УДК 004

3D КООПЕРАТИВНАЯ ИГРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ UNREAL ENGINE

Md. Mizan Ali¹, Ambuja Kulshreshtha², H Balaji³, Ajay Jomon⁴, Abhishek Jamdade⁵

^1,2,3,4,5Кафедра CSE Core, Университет SRM, Модинагар, Индия

Аннотация

Рассматривается процесс разработки 3D-кооперативной игры, созданной с использованием Unreal Engine 5. В игре реализованы кооперативный геймплей, продуманный дизайн уровней и интерактивные механики, такие как сбор монет, управление персонажем и динамичная среда, обеспечивающие увлекательный игровой опыт. Процесс разработки включал прототипирование, реализацию ключевых функций (анимация, интеграция звука и игровых механик) и оптимизацию производительности для достижения плавного игрового процесса. Реализованы такие возможности, как кооперативный режим, звуковые эффекты в реальном времени (например, звуки подбора монет) и детально проработанный дизайн уровней. В отчёте выделены ключевые технические аспекты, возникшие сложности и принятые решения, направленные на улучшение производительности, баланса геймплея и пользовательского опыта. Проект демонстрирует принципы разработки игр и творческие стратегии дизайна, позволяющие создать высококачественный кооперативный игровой опыт.

Введение

Видеоигры развились в сложные цифровые продукты, объединяющие искусство, технологии и интерактивность. На фоне общего роста индустрии кооперативные игры получили большую популярность благодаря возможности обеспечивать совместный опыт для нескольких игроков. Данный проект посвящён разработке 3D-кооперативной игры с использованием Unreal Engine 5 — мощной платформы для разработки игр, известной высококачественным рендерингом и возможностями взаимодействия в реальном времени.

Игра спроектирована для создания увлекательного кооперативного опыта, в котором игроки могут взаимодействовать друг с другом, с окружающей средой и совместно выполнять игровые задачи. Процесс разработки включает различные аспекты, в том числе дизайн уровней, анимацию, интеграцию звука и оптимизацию игровых механик.

Основная цель проекта — разработать полнофункциональную 3D-кооперативную игру, демонстрирующую принципы игрового дизайна и системного анализа. Игра нацелена на: обеспечение кооперативного игрового опыта; интеграцию физики в реальном времени, анимации и звуковых эффектов для усиления погружения; оптимизацию производительности для обеспечения плавного и отзывчивого геймплея.

Проект охватывает:

• процесс разработки 3D-кооперативной игры;
• игровой дизайн и планирование (дизайн уровней, механики и цели);
• технические аспекты (анимация, звук и оптимизация);
• тестирование и оценку производительности игры и пользовательского опыта.

Связанные исследования

Изучение успешных кооперативных игр даёт представление о игровых механиках, дизайне уровней и взаимодействии между игроками. Данный проект вдохновлён такими играми, как It Takes Two — сюжетная кооперативная платформер-игра с плавными переходами, интерактивной средой и головоломками, что повлияло на наш подход к дизайну уровней и взаимодействию игроков с объектами и усилениями (power-ups); и A Hat in Time — 3D-экшн-приключение, известное плавным управлением персонажем, системой коллектиблов и ярким дизайном уровней, что помогло уточнить механику движения, прыжков и разнообразие уровней.

Кооперативный геймплей предполагает взаимодействие игроков, синхронизированные действия и общие цели. Ключевые элементы в данном проекте включают:

• Синхронизация. Обеспечение плавного и согласованного игрового процесса для нескольких кооперативных игроков.
• Дизайн головоломок и взаимодействий. Создание испытаний, побуждающих к коммуникации и координации действий между игроками.

