PhyreEngine от Sony: создание профессиональных игр с нуля

Для кого эта статья:

• Разработчики игр, интересующиеся использованием PhyreEngine
• Новички в геймдеве, стремящиеся освоить игровые движки с нуля

• Профессионалы, ищущие оптимизацию и высокую производительность для проектов на PlayStation

  PhyreEngine — один из тех игровых движков, которые незаслуженно остаются в тени гигантов вроде Unity и Unreal. А зря. Этот мощный инструмент от Sony Interactive Entertainment предоставляет разработчикам исключительные возможности для создания высококачественных игр с впечатляющей графикой и оптимизированной производительностью. В этой статье я проведу вас от абсолютных основ до создания полноценных игровых проектов на PhyreEngine, раскрыв секреты, которые превратят вас из новичка в уверенного разработчика. 🎮

Хотите создавать игры, но не знаете, с чего начать? Python — идеальный язык для старта в геймдеве! Изучив основы на курсе Обучение Python-разработке от Skypro, вы получите прочный фундамент для дальнейшего погружения в игровые движки, включая PhyreEngine. Python не только прост в освоении, но и широко используется в игровой индустрии для прототипирования, написания серверной логики и инструментов разработки. Начните с малого, чтобы достичь большего!

Что такое PhyreEngine: особенности и преимущества

PhyreEngine — это многоплатформенный игровой движок, разработанный Sony Interactive Entertainment для разработки игр на консолях PlayStation, а также на ПК. Созданный изначально для внутреннего использования, сегодня он доступен зарегистрированным разработчикам PlayStation и некоторым сторонним студиям.

Ключевое преимущество PhyreEngine — его оптимизация для работы с оборудованием PlayStation, что обеспечивает высочайшую производительность при минимальных усилиях со стороны разработчика. Графический конвейер движка спроектирован с учетом архитектуры консолей Sony, что позволяет извлекать максимум из их аппаратных возможностей.

Алексей Сергеев, технический директор игровой студии

Наша студия раньше использовала исключительно Unreal Engine, пока не столкнулась с проектом, требующим особой оптимизации для PlayStation 5. Переход на PhyreEngine дался непросто — документации меньше, сообщество разработчиков не такое большое. Но результат превзошел ожидания. Игра получила стабильные 60 FPS с полноценным рейтрейсингом, при этом мы сэкономили около 15% ресурсов процессора по сравнению с нашими предыдущими проектами. Критичным фактором стал прямой доступ к технической поддержке Sony, которая помогала решать сложные проблемы оптимизации в кратчайшие сроки.

Вот основные характеристики, делающие PhyreEngine привлекательным для разработчиков:

• Высокопроизводительный графический движок с поддержкой передовых технологий освещения и рендеринга
• Встроенная поддержка физики и систем частиц
• Полная интеграция с инструментами разработки PlayStation
• Оптимизированный конвейер ассетов
• Мощная система анимации персонажей
• Поддержка новейших технологий, включая рейтрейсинг и переменную частоту кадров

Особенностью PhyreEngine является его компонентная архитектура, которая позволяет разработчикам использовать только те модули, которые им необходимы для конкретного проекта. Это уменьшает избыточность и позволяет создавать более компактные и эффективные игры.

В отличие от других движков, PhyreEngine предоставляет непосредственный доступ к низкоуровневым API консолей PlayStation, что открывает возможности для тонкой настройки производительности. Это особенно ценно для разработчиков AAA-игр, где каждый процент производительности имеет значение.

Установка и настройка PhyreEngine для разработки игр

Процесс установки PhyreEngine отличается от установки общедоступных движков, поскольку требует официальной регистрации в программе разработчиков PlayStation. После получения доступа к инструментарию, процесс установки становится более стандартным.

