Spartan Engine (โปรแกรมสร้างเกมสุดเจ๋ง)

โปรแกรม Spartan Engine

Spartan Engine (โปรแกรมสร้างเกมสุดเจ๋ง) : โปรแกรม Spartan Engine เป็นโครงการพัฒนา เอนจินเกม (Game Engine) ซึ่งถูกสร้างขึ้นจากการสั่งสมประสบการณ์ และการวิจัยทางด้านคอมพิวเตอร์กราฟิกมายาวนานกว่าหนึ่งทศวรรษ โดยมีจุดประสงค์หลักเพื่อเป็นแพลตฟอร์มสำหรับการทดลองนวัตกรรมทางเทคโนโลยีที่ล้ำสมัยที่สุดในอุตสาหกรรม โครงการนี้ไม่ได้เป็นเพียงแค่โปรแกรมสร้างเกมทั่วไป แต่เปรียบเสมือนห้องปฏิบัติการทางซอฟต์แวร์ที่รวบรวมเทคนิคการเขียนโปรแกรมระดับล่าง (Low-level Programming) และการปรับแต่งประสิทธิภาพฮาร์ดแวร์ให้ทำงานได้ถึงขีดสุดภายใต้ ภาษา C++ ที่มีโครงสร้างสะอาดตา และเป็นระเบียบอย่างมาก

ในเชิงลึกด้านสถาปัตยกรรมการแสดงผล โปรแกรม Spartan Engine โดดเด่นด้วยการนำเสนอเทคโนโลยีการเรนเดอร์ภาพระดับสูงที่เรียกว่า Full Spectral Path Tracing ซึ่งเป็นการจำลองพฤติกรรมของแสงตามหลักการทางฟิสิกส์ที่แม่นยำกว่าการเรนเดอร์แบบทั่วไป ทำให้ได้ภาพที่มีความสมจริงในระดับภาพถ่าย ทั้งในเรื่องของแสงเงา การสะท้อน และการหักเหของวัตถุ โดยตัวเอนจินถูกออกแบบมาให้ทำงานร่วมกับ ส่วนต่อประสานโปรแกรมประยุกต์ (API) กราฟิกยุคใหม่ล่าสุดอย่าง DirectX 12 และ Vulkan ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังมีระบบจัดการทรัพยากรที่ชาญฉลาดซึ่งครอบคลุมตั้งแต่การสตรีมข้อมูลวัตถุขนาดใหญ่ไปจนถึงการประมวลผลเอฟเฟกต์ภาพหลังการเรนเดอร์ (Post-processing) ที่มีความซับซ้อนสูง

นอกจากความสามารถด้านกราฟิกแล้ว โปรแกรม Spartan Engine ยังบรรจุระบบพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการสร้างโลกเสมือนจริงไว้อย่างครบวงจร ไม่ว่าจะเป็นระบบฟิสิกส์ที่คำนวณการเคลื่อนที่ และการชนของวัตถุได้อย่างแม่นยำ ระบบเสียงสามมิติที่สร้างความสมจริงในเชิงพื้นที่ และระบบ ส่วนต่อประสานกับผู้ใช้ (UI) สำหรับนักพัฒนา (Editor) ที่มีความทันสมัย ซึ่งช่วยให้สามารถปรับแต่งค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ ภายในฉากได้แบบเรียลไทม์ ทำให้ผู้ใช้สามารถมองเห็นผลลัพธ์ของการเปลี่ยนแปลงได้ทันทีโดยไม่ต้องรอคอมไพล์ใหม่ สิ่งนี้ส่งผลให้เอนจินกลายเป็นเครื่องมือชั้นยอดสำหรับการทำต้นแบบ (Prototyping) 

ปัจจุบัน โปรแกรม Spartan Engine ได้ก้าวข้ามการเป็นเพียงโครงการส่วนบุคคลไปสู่การเป็นหัวใจสำคัญของชุมชนนักพัฒนาระดับนานาชาติที่มีสมาชิกผู้เชี่ยวชาญกว่า 600 คนบน โปรแกรม Discord ซึ่งร่วมกันแลกเปลี่ยนองค์ความรู้และผลักดันขีดจำกัดของเทคโนโลยีจำลองสถานการณ์ให้ไปไกลกว่ามาตรฐานเดิมที่มีอยู่ในตลาด โครงการนี้จึงเป็นทรัพยากรที่มีค่าอย่างยิ่งสำหรับทั้งนักวิจัยที่ต้องการทดสอบอัลกอริทึมใหม่ ๆ

