Irrlicht: Открытый игровой движок на C++

Введение

Компьютерный игровой движок

Irrlicht (произносится на немецком языке) — это игровой движок с открытым исходным кодом, написанный на C++. Он кроссплатформенный, официально поддерживается в Windows, macOS, Linux и Windows CE, а благодаря открытой природе существуют порты и для других систем, включая FreeBSD, Xbox (до версии Irrlicht 1.8.1), PlayStation Portable, Symbian, iPhone, AmigaOS 4, Sailfish OS через обёртку QT/Qml и Google Native Client. Irrlicht известен своим небольшим размером, совместимостью как с новым, так и со старым оборудованием, простотой освоения и большим, дружелюбным сообществом. Существуют неофициальные привязки для многих языков программирования, включая AutoIt, C++Builder, FreeBASIC, GameMaker Language, Java, Lua, .NET, Object Pascal (Delphi), Perl, Python и Ruby, однако большинство из них не обновлялись в течение пяти лет и более. Разработка Irrlicht началась в 2003 году с одним разработчиком, Николаусом Гебхардтом. Команда выросла до десяти человек к 2011 году, после выпуска версии 1.0 в 2006 году, большинство из которых были разработчиками. Irrlicht – распространенное немецкое слово, означающее «бледное пламя» или «призрачный огонь».

Особенности

Irrlicht поддерживает 3D-рендеринг через OpenGL, DirectX 8, 9 и внутренние программные растрировщики. Поддержка DirectX 8 будет прекращена после версии 1.8.1, что фактически завершит поддержку Xbox. Внешние рендереры и оконные системы подключаются через простые интерфейсы, что привело к созданию сообществом видеодрайвера Simple DirectMedia Layer (SDL) и поддержке устройств iPhone и Symbian. Движок поставляется с библиотекой стандартных материалов, обеспечивающих возможность использования запасных материалов в случае, если аппаратное обеспечение пользователя не поддерживает продвинутые методы. Новые материалы можно добавлять в движок во время выполнения, позволяя пользователям создавать собственные по мере необходимости. Помимо устаревших материалов с фиксированным конвейером, поддерживаются программируемые пиксельные и вершинные шейдеры (версий 1.1–3.0 и 4.0 с использованием GLSL), ARB-фрагментные и вершинные программы, HLSL, Cg и GLSL. Irrlicht поддерживает множество форматов файлов, включая файлы 3ds Max, модели Quake 2 MD2, объекты Wavefront obj, карты Quake 3 bsp, объекты Milkshape3D и файлы DirectX x. Дополнительные загрузчики форматов были разработаны как внешние плагины. Освещение, камеры и 3D-объекты управляются как дерево сценных узлов – произвольно группируемые сущности, связанные друг с другом в графе сцены. Эти узлы отвечают за собственное поведение, но также могут управляться аниматорами, другими узлами или вручную пользователями. Существует множество встроенных типов узлов, которые можно комбинировать для создания сложных внутренних и внешних сцен. Создание новых узлов несложно, и их можно добавлять во время выполнения; в сообществе доступно множество дополнительных типов узлов. Типы узлов, поставляемые с Irrlicht, включают в себя рендерер местности и небесные купола/боксы для внешнего рендеринга, разделение пространства на двоичные части (BSP) для внутреннего рендеринга, анимированные сетки на основе костей, тени с использованием трафаретной буферизации, билборды и системы частиц, водные поверхности и примитивы. Доступен настраиваемый 2D графический пользовательский интерфейс (GUI) с поддержкой множества элементов управления и возможностью подключения пользователями собственных (или созданных сообществом) пользовательских виджетов во время выполнения. Внутренняя система событий Irrlicht предоставляет события мыши, клавиатуры, джойстика и GUI без необходимости использования дополнительных библиотек. Доступ к файловой системе абстрагирован, что обеспечивает независимый от платформы доступ к файлам и папкам, а также прозрачный доступ к файлам внутри ZIP-архивов. Другие функции ввода/вывода включают в себя XML-парсер и писатель, возможность создания скриншотов, манипулирования изображениями и сетками с последующим сохранением их в различных форматах файлов. Irrlicht предоставляет поддержку простого обнаружения столкновений, включая выбор объектов мышью, однако пользователям рекомендуется, что это не является заменой полноценного физического движка.