Марина Ковалёва, инди-разработчик

Моя первая попытка настроить PhyreEngine закончилась катастрофой. Я потратила неделю, пытаясь разобраться с конфликтующими зависимостями и непонятными ошибками компиляции. На грани отчаяния я обнаружила, что просто использовала несовместимую версию компилятора. После перехода на рекомендуемую версию Visual Studio все заработало буквально за пару часов. Самое забавное, что именно эта борьба с настройкой заставила меня детально изучить структуру движка, что впоследствии оказалось бесценным. Теперь я могу найти и исправить почти любую проблему в проекте, потому что знаю, "где искать тело" 😄. Совет новичкам: строго следуйте инструкции по установке и не пропускайте шаги, какими бы незначительными они ни казались.

Вот пошаговая инструкция для установки PhyreEngine:

1. Зарегистрируйтесь в программе разработчиков PlayStation через официальный портал Sony Developer Network
2. После одобрения заявки, получите доступ к загрузке SDK и PhyreEngine
3. Скачайте актуальную версию PhyreEngine для вашей целевой платформы
4. Установите соответствующую версию Visual Studio (обычно рекомендуется VS2019 или новее)
5. Установите необходимые инструменты и зависимости, указанные в документации
6. Распакуйте архив PhyreEngine в выбранную директорию
7. Запустите скрипт инициализации, который настроит переменные окружения и пути к инструментам
8. Проверьте установку, скомпилировав и запустив примеры из директории samples

Для эффективной работы с PhyreEngine необходимо настроить несколько критических компонентов:

• Конфигурация проекта в соответствии с целевой платформой (PS4, PS5, ПК)
• Настройка графического API (обычно выбор между DirectX и PlayStation Graphics API)
• Установка и интеграция инструментов для работы с ассетами
• Конфигурация сред разработки и отладки

Системные требования для разработки на PhyreEngine варьируются в зависимости от масштаба проекта и целевой платформы, но минимальная конфигурация выглядит следующим образом:

После установки и настройки базовых компонентов рекомендуется потратить время на изучение структуры каталогов и организации проекта. Это значительно ускорит последующую разработку и поможет избежать типичных проблем с конфигурацией и зависимостями.

Основы работы с PhyreEngine: интерфейс и компоненты

PhyreEngine построен на принципах компонентно-ориентированной архитектуры, что позволяет создавать гибкие и модульные игровые системы. Работа с движком происходит преимущественно через написание кода с использованием C++, хотя существуют и высокоуровневые инструменты для определенных задач.

Основные компоненты PhyreEngine включают:

• Core Framework — ядро движка, отвечающее за базовую функциональность и абстракцию платформ
• Graphics System — система рендеринга с поддержкой различных графических API
• Physics Engine — физический движок для симуляции твердых тел и тканей
• Audio System — звуковая подсистема с поддержкой 3D-аудио
• Animation System — система анимации персонажей и объектов
• Asset Pipeline — конвейер обработки и оптимизации игровых ресурсов
• Networking — сетевой стек для многопользовательских игр
• UI Framework — система для создания пользовательского интерфейса

Взаимодействие с этими компонентами происходит через API движка. Вот пример базовой структуры проекта и использования основных систем:

// Пример инициализации основных систем PhyreEngine
#include "PhyreEngine/Core.h"
#include "PhyreEngine/Graphics.h"
#include "PhyreEngine/Physics.h"

class MyGame : public phyre::Application {
public:
MyGame() : Application("My First PhyreEngine Game") {}

bool Initialize() override {
// Инициализация графики
graphics_system_ = std::make_unique<phyre::GraphicsSystem>();
if (!graphics_system_->Initialize(window_handle_)) {
return false;
}

// Инициализация физики
physics_system_ = std::make_unique<phyre::PhysicsSystem>();
if (!physics_system_->Initialize()) {
return false;
}

// Загрузка игровых ресурсов
resource_manager_ = std::make_unique<phyre::ResourceManager>();
if (!LoadGameResources()) {
return false;
}

return true;
}

void Update(float delta_time) override {
// Обновление игровой логики
physics_system_->Simulate(delta_time);
game_world_->Update(delta_time);
}

void Render() override {
graphics_system_->BeginFrame();
game_world_->Render();
graphics_system_->EndFrame();
}

private:
std::unique_ptr<phyre::GraphicsSystem> graphics_system_;
std::unique_ptr<phyre::PhysicsSystem> physics_system_;
std::unique_ptr<phyre::ResourceManager> resource_manager_;
std::unique_ptr<GameWorld> game_world_;
};

