальні витрати, що пов'язані з симуляцією фізики, у більшості випадків потрібен компроміс між точністю моделювання та швидкодією. Особливо це критично для складних сцен з великою кількістю динамічних об’єктів, як у бойових або екшен-іграх.. Результатом дослідження стала реалізація системи адаптивного керування ефектами руйнування з урахуванням обмежень реального часу, а також створення повноцінного віртуального середовища із 3D-персонажем, сценами та візуальними ефектами, виконаними у Blender [2] і Unreal Engine [3].

Ключові слова: Unreal Engine 5, ефекти руйнування, геймдизайн, тривимірне моделювання, математична модель, Niagara