Виртуальные миры с Unreal Engine: от геймдева до прототипирования авто и обучения хирургов

Первая игра на Unreal Engine появилась еще в 1998 году, а в мае 2023-го компания Epic Games анонсировала его последнюю версию 5.2, которая автоматически создает детализированные и реалистичные виртуальные миры с использованием ИИ-алгоритмов.

Но почти за четверть века технология перестала ассоциироваться исключительно с игровой разработкой и нашла применение во многих других сферах. В этом материале разбираем, в каких именно и какие известные проекты работают на Unreal Engine.

Разработка игр

Начнем все-таки с геймдева. Unreal Engine выбирают многие культовые проекты. К примеру, Fortnite, собравшая несколько десятков престижных премий, сегодня использует возможности Unreal Engine 5.1:

• Функция Nanite обеспечивает высокодетализированную архитектурную геометрию, когда в режиме реального времени из миллионов полигонов воспроизводятся дома вплоть до каждого камня и доски, а для моделирования отдельных деревьев иногда используется до 300 тыс. полигонов.
• Lumen в реальном времени со скоростью 60 кадров в секунду создает освещение, которое «взаимодействует» с персонажами: например, светящийся наряд рассеивает свет на расположенные рядом объекты.
• Virtual Shadow Maps обеспечивает детализированные затенения: любая смоделированная деталь к мельчайшему кирпичу отбрасывает реалистичную тень.

Источник: Fortnite 

Анимационная индустрия и кинопроизводство

Примером уникального сочетания реалистичных объектов и визуальных эффектов можно назвать «Барби» — они использованы в более чем 1000 кадров фильма. Чего стоит только дом мечты, с нуля построенный декораторами.

Кино снимали на виртуальной сцене V Stage площадью 660 м2, которую еще раньше построили для «Дома Дракона» (приквела к «Игре престолов»). С помощью визуальных эффектов в «Барби» созданы практически все закаты и то самое специфическое освещение, которое подчеркивает искусственность кукольного мира. Для этого использовали 40 медиасерверов Lux Arcas на Unreal Engine в сочетании с системой слежения за камерой Vicon — всего более 100 камер и несколько тысяч светодиодных экранов ROE [Visual] Black Pearl.

Источник: Warner Bros. Entertainment Inc.

Во время создания сериала «Мандалорец» операторы тоже отказались от натуральной съемки, сделав значительное количество сложных кадров VFX с точным освещением и отображением непосредственно в камере. Возможности Unreal Engine в реальном времени и иммерсионных светодиодных экранов обеспечили недостижимую ранее творческую гибкость: операторы Unreal могли одновременно манипулировать виртуальной площадкой, освещением и эффектами на стенах. Создатели сериала активно использовали инструменты многопользовательской работы и систему nDisplay, позволяющую кластеру машин в реальном времени производить рендеринг огромных изображений, а также Live compositing system для предварительного просмотра результатов.

Источник: Блог Unreal Engine

Тим Ричардсон, создатель научно-фантастической анимации «Неоновый восторг», убежден, что:

Автомобильная и авиационная отрасли

Способность создавать реалистичные виртуальные миры сделала Unreal Engine популярным инструментом прототипирования в автомобильной промышленности. Качественные интерактивные 3D-визуализации новых моделей и отдельных деталей позволяют исследовать различные варианты дизайна и вносить изменения в режиме реального времени, чтобы сэкономить время. Также имеет вес и кроссплатформенность — Unreal Engine поддерживает Windows, macOS, iOS и Android.

Первым автомобилем, разработанным с помощью Unreal Engine, стал BMW IX. Игровой двигатель позволил инженерам быстро создавать 3D-рендеринги с учетом различных световых эффектов, а также использовался на автозаводе на этапе сборки и тестирования в реалистической трехмерной среде.

Источник: Elastique

В авиационной отрасли Unreal Engine используется для разработки VR-тренингов для обучения специалистов по техническому обслуживанию самолетов. В реальных условиях это дорогостоящий и даже опасный процесс, который может привести к травмам техников и повреждению самолета. В противоположность этому Unreal Engine позволяет создать полностью безопасную среду, где персонал оттачивает навыки, многократно выполняя те же действия.

К примеру, VR-система обучения Boeing позволяет механикам отрабатывать открытие реверсора тяги в течение трех недель (вместо трех месяцев раньше). Разработчики тренажера утверждают, что ценят Unreal Engine за непревзойденное качество рендеринга, быстрое прототипирование в Blueprints, а также инструменты мониторинга и оптимизации производительности.

Строительство

Unreal Engine выводит на новый уровень архитектурной визуализации, позволяя создавать гораздо более реалистичные пространства, чем привычные 2D-планы и чертежи. С помощью обновленного набора инструментов Datasmith архитекторы могут погружать клиентов в 3D-опыт с беспрецедентной скоростью, иногда только через несколько дней после запуска проекта. С тех пор как Datasmith входит в состав Unreal Engine, инженеры используют его вместо FBX для импорта файлов 3ds Max, а появление Datamish for Revit ускорило импорт более чем в сто раз.

Строительная компания Groupe Legendre использует Unreal Engine в ​​80–90 % своих проектов и планирует довести их количество до 100 %.

Источник: Groupe Legendre

Международная компания HKS, работающая в сфере архитектурного дизайна, использовала Unreal Engine во время проектирования нового стадиона на 40 000 болельщиков. Благодаря трассировке лучей в реальном времени виртуальная модель получилась невероятно реалистичной.

Источник: HKS

Медицина и фармацевтическая отрасль

Британская фармацевтическая компания C4X Discovery использует ту же технологию, что и разработчики игры Fortnite. С помощью инструмента 4Sight ученые визуализируют молекулы в виртуальной реальности и могут легко ориентироваться в их взаимосвязях — так, как раньше не могли делать даже химики.

Источник: PrecisionOS Technology

Также есть первые примеры использования Unreal Engine для проведения VR-терапии взамен традиционных методов лечения, в частности для контроля и снижения интенсивности болевых ощущений. С помощью визуальных сценариев Unreal Blueprint создавать реалистичные симуляции и настраивать их под потребности разных пациентов могут даже разработчики с минимальным опытом программирования.

Оборонительная отрасль

Один из подрядчиков Минобороны США, компания Torch Technologies, открыла собственную VR-лабораторию на основе Unreal Engine. В то время как стоимость крупных военных систем измеряется миллиардами долларов, их виртуальные аналоги стоят в десять раз меньше. Оборонные предприятия выбирают Unreal Engine благодаря его визуальной точности и простоте программирования, возможности производить и одновременно тестировать прототипы с помощью Blueprint, а также быстро переносить готовые проекты на С++.

Источник: Torch Technologies

Вывод

Epic Games удалось создать доступный и простой в использовании продукт, поражающий реалистичностью визуализаций. Уже сейчас сообщество разработчиков насчитывает более чем 7,5 млн, а количество созданных на Unreal Engine видеоигр превысило 2 млн.

В то же время постоянно расширяется перечень отраслей и сфер применения этой технологии за пределами GameDev. Быстрота, точность и невероятная детализация Unreal Engine уже повышают эффективность и производительность в таких задачах, как обучение, инженерное прототипирование, тестирование, архитектурное проектирование, лечение и др.