PHYRE_MAIN(MyGame)

В отличие от многих других движков, PhyreEngine не имеет визуального редактора уровней в традиционном понимании. Вместо этого он предоставляет инструменты командной строки и интеграцию с популярными пакетами 3D-моделирования, такими как Maya и Blender, через плагины экспорта.

Для эффективной работы с PhyreEngine необходимо освоить следующие концепции:

• Entity-Component System — каждый игровой объект (Entity) состоит из набора компонентов, определяющих его поведение
• Scene Graph — иерархическая структура, представляющая организацию объектов в игровом мире
• Material System — система материалов, определяющая визуальные свойства объектов
• Shader Framework — структура для написания и управления шейдерами
• Event System — система событий для коммуникации между компонентами

Важным аспектом работы с PhyreEngine является понимание его подхода к управлению памятью и оптимизации. Движок предоставляет низкоуровневые инструменты для контроля над распределением ресурсов, что требует от разработчика большей ответственности, но и даёт больший контроль.

Создаем первую игру на PhyreEngine: пошаговое руководство

Создание даже простой игры на PhyreEngine требует последовательного подхода. В этом разделе мы рассмотрим процесс разработки простого 3D-платформера от концепции до готового продукта. 🚀

Начнем с определения базовой структуры проекта и основных игровых систем:

// Game.h – основной класс игры
#pragma once
#include "PhyreEngine/Core.h"
#include "PhyreEngine/Graphics.h"
#include "PhyreEngine/Physics.h"
#include "PhyreEngine/Audio.h"
#include "Player.h"
#include "Level.h"

class PlatformerGame : public phyre::Application {
public:
PlatformerGame();
~PlatformerGame();

bool Initialize() override;
void Update(float delta_time) override;
void Render() override;

private:
bool LoadResources();
void HandleInput();

std::unique_ptr<phyre::GraphicsSystem> graphics_;
std::unique_ptr<phyre::PhysicsSystem> physics_;
std::unique_ptr<phyre::AudioSystem> audio_;
std::unique_ptr<Player> player_;
std::unique_ptr<Level> current_level_;
phyre::Camera main_camera_;
bool game_paused_ = false;
};

Основная игровая логика будет реализована в методе Update, который вызывается каждый кадр:

void PlatformerGame::Update(float delta_time) {
if (game_paused_) return;

// Обработка ввода
HandleInput();

// Обновление физики
physics_->Simulate(delta_time);

// Обновление игровых объектов
player_->Update(delta_time);
current_level_->Update(delta_time);

// Обновление камеры (следование за игроком)
phyre::Vector3 player_position = player_->GetPosition();
main_camera_.SetPosition(player_position + phyre::Vector3(0.0f, 3.0f, -5.0f));
main_camera_.LookAt(player_position);

// Проверка условий завершения уровня
if (current_level_->IsCompleted()) {
LoadNextLevel();
}
}

Теперь рассмотрим создание персонажа игрока, который будет основным управляемым объектом:

// Player.h
#pragma once
#include "PhyreEngine/Core.h"
#include "PhyreEngine/Physics.h"
#include "PhyreEngine/Graphics.h"

class Player {
public:
Player(phyre::PhysicsSystem* physics, phyre::ResourceManager* resources);

void Update(float delta_time);
void Render(phyre::GraphicsSystem* graphics);

void Jump();
void Move(const phyre::Vector3& direction);

phyre::Vector3 GetPosition() const;

private:
phyre::Model model_;
phyre::RigidBody* physics_body_;
phyre::Animation idle_animation_;
phyre::Animation run_animation_;
phyre::Animation jump_animation_;

float move_speed_ = 5.0f;
float jump_force_ = 10.0f;
bool is_grounded_ = false;

void UpdateAnimation(float delta_time);
void CheckGroundContact();
};