Unreal Engine 5 предоставляет продвинутые инструменты и возможности, делающие разработку кооперативных игр более эффективной, например:

• Поддержка мультиплеера. Встроенные сетевые возможности, такие как репликация, для синхронизации действий игроков.
• Blueprint и C++. Поддержка визуальных скриптов и нативного кода для реализации логики кооперативного мультиплеера.
• Реалистичная графика и физика. Высокий уровень визуализации и физической симуляции.
• Анимационные системы. Использование IK (обратной кинематики) для плавного естественного движения конечностей и анимационных блюпринтов для бесшовного смешивания различных анимаций.

Анализ дизайна игры

Игра разработана как кооперативный платформер, где игроки перемещаются по различным уровням, решают головоломки и взаимодействуют с разнообразными игровыми элементами. Вдохновлённая успешными играми It Takes Two и A Hat in Time, она делает акцент на совместном геймплее и интересных механиках.

Основные цели дизайна игры включают:

• стимулирование командной работы и общения между игроками;
• предоставление сложных, но увлекательных платформенных участков;
• создание погружающего мира с проработанными анимациями и звуковыми эффектами.

В игре предусмотрены хорошо структурированные уровни, призванные сочетать исследование и вызов, одновременно поощряя сотрудничество игроков.

• Инструмент Landscape. Использовался для создания игрового окружения; применялась процедурная растительность (деревья, трава) и текстуры рельефа для повышения реализма.
• Система сбора монет. Реализованы коллекционные монеты с помощью Blueprint-скриптов; использовалось обнаружение столкновений для запуска события сбора при взаимодействии игрока и добавлен UI-счётчик для отображения числа собранных монет.
• Система появления игроков. Спроектирован менеджер спавна для создания игроков, обеспечена синхронизация для кооперативного геймплея.

Игровые механики спроектированы так, чтобы обеспечить плавное движение, отзывчивое управление и увлекательные взаимодействия.

• Механики игрока. Базовые движения (бег, прыжок) позволяют игрокам перемещаться по различным типам окружения.
• Кооперативные взаимодействия. Игроки должны помогать друг другу, чтобы решать головоломки, активировать переключатели или добираться до новых областей уровня.

В игре используется стилизованный визуальный дизайн, усиливающий погружение при сохранении высокой производительности. Художественный стиль тщательно подобран под тематику игры, что обеспечивает яркий и привлекательный мир.

Продуманные UI и UX позволяют игрокам легко ориентироваться в игре, а звуковой дизайн усиливает погружение, обеспечивая аудиофидбек на различные действия. Удовлетворяющие звуковые эффекты проигрываются при сборе монет или достижении определённых этапов, усиливая ощущение достижения.

Реализация

Наша игра использует модульную архитектуру, реализованную в Unreal Engine 5, и включает следующие ключевые компоненты:

• Игровой мир. Ландшафт и окружение, в которых игроки исследуют пространство и взаимодействуют с объектами.
• Игровая система игроков. Механики двух игроков, спроектированные для кооперативного геймплея.
• Взаимодействие с объектами. Головоломочные элементы, коллекционные монеты и интерактивные объекты.
• Мультиплеер и система спавна. Обработка подключений игроков, механика появления персонажей и их синхронизация.

Используемые инструменты и технологии:

• Unreal Engine 5;
• Blueprints и C++;
• сетевая система Unreal (Networking System);
• Unreal Marketplace и собственные 3D-модели;
• встроенная в Unreal физическая система.

Сценарии Blueprint

Визуальная скриптовая система Blueprint в Unreal Engine использовалась для разработки различных игровых механик и логики.

Интеграция анимации и звука. В игре реализован стилизованный визуальный дизайн, который усиливает погружение, при этом сохраняя высокую производительность. Художественный стиль тщательно подобран к тематике игры, что создаёт яркий и увлекательный мир.

Звуки коллекций и наград. При сборе монет или достижении важных этапов проигрываются приятные звуковые эффекты, усиливающие ощущение награды и прогресса.

В будущих версиях планируется введение кооперативных головоломок, для прохождения которых оба игрока должны работать совместно.