Irrlicht supports 3D rendering via OpenGL, DirectX 8, 9 and internal software rasterizers. DirectX 8 will not be supported after 1.8.1, effectively ending support for Xbox. External renderers and windowing systems plug in through simple interfaces, giving rise to a community made Simple DirectMedia Layer (SDL) video driver and support for iPhone and Symbian devices. The engine comes with a library of standard material renderers, allowing fallback materials where user hardware is unable to handle advanced methods. New materials can be added to the engine at run time, allowing users to write their own as needed. In addition to legacy fixed function pipeline materials, programmable Pixel and Vertex Shaders (1.1 to 3.0 and 4.0 using GLSL), ARB Fragment and Vertex Programs, HLSL, Cg and GLSL materials are supported. Irrlicht supports many file formats. It will load and display 3ds Max files, Quake 2 MD2 Models, Wavefront obj objects, Quake 3 bsp maps, Milkshape3D objects, and DirectX x files. Additional format loaders have been written as external plugins. Lights, cameras and 3D objects are managed as a tree of Scene Nodes, arbitrary groupable entities linked together in a scene graph. These nodes are responsible for their own behaviour, but can also be managed by animators, each other, or manually by users. Many built in node types exist and can be used together to make complex indoor and outdoor scenes. New nodes are trivial to make and can be added at runtime; many additional node types are available from the community. Node types packaged with Irrlicht include a terrain renderer and sky domes boxes for outdoor rendering, binary space partitioning (BSP) for indoor rendering, bone based animated meshes, stencil shadows, billboards and particle systems, water surfaces and primitives. A skinnable 2D graphical user interface (GUI) is available, supporting many controls and the ability for users to plug in their own (or community made) custom widgets at runtime. Irrlicht's internal event system provides mouse, keyboard, joystick and GUI events without having to rely on additional libraries. Filesystem access is abstracted allowing platform independent file and folder access, and transparent access to files within ZIP archives. Other I/O features include an XML reader and writer, the ability to take screenshots, manipulate images and meshes and then save them in several different file formats. Irrlicht provides support for simple collision detection including mouse picking, but users are advised that this is not intended as a replacement for a full featured physics engine.

Расширения двигателя

Irrlicht был разработан с возможностью загружать и сохранять текущую сцену в XML-файл; это, в сочетании с моделью лицензирования с открытым исходным кодом движка, привлекло множество программистов и разработчиков к созданию редакторов мира для Irrlicht, чтобы упростить процесс создания игровых миров. Одним из таких примеров является редактор мира irrEdit, разработанный Николаусом Гебхардтом и другими членами компании Ambiera. IrrEdit включает в себя генератор карт освещения методом радиозности и интерфейс для скриптов, использующий язык Squirrel. Поскольку Irrlicht сам по себе не поддерживает звук, компания Ambiera также разработала irrKlang – несвободную, проприетарную аудиобиблиотеку с API, аналогичным Irrlicht. Разрабатываемый той же командой, irrEdit поддерживает использование звуков в уровнях, созданных в irrEdit, для использования с скомпилированными DLL-библиотеками, включающими irrKlang. Кроме того, среди разработок Ambiera – irrXML, XML-парсер для Irrlicht. Для Irrlicht были созданы плагины и обертки для многих физических движков, включая Nvidia PhysX, Bullet и Open Dynamics Engine. Дополнительные расширения можно найти на форумах Irrlicht и в проекте irrExt – побочном проекте Irrlicht, предназначенном для специальных дополнений. На форумах также обсуждаются новые технологии, такие как отложенное затенение и shadow mapping. Многие пользователи вносят свой вклад, разрабатывая расширения, такие как Compute Shaders (OpenGL 4.3) и Tessellation Shaders (Shader Model 5.0).