// Player.cpp (фрагмент)
void Player::Move(const phyre::Vector3& direction) {
if (!is_grounded_) {
// В воздухе движение ограничено
phyre::Vector3 current_velocity = physics_body_->GetLinearVelocity();
phyre::Vector3 air_control = direction * (move_speed_ * 0.3f);
physics_body_->SetLinearVelocity(phyre::Vector3(
air_control.x, 
current_velocity.y, 
air_control.z
));
} else {
// На земле полное управление
physics_body_->SetLinearVelocity(phyre::Vector3(
direction.x * move_speed_,
physics_body_->GetLinearVelocity().y,
direction.z * move_speed_
));
}
}

void Player::Jump() {
if (is_grounded_) {
physics_body_->ApplyImpulse(phyre::Vector3(0.0f, jump_force_, 0.0f));
is_grounded_ = false;
}
}

Для создания уровня мы используем систему тайлов и процедурную генерацию:

// Level.h (фрагмент)
class Level {
public:
Level(phyre::PhysicsSystem* physics, phyre::ResourceManager* resources);

void LoadFromFile(const std::string& file_path);
void GenerateProcedural(int width, int length, int difficulty);

void Update(float delta_time);
void Render(phyre::GraphicsSystem* graphics);

bool IsCompleted() const;
phyre::Vector3 GetStartPosition() const;
phyre::Vector3 GetEndPosition() const;

private:
std::vector<std::vector<int>> tile_map_;
std::vector<phyre::Model> tile_models_;
std::vector<phyre::RigidBody*> collision_bodies_;

phyre::Vector3 start_position_;
phyre::Vector3 end_position_;
bool level_completed_ = false;

void CreatePhysicsForTile(int tile_type, const phyre::Vector3& position);
};

Реализация обработки пользовательского ввода позволяет управлять персонажем:

void PlatformerGame::HandleInput() {
phyre::InputSystem* input = phyre::InputSystem::GetInstance();

// Векторы направления движения
phyre::Vector3 move_direction(0.0f, 0.0f, 0.0f);

// Обработка клавиш WASD
if (input->IsKeyPressed(phyre::KeyCode::W)) {
move_direction.z += 1.0f;
}
if (input->IsKeyPressed(phyre::KeyCode::S)) {
move_direction.z -= 1.0f;
}
if (input->IsKeyPressed(phyre::KeyCode::A)) {
move_direction.x -= 1.0f;
}
if (input->IsKeyPressed(phyre::KeyCode::D)) {
move_direction.x += 1.0f;
}

// Нормализация вектора движения
if (move_direction.LengthSquared() > 0.0f) {
move_direction.Normalize();
}

// Применение движения к игроку
player_->Move(move_direction);

// Обработка прыжка
if (input->IsKeyJustPressed(phyre::KeyCode::SPACE)) {
player_->Jump();
}

// Пауза игры
if (input->IsKeyJustPressed(phyre::KeyCode::ESCAPE)) {
game_paused_ = !game_paused_;
}
}

В завершение, добавим базовый пользовательский интерфейс:

// UI.h (фрагмент)
class GameUI {
public:
GameUI(phyre::GraphicsSystem* graphics);

void Update(float delta_time);
void Render();

void ShowMainMenu();
void ShowGameOverScreen();
void ShowPauseMenu();
void ShowHUD(int score, int lives, float health);

private:
phyre::UIPanel main_panel_;
phyre::UIText score_text_;
phyre::UIText lives_text_;
phyre::UIProgressBar health_bar_;

bool show_main_menu_ = true;
bool show_game_over_ = false;
bool show_pause_menu_ = false;
};

Для полноценной игры также потребуется реализовать системы коллизий, аудио, систему частиц для эффектов и многие другие компоненты. PhyreEngine предоставляет базовые инструменты для каждой из этих систем, которые нужно интегрировать в игровой цикл.

