Game engine là gì? Cách thức hoạt động của game engine

Game engine là một công nghệ vô cùng quan trọng góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp game như hiện nay. Hãy cùng chúng tôi khám phá xem game engine thực chất là gì và những điều thú vị xoay quanh nó nhé!

Game engine là gì?

I. Game engine là gì

1. Định nghĩa

Game engine, hay còn được gọi là Phần mềm game, là một phần mềm dùng để xây dựng và thiết kế một trò chơi điện tử (phim game). Hình dung một cách đơn giản, game engine cung cấp cho các nhà làm game những nguyên liệu cơ bản để từ đó họ sẽ dễ dàng hơn trong việc phát triển game của mình. 

Game engine

Một game engine thông thường bao gồm kết xuất đồ họa cho các hình ảnh 2D hay 3D, công cụ vật lý, hoạt hình, trí tuệ nhân tạo cho những nhân vật trò chơi, phân luồng, tạo dòng dữ liệu xử lý, quản lý bộ nhớ, dựng ảnh đồ thị,… Từ 1 game engine có thể phát triển ra rất nhiều các game khác nhau. Đây là giải pháp tiết kiệm nhiều thời gian và chi phí cho các nhà sản xuất. 

2. Lịch sử hình thành

Trước đây khi chưa có sự xuất hiện của game engine, các nhà phát hành phải mất rất nhiều thời gian xây dựng từng phần nhỏ ban đầu của phần mềm game. Cho đến những năm 1980, một số hệ thống đồ họa 2D xuất hiện, là nền tảng dùng để phát triển các trò chơi. Có thể kể đến Pinball Construction Set (1983), ASCII ‘s War Game Construction Kit (1983), Adventure Construction Set (1984), Garry Kitchen’s GameMaker (1985), Wargame Construction Set (1986), Bộ xây dựng trò chơi điện tử (1988),…. Nổi tiếng nhất là RPG Maker của ASCII ra mắt năm 1998.

RBG maker

Nhưng thuật ngữ “game engine” mới chính thức được công nhận vào giữa những năm 1990. Và nó thường được áp dụng cho những game 3D như bắn súng góc nhìn thứ nhất (FPS). Các nhà phát triển game sẽ được cấp phép để có quyền truy cập vào mã nguồn, sau đó có thể thiết kế hình ảnh, nhân vật, vũ khí, nội dung game và game assets (các tài sản game). Từ đây, game engine và nội dung game là hai khía cạnh hoàn toàn tách biệt nhau. Quake III Arena và Unreal (1998) là hai đại diện tiêu biểu của giai đoạn khởi nguồn này.

Unreal (1998)

Hiện nay, game engine được viết bằng ngôn ngữ lập trình rất phức tạp và phải thường xuyên được chỉnh sửa để phù hợp với trải nghiệm người dùng. Bên cạnh game bắn súng góc nhìn thứ nhất, game engine còn xuất hiện trong các thể loại game khác như game nhập vai: The Elder Scrolls III: Morrowind và game MMORPG: Dark Age of Camelot đều được làm trên engine Gamebryo Lineage II dựa trên Unreal Engine,… 

II. Mục đích hình thành và phát triển

Hãy thử tưởng tượng giả sử game thủ cần xây một ngôi nhà nhưng trong tay game thủ chỉ có một khối đất. gamer phải làm mọi thứ từ việc làm ra những viên gạch, xi măng, đến việc kết dính chúng lại rồi thiết kế nên một ngôi nhà. Quá trình này sẽ mất rất nhiều thời gian và đôi khi hiệu quả cũng không như ý muốn. Trong khi đó chúng ta hoàn toàn có thể đi mua lại những nguyên liệu và chỉ việc lắp ráp thành hàng trăm ngôi nhà khác nhau. Câu chuyện về mục đích của game engine cũng tương tự.

Game engine ra đời đã cung cấp cho các nhà phát triển game một bộ công cụ nền để phát triển và có thể tái sử dụng từng phần. Từ một game engine, người ta có thể phát triển thêm vô số các game khác nhau. Nó đã giải quyết bài toán phát triển vô cùng khó nhằn và tốn kém nhiều thời gian, chi phí cũng như công sức của con người. 