Интеграция ассетов

Были использованы ассеты из Unreal Engine Marketplace, в том числе:

Ассеты окружения. Разнообразные бесплатные и платные ресурсы, включая текстуры и модели деревьев, травы и воды, применялись для создания визуально привлекательного игрового мира.

Проблемы и решения

• Физические сбои. Объекты иногда «зависали» в воздухе или застревали из-за некорректных настроек коллизий.
  Ошибки анимации. Персонаж не всегда плавно переходил между состояниями ходьбы, бега и прыжка.
  Проблемы взаимодействия. Игрок мог проходить по монетам или объектам, не собирая их; было выполнено уточнение хитбоксов и настроек коллизий для корректного срабатывания триггеров.
• Синхронизация анимаций. Анимации персонажа были синхронизированы для предотвращения задержек и обеспечения плавных переходов при взаимодействиях. Это особенно важно для действий игрока — ходьба, прыжок, взаимодействие с монетами или усилениями — чтобы процесс игры оставался динамичным и доставлял удовольствие.

Заключение и дальнейшая работа

Разработка данной игры в Unreal Engine 5 дала практический опыт в областях игрового дизайна, реализации механик, программирования и тестирования. От создания ландшафтов и основных механик до интеграции анимаций и оптимизации производительности — проект охватывал полный цикл разработки. В процессе итеративного тестирования были выявлены и устранены множество проблем геймплея, что позволило обеспечить плавное управление, погружающие взаимодействия и увлекательный опыт для игрока. Проект укрепил технические навыки в дизайне уровней, скриптинге на C++/Blueprint и понимание важности тестирования и оптимизации для создания «отполированного» игрового продукта.

Возможные направления дальнейшего развития игры включают:

• Расширение игрового мира. Добавление новых областей для исследования игроками, что увеличит сложность и масштаб игры.
• Новый ИИ и взаимодействие с NPC. Разработка NPC с уникальным поведением и интерактивными диалогами; реализация диалоговых систем и квестов для более глубокого погружения.
• Расширение сюжета и лора. Углубление нарратива за счёт добавления элементов мира (lore), введение кинематографичных кат-сцен для усиления повествования и эмоционального восприятия.

Литература

1. Unreal Engine Documentation, “Blueprint Visual Scripting,” Epic Games, 2023. [Online]. Available: https://docs.unrealengine.com
2. Research on Co-op Gameplay: “It Takes Two” by Hazelight Studios.
3. Studies on Platformers: “Rayman Legends” by Ubisoft, “A Hat in Time” by Gears for Breakfast.
4. Jimmy Thang (March 17, 2021). “It Takes Two lovingly marries story and gameplay together”. Unreal Engine. Archived from the original on November 29, 2021.
5. Gilliam, Ryan (December 10, 2020). “The new co-op game from the A Way Out team lets multiplayer pals play free”. Polygon. Archived from the original on December 11, 2020.
6. Borthwick, Ben (February 23, 2021). “It Takes Two offers a look at its co-operative gameplay in latest trailer”. VideoGamer.com. Archived from the original on February 23, 2021.
7. Zauch, Eric (September 23, 2018). “[Interview] A Hat in Time dev talks five-year development, Switch port, and what's next”. NintendoEverything. Archived from the original on November 7, 2021. Retrieved November 6, 2021.
8. Toyad, Jonathan (June 2, 2013). “Denmark studio opens Kickstarter for A Hat in Time”. GameSpot. Archived from the original on July 20, 2013. Retrieved June 25, 2013.
9. Matulef, Jeffrey (November 16, 2012). “A Hat in Time channels Wind Waker's aesthetic for a PC and Mac platformer”. Eurogamer. Archived from the original on September 21, 2013.
10. Toyad, Jonathan (June 2, 2013). “Denmark studio opens Kickstarter for A Hat in Time”. GameSpot. Archived from the original on July 20, 2013.