Этот базовый каркас демонстрирует структуру типичного проекта на PhyreEngine и показывает основные принципы организации кода. По мере развития проекта, можно добавлять новые функции, оптимизировать существующие системы и расширять игровой контент.

Продвинутые техники и готовые проекты на PhyreEngine

После освоения основ PhyreEngine можно переходить к изучению продвинутых техник, которые позволят поднять качество ваших игр на новый уровень. Рассмотрим несколько ключевых областей. 🔥

Одно из главных преимуществ PhyreEngine — его мощная система рендеринга с поддержкой передовых технологий. Вот пример использования расширенных графических функций:

// Настройка системы рендеринга с поддержкой рейтрейсинга
phyre::RenderingSettings settings;
settings.EnableRayTracing(true);
settings.SetRayTracingBounces(3);
settings.EnableGlobalIllumination(true);
settings.SetShadowQuality(phyre::ShadowQuality::Ultra);
settings.EnableTemporalAA(true);

graphics_system_->ApplySettings(settings);

// Создание материала с PBR-свойствами
phyre::Material metal_material;
metal_material.SetAlbedo(phyre::Color(0.95f, 0.76f, 0.1f));
metal_material.SetRoughness(0.2f);
metal_material.SetMetallic(0.9f);
metal_material.SetNormalMap(resource_manager_->LoadTexture("assets/textures/metal_normal.png"));
metal_material.SetAmbientOcclusion(resource_manager_->LoadTexture("assets/textures/metal_ao.png"));

// Применение материала к модели
model_->SetMaterial(metal_material);

PhyreEngine также предлагает мощные инструменты для создания систем частиц и визуальных эффектов:

// Создание системы частиц для эффекта огня
auto particle_system = std::make_unique<phyre::ParticleSystem>();
particle_system->SetMaxParticles(10000);
particle_system->SetEmissionRate(500);

phyre::ParticleProperties fire_props;
fire_props.start_color = phyre::Color(1.0f, 0.5f, 0.0f, 0.8f);
fire_props.end_color = phyre::Color(0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
fire_props.start_size = phyre::Vector2(0.1f, 0.1f);
fire_props.end_size = phyre::Vector2(0.5f, 0.5f);
fire_props.min_lifetime = 0.5f;
fire_props.max_lifetime = 2.0f;
fire_props.gravity_effect = -0.1f; // Отрицательная гравитация для эффекта подъема
fire_props.velocity_variance = phyre::Vector3(0.3f, 0.5f, 0.3f);

particle_system->SetParticleProperties(fire_props);
particle_system->SetTexture(resource_manager_->LoadTexture("assets/textures/particle.png"));
particle_system->SetBlendMode(phyre::BlendMode::Additive);

Для оптимизации производительности игры на различных устройствах можно использовать систему уровней детализации (LOD):

// Создание модели с несколькими уровнями детализации
phyre::ModelLODGroup character_model;
character_model.AddLOD(0, resource_manager_->LoadModel("assets/models/character_high.pmdl"), 0.0f);
character_model.AddLOD(1, resource_manager_->LoadModel("assets/models/character_medium.pmdl"), 10.0f);
character_model.AddLOD(2, resource_manager_->LoadModel("assets/models/character_low.pmdl"), 25.0f);
character_model.AddLOD(3, resource_manager_->LoadModel("assets/models/character_lowest.pmdl"), 50.0f);

// Автоматический выбор подходящего LOD на основе расстояния до камеры
character_model.SetLODSelectionMode(phyre::LODSelectionMode::Distance);

Для создания сложных поведенческих моделей NPC можно использовать систему искусственного интеллекта PhyreEngine:

// Создание поведенческого дерева для вражеского ИИ
auto behavior_tree = std::make_unique<phyre::BehaviorTree>();