Đặc biệt trong ngành công nghiệp game – một ngành vô cùng cạnh tranh và có tốc độ phát triển theo cấp số nhân, thì những sản phẩm trí tuệ lại mang tính sống còn. Game engine ra đời với mục đích giải quyết những yêu cầu cấp thiết về giảm thiểu chi phí và sáng tạo, để từ đó giảm giá thành và tiếp tục duy trì sức hút với người tiêu dùng.

III. Phần mềm trung gian trò chơi (Game middleware)

Phần mềm trung gian trò chơi (Game middleware) trong game engine được hiểu là hệ thống con của chức năng trong một công cụ trò chơi. Đa số các phần mềm trung gian cung cấp hình ảnh, âm thanh, hệ thống vật lý, chức năng AI. Phổ biến nhất hiện nay là Gamebryo và RenderWare.

RenderWare

Bốn gói phần mềm trung gian được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là Bink, FMOD, Havok, GFx. Bink cho phép dựng hình video cơ bản, âm thanh Miles, dựng hình 3D Granny. FMOD bao gồm bộ âm thanh mạnh mẽ với giá phải chăng. Havok cung cấp một hệ thống mô phỏng vật lý mạnh, phần mềm hình ảnh động và mô phỏng hành vi. GFx dùng cho các biểu diễn cao cấp trên nền giao diện Flash, các giải pháp trình chiếu video chất lượng cao, và một Input Method Editor (IME) hỗ trợ trò chuyện trong game bằng ngôn ngữ châu Á.

Một số middleware chỉ làm một chức năng nhưng rất hiệu quả, đôi khi còn hơn cả toàn bộ engine. Ví dụ như SpeedTree được sử dụng để dựng hình ảnh cây cối thực tế hơn trong game The Elder Scrolls IV: Oblivion

IV. Game engine trong thời buổi hiện nay

Game engine hiện nay vẫn đang liên tục được phát triển để đáp ứng được nhu cầu của người dùng. Các ứng dụng của nó đã mở rộng và vượt ra khỏi biên giới giải trí đơn thuần. Ứng dụng này bao gồm mô phỏng, huấn luyện ảo, y tế ảo, và mô phỏng các ứng dụng quân sự,…

XNA

Các game engine hiện nay được phát triển trên ngôn ngữ lập trình như Java và C# hay .NET, Python. Gần đây, Microsoft đã đi đầu trong việc thúc đẩy các nhà phát triển game độc lập phát triển game với ít tốn chi phí hơn; nhờ công nghệ XNA (Microsoft XNA) cung cấp phần mềm phát triển chung cho tất cả các game trên hệ máy Xbox và các sản phẩm liên quan.

V. Tổng hợp 10 engine game có ảnh hưởng nhất ngành game

1. Unreal Engine

Video giới thiệu Unreal Engine 5

Kể từ khi ra mắt, Unreal Engine đã cho thấy những điểm mạnh tuyệt đối trong việc rút ngắn thời gian phát triển cũng như xây dựng một môi trường cho trò chơi, đồng thời tạo nên sự chân thật cho khung cảnh cũng như những tương tác giữa các sự vật với nhau. Chính vì thế, Engine có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ việc phát triển các thể loại online, offline bom tấn hay sản xuất các phân cảnh 3D cho những tựa phim viễn tưởng nổi tiếng thế giới.

Unreal Engine cho phép người sử dụng di chuyển các góc quay của camera theo chuyển động của nhân vật tiêu đề cũng như theo khung cảnh môi trường một cách tự do và sáng tạo nhất. Thêm vào đó, với công nghệ Lumen mới, Unreal Engine 5 thậm chí còn cho phép nhà sáng tạo tự do di chuyển nguồn sáng theo ý mình mà không phải lo nghĩ về vấn đề tạo bóng, góc chiếu sáng hay độ phản chiếu ánh sáng khác nhau giữa các chất liệu như đá, kim loại, kính,…

2. Unity

Video giới thiệu Unity

Với ưu điểm là dễ sử dụng và cực kỳ thích hợp cho nhà phát triển mới vào nghề, Unity là phần mềm có thể được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau từ xây dựng game, phim ảnh, kiến trúc, cơ khí cho đến phục vụ các nhu cầu của Quân đội Hoa Kỳ (US Armed Forces).

