Unreal Engine 4: gli strumenti, come funziona, cosa cambia

Unreal Engine 4 utilizza l'engine fisico PhysX 3.3 per la gestione dei calcoli inerenti la simulazione della fisica e le collisioni. PhysX offre la possibilità di rilevare in maniera accurata le collisioni nonché le interazioni fisiche tra gli oggetti presenti nella scena. Questo contribuisce a incrementare l'immersività di ogni scena, dando ai giocatori la sensazione di interagire effettivamente con la scena e che quest'ultima stia rispondendo alla loro azione in un qualche modo.

Collision Responses e Trace Responses sono i due moduli alla base della gestione che Unreal Engine 4 fa delle collisioni e del ray tracing durante il run time. Ogni oggetto che può collidere viene associato a un Object Type che racchiude una serie di risposte che definiscono come quest'ultimo interagisce con gli altri oggetti. I due oggetti che si ritrovano in prossimità della stessa posizione nello spazio tridimensionale possono impattare l'uno con l'altro, sovrapporsi o semplicemente ignorarsi a seconda dei parametri impostati.

Nell'elenco delle proprietà, infatti, si trovano un sacco di parametri relativi alla fisica a partire dall'impostazione di base che prevede di scegliere tra Simple e Complex Collision. Le collisioni semplici riguardano gli oggetti, le sfere, le capsule e le forme convesse che possono essere modificate tramite l'editor delle mesh. Complex Collision, invece, agisce a livello di poligoni e non può essere associata a un attore in particolare.

Se per due oggetti, come un PhysicsBody e un WorldDynamic, viene spuntata la voce "Block", allora si verificherà una collisione nel momento in cui le posizioni nel mondo di gioco coincideranno. Questa è la condizione minima affinché ci sia un'interazione fisica, ma ovviamente non è sufficiente per avere un impatto che possa definirsi realistico. Se si vuole avere un effetto visivo che sottolinei l'impatto bisogna infatti ricorrere al Blueprint o al codice. Questo potrebbe essere, ad esempio, un evento di calore.

Nel Blueprint della sfera si possono spuntare le voci ReceiveHit e OnComponentHit, ma è ovviamente molto importante che si gestisca l'effetto affinché si verifichi solo quando c'è una collisione.

Quando il dettaglio visivo è particolarmente sostenuto è importante andare a verificare che i calcoli per la fisica siano semplici. È più facile calcolare la fisica, infatti, se i poligoni coinvolti nella collisione sono in numero contenuto. Inoltre, in termini di gameplay, bisogna stare attenti a non far sì che si generino troppi detriti che potrebbero ostacolare il giocatore durante il movimento.

Alla base della gestione della fisica vi è la creazione di mesh capaci di gestire le collisioni. Nel menù Collision all'interno dell'editor delle mesh, infatti, si trovano diverse voci relative ai K-DOP (K discrete oriented polytope). Si tratta di quello che in computer graphics viene definito bounding volume, ovvero un volume di delimitazione contrassegnato da K assi piani allineati che corrispondono grosso modo alla forma della mesh.

Recandosi in Collision Menu -> Auto Convex Collision si ha la possibilità di configurare la Convex Decomposition impostando il numero di parti sensibili alla collisione all'interno della mesh, ovviamente con l'obiettivo di allinearle il più possibile alla mesh finale senza consumare molte risorse di elaborazione. Sono due modi diversi di ottimizzare i calcoli della fisica, che poi possono essere rivisti nel run time con il comando da console show COLLISION, che evidenzia appunto tutti i modelli di collisione presenti nella scena. Stat Game, invece, mostra varie utili statistiche su quanto tempo serve a renderizzare i vari effetti di collisione.

NVIDIA inoltre mette a disposizione di Epic APEX PhysX Lab, uno strumento che può essere utilizzato per generare mesh distruttibili. Unreal Engine 4 al momento non supporta questo strumento nella sua interezza, ma limitatamente ai moduli APEX Destructibles e APEX Cloth. Per creare asset di tipo APEX Cloth, inoltre, si può usare il plug-in DCC per 3Ds Max o Maya o lo strumento standalone incluso dell'SDK Apex. Attori distruttibili con un singolo livello di profondità possono essere creati anche con uno strumento interno a Unreal Engine 4 che si chiama Voronoi.

Uno degli elementi di gioco che più degli altri fanno uso della fisica sono i veicoli. Alla base della creazione di un veicolo vi è una mesh scheletrale e un Physics Asset che ne determini il comportamento in funzione delle regole della fisica. Servono poi un Animation Blueprint, un Vehicle Blueprint, un Blueprint alla base del funzionamento delle ruote e un TireType Data Asset per gestire il comportamento del battistrada e degli altri elementi del pneumatico.

Nel Content Browser si preme su Add New, poi Blueprint e infine si seleziona la voce WheeledVehicle. Operazione che poi va ripetuta per tutte le altre componenti prima elencate, per poi introdurre la configurazione degli input e associare un Blueprint GameMode. Fate doppio-click su quest'ultimo per cambiare la classe Pawn selezionando il Blueprint creato per i veicoli.

In quest'ultimo bisogna anche associare i controlli per ogni asse e gli eventi collegati alle azioni, come è esposto nel dettaglio nella documentazione.