// Создание узлов дерева решений
auto root_sequence = behavior_tree->CreateSequence("RootSequence");
auto detect_player = behavior_tree->CreateCondition("DetectPlayer", [this](float dt) -> bool {
return (player_->GetPosition() – enemy_position_).Length() < detection_radius_;
});

auto combat_selector = behavior_tree->CreateSelector("CombatSelector");
auto health_check = behavior_tree->CreateCondition("HealthCheck", [this](float dt) -> bool {
return enemy_health_ < 30.0f; 
});

auto retreat_action = behavior_tree->CreateAction("Retreat", [this](float dt) -> phyre::BehaviorStatus {
// Логика отступления
phyre::Vector3 retreat_dir = (enemy_position_ – player_->GetPosition()).Normalized();
enemy_position_ += retreat_dir * retreat_speed_ * dt;
return phyre::BehaviorStatus::Success;
});

auto attack_sequence = behavior_tree->CreateSequence("AttackSequence");
auto approach_action = behavior_tree->CreateAction("Approach", [this](float dt) -> phyre::BehaviorStatus {
// Логика сближения с игроком
phyre::Vector3 approach_dir = (player_->GetPosition() – enemy_position_).Normalized();
enemy_position_ += approach_dir * approach_speed_ * dt;

if ((player_->GetPosition() – enemy_position_).Length() < attack_range_) {
return phyre::BehaviorStatus::Success;
}
return phyre::BehaviorStatus::Running;
});

auto attack_action = behavior_tree->CreateAction("Attack", [this](float dt) -> phyre::BehaviorStatus {
// Логика атаки
attack_cooldown_ -= dt;
if (attack_cooldown_ <= 0.0f) {
PerformAttack();
attack_cooldown_ = attack_rate_;
return phyre::BehaviorStatus::Success;
}
return phyre::BehaviorStatus::Running;
});

// Сборка дерева
root_sequence->AddChild(detect_player);
root_sequence->AddChild(combat_selector);

combat_selector->AddChild(health_check);
combat_selector->AddChild(attack_sequence);

health_check->SetNextNode(retreat_action);

attack_sequence->AddChild(approach_action);
attack_sequence->AddChild(attack_action);

// Использование дерева поведения
behavior_tree->Update(delta_time);

В индустрии существует множество впечатляющих проектов, созданных с использованием PhyreEngine. Вот некоторые категории игр, для которых этот движок особенно хорошо подходит:

При разработке коммерческих проектов на PhyreEngine важно учитывать особенности лицензирования и распространения. В отличие от Unity или Unreal Engine, для использования PhyreEngine требуется специальное соглашение с Sony Interactive Entertainment, а публикация игр обычно ориентирована прежде всего на экосистему PlayStation.

Для расширения возможностей вашего проекта рекомендуется также изучить интеграцию с дополнительными инструментами и библиотеками, такими как middleware для звука, сетевого взаимодействия или управления данными. PhyreEngine предоставляет API для интеграции с популярными решениями, что позволяет дополнить его функциональность в тех областях, где это необходимо.

PhyreEngine — это не просто инструмент, это полноценная экосистема для создания высококлассных игр. Освоив его основы и продвинутые техники, вы получаете доступ к тому же арсеналу средств, который используют многие профессиональные студии при разработке эксклюзивов PlayStation. Путь от новичка до эксперта в PhyreEngine требует времени и усилий, но результат стоит того — возможность создавать игры с графикой консольного качества и оптимальной производительностью. Начните с малых проектов, экспериментируйте с разными компонентами движка и постепенно наращивайте сложность своих разработок.

Читайте также

• 3D игры в Unity: пошаговая разработка от новичка до релиза
• GDevelop: создание игр без кода – пошаговое руководство для новичков
• CryEngine: создаем первую 3D игру от установки до релиза
• Выбор игрового движка: 5 критериев для успешной разработки игры
• Создание 2D игр в Unreal Engine: мощный инструмент для любых жанров
• Defold: создание первой 2D игры от установки до публикации
• GDevelop: создание 2D игр без кода – от установки до публикации
• Unity: руководство для начинающих разработчиков игр – первые шаги
• Godot Engine: создайте свою первую игру без опыта программирования
• CryEngine для начинающих: как создать игру на движке Crysis