محرك آر إي: كيف يعرض إكسوبرايمال عشرة آلاف ديناصور دون تقطيع

أثبتت شركة كابكوم من خلال لعبة Exoprimal أن محرك RE Engine ليس مخصصًا فقط لألعاب الرعب والبقاء. إن القدرة على عرض ما يصل إلى 10,000 ديناصور في وقت واحد على الشاشة، مع الحفاظ على 60 إطارًا في الثانية ثابتة وإضاءة ديناميكية عالية الجودة، تطرح أسئلة تقنية رائعة لأي مطور. كيف يتمكن المحرك من إدارة هذه الكثافة الهائلة من الكيانات دون التسبب في انهيار خط أنابيب الرسومات؟ الإجابة لا تكمن فقط في الكود، بل في تآزر بين أدوات المحاكاة وأنظمة الحذف (culling) العدوانية.

محاكاة الأسراب: دور Houdini في خط الإنتاج 🦖

يكمن مفتاح الأداء الهائل في المحاكاة المسبقة للأسراب باستخدام Houdini، حيث يتم توليد مسارات وسلوكيات جماعية يتم استيرادها لاحقًا إلى محرك RE Engine كبيانات رسوم متحركة مضغوطة. هذا يلغي الحاجة إلى معالجة ذكاء اصطناعي معقد لكل ديناصور في وقت التشغيل. يستخدم المحرك نظامًا عدوانيًا للغاية لمستويات التفاصيل (LODs)، حيث يتم تقليل العينات البعيدة إلى صور نقطية (sprites) أو شبكات بأقل من 50 مضلعًا. أما الإضاءة الديناميكية، فتُدار من خلال نظام إضاءة عنقودي (cluster lights) يحسب الظلال فقط للكيانات الموجودة داخل نطاق رؤية الكاميرا، متجاهلاً الباقي عبر حذف الإطباق (occlusion culling) بواسطة الأجهزة. مقارنة بمحرك Unreal Engine الذي قد يستخدم تقنية Nanite للهندسة الضخمة، يختار محرك RE Engine تحسينًا أكثر تقليدية ولكنه فعال بشكل كبير يعتمد على تقليل استدعاءات الرسم (draw calls) من خلال التنميط (instancing).

دروس عملية لمطوري الألعاب المستقلة 🛠️

بالنسبة لاستوديو صغير، فإن تكرار هذا الإنجاز لا يتطلب محركًا من الفئة الأولى (AAA). الدرس الرئيسي هو إضفاء الطابع الخارجي على منطق الحشود باستخدام أدوات غير متصلة بالإنترنت مثل Houdini أو Blender، وتوليد رسوم متحركة تعتمد على البيانات بدلاً من الذكاء الاصطناعي في الوقت الفعلي. يمكن أن يحقق تطبيق نظام مستويات التفاصيل (LODs) بـ 4 أو 5 مستويات واستخدام تنميط وحدة معالجة الرسومات (GPU instancing) للأشياء المتكررة نتائج مذهلة. بالإضافة إلى ذلك، فإن قصر الإضاءة الديناميكية على الأشياء القريبة من اللاعب فقط، واستخدام مجسات الإضاءة (light probes) للخلفية، يقلل بشكل كبير من التكلفة الحسابية. حيلة كابكوم ليست سحرًا: إنها معرفة أي الديناصورات تستحق أن تُعرض بالتفصيل وأيها يمكن أن تكون مجرد صور ظلية بسيطة.

ما هي تقنيات الحذف (culling) وتحسين الذاكرة التي يطبقها محرك RE Engine لإدارة حمل عرض 10,000 ديناصور في وقت واحد في لعبة Exoprimal دون التأثير على سلاسة اللعبة؟

(ملاحظة: التظليلات (shaders) مثل المايونيز: إذا انقطعت، تبدأ من جديد)