คุณสมบัติ และความสามารถของ โปรแกรม Spartan Engine

ระบบการแสดงผล (Renderer)

• Vulkan Renderer ระดับแนวหน้า พร้อมระบบหลังบ้าน (Backend) รองรับ DirectX 12 (อยู่ในระหว่างพัฒนา)
• ออกแบบการจัดการทรัพยากร วัสดุ, แสง และตัวอย่างพื้นผิว แบบไร้ขีดจำกัด
•  ใช้โค้ด Shader ชุดเดียว (HLSL) ครอบคลุมทั้งระบบ
• Push Constant Buffer ขนาด 128-byte เพื่อการส่งข้อมูลจาก หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ไปยัง การ์ดจอ (GPU) ที่รวดเร็วที่สุด
• Instance Format ขนาด 10-byte ออกแบบให้ประหยัดพื้นที่จัดเก็บข้อมูลวัตถุ (Instance) ได้อย่างมหาศาล รองรับวัตถุได้ถึงหลายร้อยล้านชิ้น
• ระบบจัดการพื้นผิวอัจฉริยะ สร้าง Mipmap บน GPU ทันที (FidelityFX SPD) และระบบบีบอัดพื้นผิว (FidelityFX Compressonator)
• ระบบเรนเดอร์แบบรวมศูนย์ที่จัดการทั้งวัตถุทั่วไป และวัตถุโปร่งใสในเส้นทางเดียวกัน 

แสง และเงา (Lighting & Shadows)

• ระบบจำลองชั้นบรรยากาศ
  • การกระเจิงของแสงในอากาศ (Atmospheric scattering)
  • ฟิลเตอร์ประมวลผลแสงแบบเรียลไทม์
  • ระบบแสง IBL พร้อม Bent Normals
• ระบบเงา และมิติภาพ
  • เงาบนพื้นที่หน้าจอ
  • การสร้างมิติความลึก XeGTAO พร้อมระบบ Visibility Bitfield
• ระบบ Ray Tracing
  • รองรับการสะท้อน (Reflections)
  • การสร้างเงา (Shadows)
  • ระบบแสงสว่างโดยรวม (Global Illumination - แสงสะท้อนหนึ่งครั้ง) 
• Shadow Mapping ความเร็วสูง สร้างเงาขอบนุ่ม (Penumbra) ผ่านระบบ Shadow Map Atlas
• จำลองหมอกที่มีมิติความลึก และรับแสงได้

ประสิทธิภาพ และการเพิ่มความละเอียด (Performance & Upscaling)

• VRS และ Dynamic Resolution ปรับความละเอียดในการเรนเดอร์ตามความเหมาะสม และตามความสว่าง/ความเคลื่อนไหว
• เทคโนโลยี Upscaling รองรับ Intel XeSS 2 และ AMD FSR 3
• รองรับ Temporal Anti-Aliasing (TAA) ระบบลบรอยหยักที่ให้ภาพเนียนตา
• ระบบติดตามร่องรอยการทำงานเพื่อช่วยตรวจสอบสาเหตุเมื่อ GPU เกิดการค้าง (Crash)

กล้อง และเอฟเฟกต์ภาพ (Camera & Post-Processing)

• กล้องตามหลักฟิสิกส์ มาพร้อมระบบปรับค่าแสงอัตโนมัติ (Auto-exposure)
• หน่วยแสงตามความจริง ใช้ค่าความสว่างเป็น Lumens และอุณหภูมิสีเป็น Kelvin
• ระบบคัดกรองวัตถุ (Culling) สามารถตัดการประมวลผลวัตถุที่อยู่นอกสายตา (Frustum) หรือถูกบังอยู่ (Hi-Z)
• Tonemappers รองรับ ACES และ AgX 
• รองรับ HDR10 ส่งภาพออกในรูปแบบ High Dynamic Range
• เอฟเฟกต์ครบครัน
  • FXAA
  • แสงฟุ้ง (Bloom)
  • เบลอขณะเคลื่อนไหว (Motion Blur)
  • หน้าชัดหลังเบลอ (DOF)
  • ความเพี้ยนสี (Chromatic Aberration)

ระบบจำลองรถยนต์ (Car Simulation)