Unity có thể hỗ trợ phát triển game trên nhiều nền tảng khác nhau và đây cũng là phần mềm đã tạo nên những cái tên bom tấn như Pokemon Go, Monument Valley, Beat Saber hay Call of Duty: Mobile. Cùng với ưu thế về việc tự động hóa trong việc đánh sáng các vật thể, xây dựng môi trường nhanh gọn và có chiều sâu, những nhà phát triển game indie rất ưa thích lựa chọn sử dụng phần mềm này.

3. CryEngine

Video giới thiệu về CryEngine

Được phát triển bởi công ty game Crytek của Đức, CryEngine được Ubisoft sử dụng để tạo nên tên tuổi cho thương hiệu game Far Cry. Không chỉ có thể, phần mềm còn có thể được ứng dụng linh hoạt cho nhiều hệ máy console khác nhau.

Phiên bản mới nhất cho phép các nhà phát triển có thể tạo ra một thế giới 3D chân thật, các vật thể được đổ bóng một cách tự nhiên cũng như chuyển động vô cùng mượt mà. Thêm vào đó, CryEngine còn hỗ trợ mô phỏng các tương tác của nhân vật tiêu đề với môi trường, từ đó giúp nhà phát triển sáng tạo ra các trò chơi giả lập một cách dễ dàng và chính xác hơn.

4. id Tech

Video giới thiệu id Tech

Được giới thiệu lần đầu vào năm 1992, tính đến nay phần mềm do đội ngũ id Software phát triển đã đạt đến phiên bản id Tech 7. Với khả năng tối ưu hóa phần cứng, id Tech đã đóng góp vào các loại game bom tấn nổi tiếng và tiêu biểu là dòng game Doom.

Theo đó, id Tech không chỉ hỗ trợ các lập trình viên tạo ra những thế giới giả tưởng đầy kỳ ảo một cách chân thật mà còn hỗ trợ tạo ra một phiên bản hỗ trợ tần số quét tối đa lên đến 1000 fps (Frames per Second), tạo nên sự mượt mà và mãn nhãn trong trải nghiệm của các game thủ chuyên nghiệp.

5. Source

Video giới thiệu Source

Source hay Source Engine là một phần mềm chuyên được sử dụng để tạo ra các phiên bản 3D. Nhờ có sự tối ưu về mặt thiết kế hình ảnh mà nhà phát triển của Source, Valve đã có những thành công vang dội, có thể kể đến như hai series game bắn súng nổi tiếng là Half-Life và Counter Strike.

Ra mắt lần đầu trong năm 2006, Source đã cho phép Valve tự tin hơn trong việc xây dựng môi trường khi phần mềm hỗ trợ cân đối màu sắc, ánh sáng và hiển thị rõ nét các vật thể được đặt ở môi trường ngược sáng. Năm 2015, Valve đã cho ra mắt Source 2 – phần mềm xây dựng lên sự thành công của thương hiệu game đình đám Dota 2.

6. Amazon Lumberyard

Video giới thiệu Amazon Lumberyard

Phát triển dựa trên nền tảng của CryEngine, những nhà phát triển của Amazon đã tạo nên một phần mềm lập trình game “giá rẻ” và cho phép họ sử dụng dữ liệu của trên nền tảng đám mây của Amazon để vận hành trò chơi.

Không chỉ có thể, nhà phát triển còn có thể sử dụng kết hợp với các công cụ được phát triển sẵn của Amazon để thu thập và phân tích dữ liệu. Từ đó, người làm game có thể hiểu được điểm mạnh điểm yếu của sản phẩm để đưa ra các bản nâng cấp kịp thời, phát triển tối ưu nhu cầu của gamer.

7. Godot

Video giới thiệu Godot

Được thiết kế để tạo ra các bối cảnh 2D cũng như 3D một cách dễ dàng nhất, phần mềm lập trình game Godot có thể được sử dụng để thiết kế các trò chơi cho cả điện thoại, PC hay chơi trên trình duyệt. Đây là phần mềm được phát triển với mục đích hỗ trợ các nhà sáng tạo có thể tự do tạo ra nội dung cho mình – từ hình ảnh cho đến âm thanh.

Với việc sử dụng Godot, bạn có thể tạo ra rất nhiều các thể loại game khác nhau, giới hạn duy nhất chỉnh là khả năng của lập trình viên. Nhờ có sự tiện lợi của Godot, những loạt game hấp dẫn như Sonic Colors: Ultimate hay Deponia đã được ra đời.