• Pacejka Tire Model แบบจำลองยางรถยนต์ที่คำนวณทั้งการลื่นไถล, การรับน้ำหนัก และความเสถียรที่ความเร็วต่ำ
• อุณหพลศาสตร์ของยาง
  • จำลองความร้อนจากการเสียดสี
  • การหมุน
  • ระบายความร้อนด้วยลม
  • ช่วงอุณหภูมิที่ยางเกาะถนนดีที่สุด
• ระบบช่วงล่าง Multi-Ray จำลองการทำงานของสปริง, โช้คอัพ และเหล็กกันโคลง
• ระบบขับเคลื่อนสมบูรณ์แบบ
  • กราฟแรงบิดเครื่องยนต์
  • คลัตช์
  • การเบรคด้วยเครื่องยนต์ (Engine Braking)
  • เกียร์อัตโนมัติ
• ระบบเฟืองท้ายที่ปรับตั้งค่า Preload และการล็อกแบบไม่สมมาตรตามการเร่ง/ผ่อน
• ระบบช่วยเหลือ
  • ระบบควบคุมการลื่นไถล (Traction Control)
  • ระบบเบรค ABS
  • ระบบดริฟต์ด้วยเบรกมือ
• อากาศพลศาสตร์
  • แรงต้านอากาศ
  • แรงต้านการหมุน
  • แรงกด (Downforce) หน้า-หลัง
• รองรับ Gamepad ใช้ปุ่ม Trigger แบบ Analog สำหรับคันเร่ง/เบรก และจอย Analog สำหรับเลี้ยว
• ระบบสั่น (Haptic Feedback)
  • ตอบสนองต่อการลื่นไถลของยาง
  • การทำงานของ ABS
  • การดริฟต์
  • การเบรกอย่างรุนแรง
• มุมกล้อง Chase Camera ได้แรงบันดาลใจจาก Gran Turismo 7 ที่ขยับตามความเร็ว และทิศทางรถ

ทั่วไป (General)

• ระบบควบคุม รองรับ
  • คีย์บอร์ด
  • เมาส์
  • จอยสติ๊ก
  • พวงมาลัย
• ระบบฟิสิกส์ ผสานการทำงานกับ NVIDIA PhysX อย่างเต็มรูปแบบ
• การวิเคราะห์ประสิทธิภาพ มีเครื่องมือ Profiling ทั้ง CPU และ GPU
• การจัดการข้อมูล รองรับ
  • ไฟล์ XML
  • ระบบ Thread Pool
  • ระบบ ECS (Entity-Component)
  • ระบบ Event
• รองรับไฟล์หลากหลาย
  • รองรับฟอนต์มากกว่า 10 แบบ
  • รูปภาพ 30+ ฟอร์แมต
  • โมเดล 3D อีกกว่า 40 รูปแบบ
• และความสามารถอื่น ๆ อีกมากมาย

เงื่อนไขการใช้งาน โปรแกรม Spartan Engine 

โปรแกรม Spartan Engine เป็นซอฟต์แวร์ ฟรี (Free) ที่พัฒนาแบบ โอเพ่นซอร์ส (Open-Source) ที่อยู่ภายใต้เงื่อนไขการใช้งานแบบ MIT License ซึ่งหมายความว่าผู้ใช้สามารถใช้งาน, ดัดแปลง, แจกจ่าย และเข้าถึง โค้ดต้นฉบับ (Source Code) ได้อย่างเสรี ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด

หากต้องการค้นหาข้อมูลเพิ่มเติม สามารถติดต่อกับทางผู้พัฒนาโปรแกรมนี้ได้ผ่านทางช่องทางเว็บไซต์ (Website) : https://github.com/PanosK92/SpartanEngine (ภาษาอังกฤษ) ได้เลย

คำบรรยายภาษาอังกฤษ (English Descriptions)

Spartan Engine is a game engine development project built upon over a decade of accumulated experience and research in computer graphics. Its primary objective is to serve as a platform for experimenting with the industry's most cutting-edge technological innovations. This project is not merely a conventional game creation tool; rather, it functions as a software laboratory that integrates low-level programming techniques and extreme hardware performance optimization, all powered by a C++ codebase that is exceptionally clean and well-structured.

In terms of rendering architecture, Spartan Engine distinguishes itself by offering advanced high-end rendering technology known as Full Spectral Path Tracing. This method simulates light behavior based on precise physical principles—far more accurate than traditional rendering—resulting in photorealistic imagery regarding lighting, shadows, reflections, and refractions. The engine is designed to operate with maximum efficiency alongside the latest modern graphics APIs, such as DirectX 12 and Vulkan. Furthermore, it features an intelligent resource management system that covers everything from large-scale asset streaming to highly complex post-processing effects.