8. GameMaker Studio

Video giới thiệu GameMaker Studio

GameMaker là phần mềm được phát triển chủ yếu cho việc thiết kế các loạt game với đồ họa 2D, tối ưu hóa phần cứng của máy đồng thời hỗ trợ các công cụ để có thể vẽ nên một vật thể nhanh và hoàn chỉnh nhất. Không những thế, việc tạo ra một thể loại là chưa bao giờ đơn giản đến thế khi game thủ hoàn toàn có thể chỉ sử dụng thao tác kéo và thả để hoàn chỉnh một trò chơi.

Đặc biệt hơn, các nhà phát triển Yo Yo games còn chu đáo tạo ra một kênh trên Youtube để hỗ trợ những nhà phát triển mới vào nghề có thể dễ dàng tiếp cận với nền tảng, thuần thục thao tác để từ đó sáng tạo ra những thể loại 2D của riêng họ.

9. Infinity Engine

Sự phát triển của Infinity Engine qua thời gian

Phát triển lần đầu vào năm 1998, Infinite Engine được các nhà phát triển BioWare chú trọng trong việc xây dựng hoạt ảnh 2D, tập trung vào các sản phẩm game nhập vai. Chỉ sau đó 4 năm, BioWare đã nâng cấp phần mềm và cho ra mắt Aurora Engine, một phần mềm có thể được sử dụng để đánh sáng vào tạo bóng theo thời gian thực và hỗ trợ tạo ra âm thanh môi trường chân thật nhất.

Một trong những cách thức nổi tiếng nhất được tạo ra bởi Aurora Engine chính là The Witcher của CD Projekt Red, một trong những loạt game được đánh giá là hay nhất từ trước đến nay. Hơn t hế, “người kế thừa” sau này của Aurora là Odyssey Engine đã giúp BioWare tạo ra các loạt game mang tính thương hiệu như Star Wars: Knights of the Old Republic (2003) hay Star Wars Knights of the Old Republic II: The Sith Lords (2004)

10. Dark Engine

Sự phát triển của Dark Engine

Nhen nhóm ý tưởng từ năm 1995, các nhà phát triển game Looking Glass Studios đã cho gamer thấy được sự hoàn chỉnh của phần mềm Dark Engine thông qua series game Thief – loạt game nhập vai hành động lén lút đình đám những năm đầu của thế kỷ 21.

Theo đó, Dark Engine sẽ hỗ trợ các nhà phát triển tạo ra một môi trường sống động với khả năng đổ bóng tự động, phản chiếu ánh sáng cũng như tạo ra các NPC với nhận thức khác nhau. Tuy chỉ được sử dụng đến năm 2000, Dark Engine vẫn là một trong những phần mềm có thể tạo ra đồ họa đẹp và có chiều sâu nhất.

11. RPG Maker

Giới thiệu về phiên bản mới nhất của RPG Maker (RPG Maker MZ)

Được thiết kế bởi các nhà phát triển Nhật Bản, RPG Maker là một phần mềm làm game chuyên dụng cho các thể loại trò chơi đồ họa 8 bit mang nặng yếu tố nhập vai và kể chuyện. Phần mềm được thiết kế cung cấp cho người dùng các công cụ có sẵn, hỗ trợ họ xây dựng lên thế giới riêng của mình chỉ thông qua thao tác kéo và thả.

Một sự thật thú vị về phần mềm chính là việc dù được tạo ra ở Nhật, RPG Maker đã được dịch và sử dụng một cách rộng rãi ở nhiều quốc gia khác nhau, bao gồm cả Nga hay Mỹ, một cách trái pháp luật. Tuy nhiên, những phiên bản sau này đã được nhà sản xuất dịch và phân phối hoàn toàn hợp pháp.

Trên đây là tổng quan về game engine, cách thức hoạt động và những điều thú vị xoay quanh nó. Hy vọng bài viết này đã giúp bạn có thêm nhiều kiến thức bổ ích. Hãy chia sẻ bài viết nếu thấy thú vị nhé!

Một số mẫu laptop giúp game thủ Gameplay mượt mà đang bán tại Cuukiem3d.com: