Chapter 1 (#3)

Reviewed-on: #3
Co-authored-by: Oleg Petruny <oleg.petruny@gmail.com>
Co-committed-by: Oleg Petruny <oleg.petruny@gmail.com>

ch1.tex

@@ -1,67 +1,239 @@
-\chapter{Important first chapter}
+\chapter{Zásady tvorby počítačových her}
 \label{chap:refs}
 
-First chapter usually builds the theoretical background necessary for readers to understand the rest of the thesis. You should summarize and reference a lot of existing literature and research.
+Vývoj her je~obor, který~je~často mylně interpretován širokou veřejností. Existuje všeobecná představa o~tom, jak~by~hry měly vypadat, jaké prvky musí či~nesmí obsahovat, kdo~a~jak~je~má~vyvíjet a~jaká by~měla být jejich cenová politika. Ve~skutečnosti však průměrného uživatele zajímá především míra \emph{zábavy} a~herní zážitek, který za~investovaný čas a~finanční prostředky získá.
 
-You should use the standard \emph{citations}\todo{Use \textbackslash{}emph command like this, to highlight the first occurrence of an important word or term. Reader will notice it, and hopefully remember the importance.}.
+Z~pohledu hráče nejsou faktory jako~pracovní podmínky vývojářů nebo~kontroverzní herní mechaniky primárními rozhodovacími kritérii. Klíčovým aspektem je~optimalizace uživatelského zážitku a~zajištění dostatečné interaktivity, plynulosti a~vtažení do~děje, které přímo ovlivňují retenci a~herní ekonomiku.
 
-\begin{description}
-\item[Obtaining bibTeX citation] Go to Google Scholar\footnote{\url{https://scholar.google.com}}\todo{This footnote is an acceptable way to `cite' webpages or URLs. Documents without proper titles, authors and publishers generally do not form citations. For this reason, avoid citations of wikipedia pages.}, find the relevant literature, click the tiny double-quote button below the link, and copy the bibTeX entry.
-\item[Saving the citation] Insert the bibTeX entry to the file \texttt{refs.bib}. On the first line of the entry you should see the short reference name --- from Scholar, it usually looks like \texttt{author2015title} --- you will use that to refer to the citation.
-\item[Using the citation] Use the \verb|\cite| command to typeset the citation number correctly in the text; a long citation description will be automatically added to the bibliography at the end of the thesis. Always use a non-breakable space before the citing parenthesis to avoid unacceptable line breaks:
-\begin{Verbatim}
-Trees utilize gravity to invade ye
-noble sires~\cite{newton1666apple}.
-\end{Verbatim}
-\item[Why should I bother with citations at all?] For two main reasons:
+Jelikož je~zábava vysoce subjektivním konceptem, neexistuje univerzální model hry, který~by~vyhovoval všem uživatelům. Herní design proto~využívá analytických metod, jako~jsou uživatelské testování, behaviorální analýza a~iterativní vývoj, aby~maximalizoval pozitivní odezvu v~cílové skupině hráčů.
+
+\section{Průběh vývoje}
+Pro nikoho snad není překvapivé, že~pro~vznik díla je~potřeba nějaká myšlenka, která mu~předchází. V~tomto jsou~hry stejný jako~jiné kreativní odvětví. Je~potřeba, aby~myšlenka byla funkční, a~v~našem případě zábavná. Bohužel hry už~s~většinou odvětví nesdílí aspekt, při~kterém funkčnost myšlenky lze~ověřit již~na~začátku produkce. A~je~to ještě horší, protože~to~můžeme většinou zjistit pouze u~konce. Nezanedbatelná část her proto potom je~zamítnutá, neviditelná nebo dokonce předěláná hned před koncem. O~jednom takovém případu -- který skončil šťastně -- doporučuji si~přečíst v~knize \textit{Blood, Sweat, and Pixels} \cite{schreier2017blood} o~hře Uncharted 4. Autor převypráví rozhovory s~vývojáři her různých žánrů a~velikostí, které~znázorňují unikátní a~zároveň společné překážky v~oboru vývoje videoher.
+
+\subsection{Design dokument} Nedílnou součástí vývoje hry je~iterace nápadů a~celkový popis prostředí a~způsobů produkce. To~vše~v~sobě zahrnuje Design dokument. Ten~může mít různé podoby, jelikož jeho hlavním cílem je~uchovat potřebné nápady na snadno dostupném a~přehledném místě. Souhrn těchto nápadů, jejích propracovanost a~to, jak~dobře spolu fungují, potom tvoří celou hru i~výslednou zábavu. Proto~dobré písemné zpracování pomůže předat myšlenky designéra a~jejich aktuální verzi celému týmu vývojářů.
+
+Design dokument, jenž~tvoří nedílnou součást této práce, byl~vytvořen s~ohledem na~vývoj hry jedním autorem. Z~tohoto důvodu jsou v~něm jednotlivé nápady popsány poměrně stručně až~abstraktně, neboť~sloužil primárně jako~osobní vodítko. V~případě týmového vývoje by~však bylo vhodné dokument rozšířit o~podrobnější popis nápadů a~jejich zamýšlené realizace.
+
+\section{Téma, motivy, příběh, cíl}
+Hra by~měla poskytovat nějakou \emph{myšlenku} relevantní pro~hráče, aby~ten měl zájem si~ji~zahrát. Počáteční myšlenku většinou vytváří a~následně rozvíjí game designer. Ta~následovně může~být zachována i~na~konci vývoje, nebo být zásadně změněná samotnou hrou, jejími mechanikami a~kreativním provedením. Krásný případ je~známá desková hra ,,Landlord's Game'' od~Lizzie Magie později známá jako~,,Monopoly''. Paní Magiová chtěla vytvořit hru, která~by~hráčům představila hrůzy kapitalismu a monopolů tak, že by poskytla hráčům zkušenosti, kde~jeden jedinec neustále a~nevyhnutelně bohatne zatímco zbytek stejně~tak neustále a~nevyhnutelně chudne. Bohužel hráči moc tuhle myšlenku nepochitili. Místo vystrašení z~kapitalismu, naopak rádi zažívali hazard a~možnost ekonomicky zruinovat soupeře.
+
+Způsobů, jak~předat myšlenku hráči, je~nespočetně mnoho. Pro účely této práce proto probereme možnosti předáni myšlenky v~příběhových hrách. Ty~by~měly~mít nějaké ústřední téma, které~se~následně obohacuje příběhy okolo. Je~velmi důležité, aby~okolní příběhy měly \emph{motivy}, aby~následně i~hráč měl motiv je~prožít. Dokonce hráč nemusí znát motivy až~do~konce hry, stačí aby~byla cítit smysluplná návaznost a~pocit možné odměny. Proto je~za~umění považováno i~velkolepé předstírání existence motivů, které~donutí hráče \emph{strávit ve~hře co~největší množství času}.
+
+Samotná tvorba příběhů je~poněkud podobná tvorbě knižní nebo~kinematografické. Jen~je~zapotřebí oživovat a~propojovat nejen postavy a~svět, ale~i~herní mechaniky s~ohledem na~jejich zábavnost, složitost a~technická omezení.
+
+\newpage
+\paragraph{Údržba pozornosti} Cíle a jejich distribuce pomáhají hře udržet~si hráče. Pokud například za~sebou následuje několik "nudných" pasáží, nebo~je~hra příliš repetativní, hráč může ztratit zájem. \Cref{fig:pacing} znázorňuje ukázkový příklad pěkné distribuce klíčových momentů. Co~přesně jsou~klíčové momenty, je~na~vývojáři. Mohou to~být důležité momenty v~příběhu, vylepšení postavy hráče, představení nové důležité mechaniky atd. Důležité je~nechat hráče v~každém okamžiku pocítit jeho úspěchy na~začátku tohoto momentu nebo~jeho~konci. Je~to~dost~abstraktní, ale~přesto fungující způsob jak~udržet pozornost hráče a~poskytnout mu zábavu.
+\begin{figure}
+\centering
+\includegraphics[width=.6\linewidth]{img/pacing.pdf}
+\caption{Ukázkový graf představující distribuci klíčových momentů a~cesty k~ním. Převzato z~článku \protect\textit{Gameplay Fundamentals Revisited: Harnessed Pacing \& Intensity} \protect\cite{pacingIntensity}.}
+\label{fig:pacing}
+\end{figure}
+
+\section{Žánr, mechaniky, reference, platforma}
+Důležité~je také rozmyslet si~vhodné umělecké a~technické aspekty hry. Například nebude moc zábavné hrát hlavní mechaniku farmářství, pokud hlavní žánr hry je~horor. Správná volba žánru a~mechanik je~tedy klíčová pro~vytvoření konzistentního a~poutavého herního zážitku.
+
+\paragraph{Žánr} Žánr hry určuje její základní atmosféru, pravidla a~často i~cílovou skupinu hráčů. Většinou se~dnes setkáváme s~hybridními žánry, které dokážou poskytnout hráči více obsahu a~tím pádem i~více možné zábavy.
+
+\newpage
+Při výběru žánru je~důležité vzít v~úvahu preferované herní mechaniky a~jejich složitost. Například hra zaměřená na~rychlou a~dynamickou akci bude pravděpodobně obsahovat prvky střílečky nebo bojové hry, zatímco narativně založená hra může využívat prvky adventury či~RPG.
+
+\paragraph{Herní mechaniky} Mechaniky jsou základní interaktivní prvky, které hráč využívá k~postupu ve~hře. Spravný návrh mechanik zajistí, že~hra bude plynulá, intuitivní a~zábavná.
+
+Při jejich návrhu je~třeba zvážit: jak~mechaniky podporují zvolený žánr, jak~se~budou vyvíjet v průběhu hry a~jak~se~kombinují s~ostatními prvky hry. Například v~hororové hře bude dobře fungovat správa omezených zdrojů pro~zvětšení napětí, zatímco ve~strategické hře budou klíčové rozhodovací prvky a~řízení ekonomiky.
+
+\paragraph{Platforma} Platforma ovlivňuje technické aspekty vývoje i~celkový dosah hry mezi hráči. Každá platforma má~své specifické a~občas i~náročné požadavky. Za~to~ale~odmění hráče vhodnějším ovládáním nebo~unikátním vizuálním zážitkem.
+
+Při~výběru platformy je~nutné zvážit technická omezení a~očekávání hráčů na~dané platformě. Například mobilní hry často využívají dotykové ovládání a~krátké herní smyčky, zatímco hry pro~PC a~konzole mohou nabídnout komplexnější mechaniky a~delší herní dobu.
+
+\paragraph{Kopírování} Kopírování cizích a~vlastních nápadů je~nedílnou součástí úspěšného vývoje. Hodně se~vyplatí mít přehled ve~vybraném žánru a~mechanikách. Není nic špatného učit~se na~chybách a~úspěších jiných her. Důležité ale~je si~pamatovat, že~neexistuje deterministický vzorec, jak~vytvořit dokonalou kombinaci příběhů, žánrů a~mechanik tak, aby~hra získala oblibu hráčů.
+
+\paragraph{Minihry} Skvělou metodou, jak~rozptýlit hráče od~monotonie herního cyklu jsou~minihry. Přitom je~lze aplikovat kdykoliv. Minihry většinou buď poskytují odměnu, anebo slouží k~relaxaci mezi náročnějšími segmenty hry. Důležité~je, aby~jejich design byl v~souladu s~celkovým stylem hry a~nepůsobil rušivě. Například rytmická minihra ve~fantasy RPG může být zajímavým doplňkem, ale~v~realistické hororové hře by~působila nepatřičně.
+
+\newpage
+\section{Engine}
+Jakmile je~rozhodnuto, jak~bude hra vypadat, je~zapotřebí zvolit vhodné prostředí pro~její vývoj. Vývojář sice může vytvořit vlastní herní engine, avšak v~dnešní době to~zpravidla znamená jen~zbytečné komplikace. Proto jsou na~trhu dnes již~běžně dostupná hotová řešení, která~pokrývají většinu potřeb.
+
+Základní funkce herních enginů obvykle zahrnují editor scény, přehrávače a~čtečky různých multimediálních či~digitálních formátů, simulaci fyziky, zpracování uživatelského vstupu a~zajištění kompatibility výstupu mezi různými operačními systémy a~hardwarem. Nad~rámec~toho většina enginů poskytuje i~vlastní univerzální implementaci herních objektů a~mechanik. Například primitivní chůze herní postavy, či~implementace renderingu obrazu a~grafických prvků jako~osvětlení, stíny, odrazy a~případně další. Tedy většinou se~jedná o~technologie, které~se~využívají poměrně často, ale~jejich implementace bývá časově náročná až~nevýhodná.
+
+Vytvářet hru pomoci enginu může mít~i~své nevýhody. Některé technologie, zejména grafické, mohou~být vynucené, čili pevně svázané s~daným enginem, čímž~vynucují určité způsoby použití a~tím~pádem omezují kreativní svobodu. Kromě~toho většina enginů není distribuována zcela zdarma. Vývojáři buď musí předem uhradit licenční poplatky za~middleware, nebo~jsou vázáni na~procentuální odvody z~výdělků, což~je~dnes častější model.
+
+Tato práce je~zamýšlena jako~vývoj 3D příběhové hry s~více žánry a~s~možností dynamického načítání nového obsahu za~běhu. Pro~tyto účely se~nabízí čtyři hlavní enginy na~trhu, přičemž výběr v předchozí práci padl na~Unreal Engine a proto táto navazujiící práce v tom pokračuje. Z~tohoto důvodu veškerý následující sekce, věnované technologickému rozboru či implementaci, se~zaměří výhradně na~možnosti, které~Unreal Engine nabízí.
+
+\paragraph{Unity\protect\footnote{https://unity.com/}} Unity~je nejspíš stále nejpopulárnější volbou v~roce vzniku této práce. Lze na~něm vytvořit hru libovolného žánru a~rozsahu. Má~rozhodně největší komunitu a~rozsáhle návody, jednodušší programovací jazyk C\# a~skriptování herních objektů. Zároveň již~obsahuje možnost načítání obsahu za~běhu, zmíněnou v požadavcích. 
+
+Má ale~své problémy, které pozorný vývojář procití už~v~polovině vývoje jestli ne~dřív. Tvorba dobré grafiky často vyžaduje psaní vlastních HLSL shaderů, což~moc nekoreluje s~jednoduchostí C\#. Navíc grafika často vyžaduje psaní vlastních optimalizačních algoritmů nebo~manuální adaptaci cizích pluginů. Následovně i~samotný C\# vytváří komplikace s~rychlostí běhu programu, obsahem zabrané paměti a~přítomností garbage collectoru. Všechny tyto problémy lze~částečně opravit a~vylepšit, jen~je~potřeba mnoho pokročilých znalostí navíc. Detaily a~zkušenosti vývojářů lze~nalézt online, například~zde\cite{unityComparing}.
+
+V~roce 2019, kdy~vzníkalá předchozí práce, v~Unity byl také problém s~paralelizací hlavního cyklu samotného enginu a~rendrovacích úloh. Byl používán triviální model herní smyčky, který~spouštěl logiku sekvenčně v~hlavním vlákně. Stejně~tak bylo triviální i~spouštění renderovacích úloh bez~dynamického clusteringu a~paralelizace. V celku Unity tehdy ještě nebyl tak~robustní a~nenabízel tolik vývojářských možností resp. oprav. V~den vydání této navazující práce, je~pravděpododně nejlepší volbou pro~jednotlivce ale~i~malé týmy. Proto pro~tuto práci bychom dnes zvolili Unity, kdybychom už~neměli předchozí prototyp postavěný na~Unreal Engine.
+
+Unity je~engine otevřený všem žánrům a~mnoha platformam jako~mobilní, VR a~další. Často je~použiván v~menších projektech a~menších týmech například při~vývoji indie her, ale~taky i~při~vývoji velkých her.
+
+\paragraph{Godot\protect\footnote{https://godotengine.org/}} Godot je~velmi diskutovaná novinka, která~se~celkem dobře šíří trhem. Hlavní výhoda je~jeho drobnost a~že~je~úplně zdarma za~všech okolností. Godot je~totiž open source produkt vyvíjený komunitou a~dokonce jeho vývoj je~podpořen některými herními studii či~jinými firmy.
+
+Má~podobné problémy jako~jiné enginy a~něco navíc nefunguje dobře nebo chybí. Například výchozí implementace fyziky a~kolizí není často dostačující nebo nepředvídatelně a~uživatelsky špatně řeší určité okamžiky. Je~ale~vskutku ohromující, co~vše~může nabídnout. I~když většinu nabízených technologií vývojář potřebuje přepsat vlastní rukou, jelikož často nefungují, jak~je~zapotřebí. Příklady jsou k~nahlédnutí online na~forumech\cite{godotRealityCheck} nebo~taky blozích\cite{godotRealityCheck2}.
+
+V~době vzniku hry přiložené k~práci byl~Godot ještě příliš nový a~nevypadal nijak perspektivně. V~den vydání této práce, je~solidní konkurent ve~2D~herních žánrech jako~platformery, logické hry či~mobilní hry.
+
+\paragraph{Unreal Engine\protect\footnote{https://www.unrealengine.com/}} Unreal Engine verze 4 byl kdysi zvolen enginem pro~hru, z~které potom vznikla tato práce. Jeho primární výhodou oproti konkurenci jsou vysoce standardizované postupy neboli pipelines, které~zlevňují nebo vůbec umožňují tvorby her ve~velkých týmech. Celý engine se~navíc chlubí velkými ,,úspěchy'' v~různých technologiích, zejména rendrovacích -- což~probereme v~další sekci -- a~taky odvětvích jako motion design, kinematografie, design architektury a~další.
+
+Nabízené možností jsou vskutku ohromující, když~se~snažíte vybrat budoucí stavební kámen pro vaši~hru. Je~ale~potřeba brát v~úvahu silnou nepřívětivost enginu k~nováčkům, kteří~chtějí udělat něco vlastního mimo již~existující návody. Stejné lze říct o~oficiální dokumentaci, která~je často a~velmi nedostačujicí -- jestli~vůbec existuje. Navíc při~snaze udělat něco kompletního pomocí nabízených pokročilých technologií, v~závěru vývojář musí dané technologie ovládnout na~velmi vysoké úrovni a~často i~modifikovat zdrojový kód enginu. V~některých případech technologie jako Nanite nebo Lumen nejde použit pro~dokonalé a~odladěné výsledky, proto se~prostě zahazují -- probereme v~další sekci.
+
+Pokud ignorujeme chybějící dokumentaci, je~Unreal Engine stejný engine jako ostatní. Některé technologie má nesrovnatelně lepší a~některé horší. Lze~najít návody a~neoficiální dokumentaci diky velké komunitě. Dokonce vývojář může samotný engine upravovat podle sebe, protože lze zcela zdarma dostat přístup ke~zdrojovým souborům. Velké týmy tuto nezávislost s~radostí využívají.
+
+Aktuálně UE~se~orientuje na~3D~hry převážně s~grafikou vysoké kvality a~stejně jako Unity podporuje většinu aktuálních platforem. Taky se~skvěle hodí pro~tvorbu filmu, motion design a~realtime simulace. Navíc díky technologiím jako~Nanite a~Lumen začína přebírat trh architektonických rendereru.
+
+\paragraph{CryEngine\protect\footnote{https://www.cryengine.com/}} CryEngine je hodně podobný Unreal Enginu za~výjimkou toho, že~se~specialuzuje jen na~vývoj her. Taky~již~není tolik univerzalní, dokumentace je~ještě míň, komunita je~velmi malá a~přívětivost je snad nejhorší možná. Je~to~dost úzce specializovaný engine, který potřebuje silné odborníky k~jeho ovládání.
+
+Všechny známé hry na~CE~jsou zaměřené na~velmi propracovanou grafiku a~částo hry s~mechanikami boje nebo~střelby od~první osoby. Nedokázal jsem dohledat žádné 2D~hry nebo~indie, což~je~pochopitelné. 2D~hry není specializace CryEngine a~tvořit indie na~tomto enginu je~neefektivní až~nepřínosné. Taky~často vývojáři her na~CE se~přiznávají, že~je~nutné přizpůsobovat zdrojový kód enginu podle vlastních potřeb, což~ještě~víc odrazuje začátečníky.
+
+\subsection{Programovácí jazyk}
+Unreal Engine umožňuje programovat pomoci vizuálních bloků tzv. Blueprintů nebo textově v~jazyce C++. I~při~použití pouze jedné z~variant lze vyvinout celou hru. Veškerý potenciál se~ale~projevuje při jejich kombinaci. V~C++ se~skvěle programují komplexní a~nízkoúrovňové prvky, zatímco Blueprinty jsou skvělé pro~skriptování úrovní a~objektů pomocí high-level bloků. Samozřejmě samotné vizuální bloky lze~v~C++ vlastnoručně vytvořit.
+
+Je~to~vše zároveň velmi obsáhlý aspekt Unreal Engine. Začátečníkovi bude celkem dlouho trvat než začne sám něco vymýšlet. Na~první pohled jednoduché vizuální programování je~ve~skutečností velmi komplexní už~samotnou téměř nekonečnou nabídkou funkcí.
+
+\paragraph{Blueprinty} Blueprinty jsou skvělé pro~rychlé a~jednoduché skriptování. Umožňuje~to do~procesu programování hry zapojit členy týmu z~jiných méně technických odvětví. Potom například level designer může iterovat vlastní nápady mnohem rychleji a~nečekat na~programátora, tím~že~si~poskláda vlastní logiku a~hned ji~může vyzkoušet. Spolu s~jednoduchostí jsou zároveň velmi bezpečné. Nefunkční kód se~za~běhu jen~poznamená do~logů a~engine nebude havarovat.
+
+Samozřejmě to~přináší nějaký overhead, hlavně když se~jedná o~práci s~velkými daty. Pokud~ale udržovat Blueprinty s~malým počtem funkcí a~používat reference místo kopírování dat, potom je~overhead zanedbatelný.
+
+Největší nevýhodou je~překvapivě nepřehlednost kódu, která~nejčastěji značí špatný programátorský návrh nebo lenost autora. Totiž velký počet vizuálních bloků a~jejich propojení není možné umístit přehledně na~jednu obrazovku. To~potom vyúsťuje v~nepřehledný mix různých logických částí, které~jsou dost obtížné na~orientaci a~údržbu. Napravit~to nejde ani~rozdělením jedné funkce do~více funkcí v~samotném Blueprintu. Nepřehledný mix propojení bloků se~pouze změní na~nepřehledný mix oken s~ruzným kódem. Správný postup v~tomto případě je~ručně konvertovat logiku z~Blueprintu do~C++.
+
+\paragraph{C++} Práce s~C++ v~Unreal Engine je~hodně podobná práci s~velkými frameworky jako například Qt. Použití čistého C++ je~zcela povolené, ale~takový kód potom nelze použít v~blueprintech a~tedy i~editoru. Unreal Engine proto definuje speciální makra jako například UCLASS a~UFUNCTION pro~možnost integrování kódu buď~přímo blueprintu nebo~aspoň systému reflexe. Makra se~potom zpracovávají ne~macro preprocessor, ale~Unreal Header Tool nebo~Unreal Build Tool, které~slouží jako~generatory kódu. Generatory potom sami generují potřebné funkce a~proměnné pro~systém reflexe a~editor.
+
+V~C++ a~navíc s~otevřeným kódem celého enginu, má~vývojář plnou kontrolu nad~během programu nebo~jeho debugováním. Problém je~ale~použití assetů z~editoru nebo~reference objektů v~herním světě. Jsou~možnosti jak~to~obejít, například statické načtení assetu z~registru pomoci konstantní plné cesty k~assetu nebo~přeiterovat všechny objekty ve~světě. Editor samořejmě není schopen takové reference udržovat v~případě přemístění assetu a~časté iterování přes všechny objekty je~citelná zátěž. Proto ve~většíně případů je~potřeba zpřístupnít celou třídu do~Blueprintu a~v~editoru rovněž vytvořit Blueprint podtřídu, která~bude pouze přiřazovat potřebné reference.
+
+\subsection{Grafika}
+V~rukou máme taktéž širokou nabídku technologií a~nástrojů pro~tvorbu grafiky nebo~import do~hry grafického obsahu vytvořeného v~jiném softwaru. Je~ale~potřeba dát~si~záležet na~veškerých nastavení enginu. Těch~nastavení je~velké množství a~rozhodně se~budou iterovat během celého vývoje hry. Výchozí nastavení totiž jsou~příliš univerzalní a~nekompletní. Přestože i~v~základu s~nimi hra vypadá na~dostatečné úrovní, při~hraní bude stálý pocit nedokončenosti produktu nebo~kopírování cizího díla. Většina vývojářů si~totiž nedá zaležet, jak~jejich hra vypadá kvůli úspoře času nebo~technické náročnosti tohoto kroku. Proto se~mnoho her (postavených na~Unreal Engine) vizuálně a~"pocitově" podobá, což~je~mnoha hráčům nepříjemné.
+
+\subsection*{- Materiály}
+Materiál je~odborné označení souboru dat a~funkcí, které reprezentují výsledný vzhled objektu, efektu, světla nebo~post-processu vyrenderovaného snímku. Je~to~de-facto vysokourovňový shader, který,~i~přestože je~dost omezený, dokáže generovat skvělý a~kreativní výstup. Případně~lze zdrojový kód materiálu poskytnutého enginem rozšířit o~potřebné funkcionality a~v~případě potřeby napsat i~vlastní render pipeline, jak~to~často dělají nekterá studia.
+
+\paragraph{Substrate\protect\footnote{https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/overview-of-substrate-materials-in-unreal-engine}}Substrate je~nově vyvíjený systém materiálů, který~se~primárně chlubí jednoduchostí vrstvení materiálů a~celkového návrhu. Vrstvení textur a~materiálů je~jistě pohodlné a~podobá se~klasickému vrstvení v~grafických editorech. Umožňuje~to tvorbu komplexních a~nádherných povrchů za~relativně málo úsilí.
+
+Problémem však je zjednodušenost systému se~zaměřením na~pohodlí generického grafického umělce. Vytváří to~ještě víc omezení pro~grafické a~technické možností a~téměř úplnou nepoužitelnost technických triků.
+
+\paragraph{HLSL shadery} V~Unreal Engine lze napsat a~aplikovat HLSL shadery. Je~to~ale malo dokumentovaný aspekt a~zahrnuje spoustu práce okolo, narozdil od~toho jak~lehce to~lze zprovoznit v~Unity.
+
+\newpage
+\subsection*{- Osvětlení}
+Unreal Engine vyniká bohatým výběrem možností provedení osvětlení. Lze~zde najít různé druhy přímých a~nepřímých zdrojů světel, technik odrazů a~stínů. Nebo taktéž velké množství objemných prostorů pro~ovlivňování světla jako~mlhy nebo~rozptyl a~paprsky. Všechno lze~relativně podrobně nastavit buď~pro~účely výkonu nebo~grafické estetiky.
+
+\paragraph{Lumen\protect\footnote{https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/lumen-global-illumination-and-reflections-in-unreal-engine}} Lumen je~zdánlivě revoluce v~realtime herním osvětlení. Jedná~se o~speciální režim osvětlení a~odrazů, který~umožňuje za~běhu počítat dynamické osvětlení bez~potřeby vytváření lightmap nebo~pracného nastavení ploch odrazů. Vytváří velice kvalitní osvětlení při~vynaložení minimálního úsili.
+
+Nevýhodu, kterou ale~již~autoři UE neprezentují, není jen výrazně větší zátěž na~hardware, ale~i~šum vyrendrovaného osvětlení a~odrazů. Lumen totíž v~reálném čase generuje buffer s~odrazy a~osvětlením ve~velice malém rozlišení a~navíc vynechává náhodně zhruba polovinu pixelů. Potom se~výsledný buffer rescaluje na~potřebné rozlišení a~aplikuje. Celý tento systém se~spoléhá na~zhlazovací metodu Temporal Anti-Aliasing, která~akumuluje výsledky předchozích snímků a~interpoluje~je do~aktuálního. Tak~potom v~klidných scénach šum je~zdanlivě dobře potlačen i~když~ne~kompletně. Ale~v~dynamických scénach neboli rychlejším pohybu kamery, TAA vytváří ghosting efekt nejen na~hranach objektů ale~i~osvetlení s~odrazy, který~často hráčům je~nepřijemný.
+
+\subsection*{- 3D}
+Podporován je import 3D modelů z~různých formátů. Navíc k~tomu UE poskytuje dostatečné množství optimalizačních technik jako~např.:
 \begin{itemize}
-\item You do not have to explain everything in the thesis; instead you send the reader to refer to details in some other literature. Use citations to simplify the detailed explanations.
-\item If you describe something that already exists without using a citation, the reviewer may think that you \emph{claim} to have invented it. Expectably, they will demand academic correctness, and, from your perspective, being accused of plagiarism is not a good starting point for a successful defense. Use citations to identify the people who invented the ideas that you build upon.
-\end{itemize}
-\item[How many citations should I use?]
-Cite any non-trivial building block or assumption that you use, if it is published in the literature. You do not have to cite trivia, such as the basic definitions taught in the introductory courses.
-
-The rule of thumb is that you should read, understand and briefly review at least around 4 scientific papers. A thesis that contains less than 3 sound citations will spark doubt in reviewers.
-\end{description}
-
-There are several main commands for inserting citations, used as follows:
-\begin{itemize}
-\item \citet{knuth1979tex} described a great system for typesetting theses.
-\item We are typesetting this thesis with \LaTeX, which is based on \TeX{} and METAFONT~\cite{knuth1979tex}.
-\item \TeX{} was expanded to \LaTeX{} by \citet{lamport1994latex}, hence the name.
-\item Revered are the authors of these systems!~\cite{knuth1979tex,lamport1994latex}
+\item Render occlusion culling vykreslující objekty pouze pokud se~nachází v~zorném poli kamery, nebo
+\item Level Of Details (LOD) vykreslující různě detailizované verze objektu v~závislosti na~jeho vzdalenosti od~hráče, protože není potřeba vykreslovat detaily, které~z~dálky nejsou vidět.
 \end{itemize}
 
-\section{Some extra assorted hints before you start writing English}
+\newpage
+\paragraph{Nanite\protect\footnote{https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/nanite-virtualized-geometry-in-unreal-engine}} Nanite je~další specialita Unreal~Engine~5, která umožňuje vykreslování a~instancování objektů s~miliony až~miliardami trojúhelníků v~reálném čase. Umožňuje tak~použití v~enginu extremně detailních objektů, získaných pomoci skenování objektů v~realitě tzv.~fotogrammetrie.
 
-\paragraph{Word order}
-Strictly adhere to the English word order rules. The sentences follow a fixed structure with a subject followed by a verb and an object (in this order). Exceptions to this rule must be handled specially, and usually separated by commas.
+Technika je~založená na~clustarizaci objektů při~importu a~následně dynamickém streamování pouze viditelných trojúhelníků. Bohužel neumožňuje kompletní vynechání LOD~systému, jak~to~inzeruje tvůrce enginu. Nanite sice může ušetřit spoustu času modeláři, ale~reálný zisk ve~výkonu je~pouze ve~velmi náročných scénach obsahující statické objekty. Proto~LOD stále zůstává nejefektivnější technikou zkrácení vykreslovacího času objektu.
 
-\paragraph{Sentence structure}
-Do not write long sentences. One sentence should contain exactly one fact. Multiple facts should be grouped in a paragraph to communicate one coherent idea. Both the sentences and paragraphs should include various hints about their relation to the other ideas and paragraps. These are typically materialized as adverbs or short sentence parts that clarify the cause--outcome and target--method--result relationship of the sentences in a paragraph. Such `word glue' helps the readers to correctly draw the lines that hold their mental images of your thesis together, and ideally see the big picture of what you were trying to convey right from the first read.
+\paragraph{Instancování} Instancování umožňuje zmenšení paměti potřebné pro~reprezentaci skupiny stejných objektů a~výsledně i~zkrácení renderovacího času. Je~postavená na~jednoduché myšlence, že~instance objektů drží v~paměti pouze transformaci, a~zbytek dat je~referencován z~jedíneho pravého objektu. Často se~tato technika používá pro~naplnění světa různými drobnými objekty (instancování) nebo~tvorbu vegetace (foliáž).
 
-Paragraphs are grouped in labeled sections for a sole purpose of making the navigation in the thesis easier. Do not use the headings as `names for paragraphs' --- the text should make perfect sense even if all headings are removed. If a section of your text contains one paragraph per heading, you might have wanted to write an explicit list instead.
+\subsection*{- Animace}
+Veškeré potřeby pro~animaci libovolného druhu jsou~taktéž pokryté.
 
-Mind the rules for placing commas:
+\paragraph{Skeleton} Skeleton animace je~založená doslovně na~animování kostry přivázané k~3D modelu. Skupiny trojúhelníků jsou~namapované na~určité kosti, tak~že~při~pohybu kosti je~stejným směrem interpolovaná pozice trojúhelníků. Daný druh 3D~animace může vytvářet velkou zátěž na~procesor zejména při~velkém počtu instancí, jelikož~ten~musí propočítávat pohyb každé kostí vůči hernímu světu a~až~potom odesílat renderovací požadavek na~grafiku. Přesto daná technika tvoří převážnou část všech animací ve~hrách díky jednoduchosti tvorby a~práci s~ní.
+
+\paragraph{Shader} Shader animace je~exotická technika s~myšlenkou přeskočit krok s~výpočtem na~procesoru. Animace se~zakóduje do~textury a~následně je~aplikovaná ve~vertex shaderu jako~offset vrcholů. Výsledně lze~například velmi levně animovat velké hejno ptáků, které~nemusí mít kolizi ve~světě.
+
+\subsection*{- Renderer}
+Z~rendererů lze~vybrat mezi~Forward a~Deferred rendererem. Jsou~to~systémy, které~se~starají o~zpracování grafiky a~vykreslování scény. Zajišťují převod 3D~objektů a~jejich vlastností na~obraz, který~se~zobrazí na~monitoru. Renderer pracuje s~osvětlením, stíny a~materiály pro~dosažení realistické nebo~stylizované grafiky. V~Unreal Engine ovlivňuje také dostupné prostředky pro~post-processing.
+
+\paragraph{Forward rendering} Forward rendering je~metoda renderingu, kde~objekty se~renderují pro~každý zdroj světla zvlášť a~výsledné osvětlení je~součtem těchto průchodů. Je~vhodný pro~scény s~malým množstvím světel a~vyžaduje menší paměťovou náročnost. Dnes se~převážně používá v~mobilních a~VR aplikacích, kde~je~důležitá nízka latence. Nevýhodou je například nemožnost použití Screen Space vykreslovacích technik a~omezení na~maximalně 4~dynamických světel na~objekt -- 4~kanály resp.~RGBA.
+
+\paragraph{Deferred rendering} Deferred rendering odkládá aplikaci světelných efektů a~v~první fázi ukládá informace o~geometrii scény do~bufferu (G-buffer). Světla se~aplikují až~v~druhé fázi, což~umožňuje efektivnější práci s~větším množstvím dynamických světelných zdrojů. Tato~metoda se~používá především v~moderních AAA~hrách, kde~je~vyžadována vysoká vizuální kvalita. Je~to~výchozí renderer v~Unreal~Engine, který~navíc umožňuje použití technologií Nanite a~Lumen.
+
+Nevýhodou je~nemožnost použití kvalitních zhlazovacích metod jako~Multisample Anti-Aliasing. MSAA funguje~tak, že~ukládá průměr více vzorků na~pixel během rasterizace, což~dobře funguje u~forward renderingu, kde~se~barva a~hloubka určují okamžitě. V~deferred renderingu se~však barvy a~osvětlení aplikují až~v~pozdější fázi, kdy~se~světelné výpočty provádějí na~pixelech na~základě uložených dat v~G-bufferu. Problém~je, že~MSAA by~muselo být aplikováno na~všechny jednotlivé buffery (normály, hloubku, albedo atd.), což~je~extrémně výpočetně náročné a~neefektivní. Proto se~místo MSAA často používají jiné metody zhlazování, jako~FXAA, SMAA nebo~TAA. Ty~jsou podstatně méně kvalitní a~TAA dokonce způsobuje rozmazávání hran objektů v~dynamických scénach resp. ghosting efekt.
+
+Zároveň takova metoda není schopná poskytnout některé grafické techniky. Například transparentní materiály (např.~skla) nebo~subsurface scattering (rozptyl světla při~průchodu objektem nebo dopadu na~něj) se~musí renderovat na~konci ještě jedním průchodem tzv.~forward passem.
+
+\newpage
+\subsection*{- Postprocessing}
+Postprocessing je~technika dodatečného zpracování vyrenderovaného obrazu. Většinou se~jedná o~triviální manipulaci barev, ale~lze~tady dělat i~spoustu dizajnových a~technickych triků. Např.~různé glitch efekty, efekty tepelného/nočního vidění~atd. získané pomocí procedurální nebo~statické modulace obrazu. V~deffered rendereru navíc lze~používat screen space techniky, které~používají vyrenderovaný snímek k~rychlé tvorbě odrazů (SSR - Screen Space Reflections) nebo~zastínění (SSAO - Screen Space Ambient Occlusion). 
+
+\subsection*{- 2D}
+Je~více způsobů práce s~2D~grafikou, avšak udělat čistě 2D~hru bude problematické. V~oficiální nabídce je~rozhraní Paper~2D\footnote{https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/paper-2d-overview-in-unreal-engine}, které~vývoj 2D~hry sice zjednodušuje, ale~přesto má pouze základní prvky 2D~enginu. Místy chybí optimalizace, protože soubory v~editoru jsou neracionálně velké a~ve~větších projektech engine začíná být hodně náročný na~hardware. Proto se~pro~2D~hry Unreal~Engine moc nehodí a~je doporučené rozhlédnout~se po~konkurenčních enginech.
+
+\paragraph{UI} UI~lze programovat v~C++ pomoci třídy Slate nebo~přímo pomoci Blueprintů v~editoru. Programování se~Slate je~hodně nízkoúrovňové tedy stejné jako~slepé programování okenní windows aplikace pomocí Win32~API. Mnohem pohodlnější je práce v~editoru, kde~rovnou lze vidět výsledek. Celkově tvorba UI v~Unreal Engine je~jedna z~jeho nejsilnějších stránek mezi konkurenty, i~když se~o~ní~moc nemluví.
+
+Pro~zobrazení UI~nebo jiných 2D~prvků ve~3D bylo vždy možné vytvořit klasickou plochu s~texturou/materiálem nebo~renderovat text do~3D~světa. Samotné renderování textu ve~3D je~implementováno pomoci generace 3D~objektu z~vektorového fontu, což~je často výkonnostně přehnané řešení neboť mesh texty jsou již součástí hotového modelu. Ještě lze použít renderování textu z~předgenerované průhledné rastrové textury fontu. Poslední způsob je~dost rychlý na~implementaci a~výkonnostně nejlepší pokud výstup nemusí být nějak extra kvalitní. Nejlepší možností je~generovat text vektorově v~UI a~následně ho promítnout do~3D~světa, což~je umožněno pomoci již~zmíněných UI~tříd.
+
+\newpage
+\subsection{Zvuk}
+Pro práci se~zvuky máme taktéž bohaté možností. Důležité je předem nastavit kompresi a~způsob streamování zvukových dat z~assetů hry. Ještě lepší je rozdělit zvuky do~menších spojitých balíčků assetů. Často totiž chceme zvukovou stopu použít hned v~okamžik nějaké udalostí, a~je~důležité, aby~se~data co~nejrychleji načetla. Samozřejmě taky lze některé zvuky načíst předem a~držet v~paměti procesu. Ale~i~když se~nezdá, zvuky mohou obsadit poměrně velký kus paměti aplikace a~většinou zbytečně, což~také~většina vývojářů ignoruje.
+
+\paragraph{Mixer a Cue} Cue je chytrým kontejnerem pro jeden a~více konkrétních zvuků, který~se chová jako~jeden samostatný zvuk. V~tomto kontejneru lze~zvuky mixovat nebo~větvit, modifikovat tonalitu, hlasitost, modulaci, dělat přechody a~mnoho dalšího. Navíc veškeré efekty a~jejich intenzitu lze~aplikovat staticky nebo~dynamicky. Dohromady vše~prochází přes~Mixer, který~funguje jako~zjednodušený mixážní pult. Nastavuje a~kombinuje přiřazené zvukové třídy a~může na~nich~aplikovat equalizer.
+
+\paragraph{Dynamická hlasitost} Attenuation je struktura parametrů popisující modifikaci zvuku při~rozdílné vzdálenosti posluchače od~zdroje zvuku. Dohromady tak~popisuje, na~jakou vzdálenost lze~zvuk slyšet a~jak~bude znít ztlumení a~zesílení. Parametry podrobně upřesňují, jak~se~zvuk bude šířit, blokovat, odrážet a~splývat v~prostoru. Většinou je~postačující pouze první základní skupina parametrů popisující objem zvukového prostoru a~funkci, která provádí interpolaci hlasitosti.
+
+\subsection{Hudba}
+Během existence Unreal Engine 4 neexistoval téměř žádný oficiální nástroj pro~dynamickou ani~statickou kompozici hudebních linek. Proto~vzníkl jednočlenný tým, který~daný nástroj programoval a~dokonce byl dostupný v~alfa verzi ke~stažení. S~příchodem Unreal Engine 5 práce na~nástroji byla pozastavena a~tedy žádný oficiální nástroj stále neexistuje a~není v~plánu.
+
+Hlavní problém s~hudbou je~synchronizace linek. Hudba je~dost náchylná na~jakékoliv zpoždění neboli desynchronizaci linek, protože i~milisekunda rozdílu může přeměnit nádherně zkomponovanou hudbu v~neposlouchatelnou kaši. Proto~jednoduché přehrání linky v~potřebný okamžik nefunguje. Buď~se~zvukový data načtou pomalu nebo herní tik provede spuštění opožděně, protože~je závislý na~renderovácí frekvenci snímků viz.~\Cref{fig:musicLinking} na další straně.
+\begin{figure}
+\centering
+\includegraphics[width=.6\linewidth]{img/musicLinking.pdf}
+\caption{Diagram znázorňující spožděné spuštění navazující hudební linky z~důvodu závislosti spouštění na~snímkové frekvenci hry.}
+\label{fig:musicLinking}
+\end{figure}
+
+\paragraph{FMOD\protect\footnote{https://www.fmod.com/}} FMOD je middleware audio engine pro~hry poskytující velice silné rozhraní pro~práci se~zvuky nebo~jejich manipulaci. Nejčastěji se~k~němu přiklání pro~tvorbu dynamických hudebních doprovodů, což~vyplňuje hudební mezeru v~UE. V~populárních enginech má~integrovanou podporu nebo~poskytuje engine v~podobě samostatného procesu, který~potom může komunikovat s~procesem hry. FMOD~také poskytuje editor zvukových stop a~s~nimi spojených eventů, pro~jednoduché ovládání audia přímo ve~hře.
+
+\subsection{Načítání obsahu}
+V~Unreal~Engine načítání obsahu je~realizované v~podobě herních patchů. Umožnuje~to exportovat a~nahrát libovolný asset nebo~kód, což~je~potom znázorněno v~praktické části práce. Nevýhodou takového přístupu je~dlouha iterace a~aplikace patchů v~případě jejích většího množství -- oficiální dokumentace doporučuje nepřesahovat mez~v~100~patchů.
+
+\paragraph{Zdlouhavé načítání} Načtení i~těch menších assetů může značně pozastavit hru. Proto~je~potřeba načítání nového obsahu provést hned při~načtení celé hry, nebo~zapracovat nad~vhodným malým streamingem dat, který~nezpůsobí velkou zátěž na~hardware.
+
+\paragraph{Kompatibilita} Kompatibilita nového a~starého kódu je~něco, co~může zhavarovat celou aplikaci. Naštěstí UE řeší havarijní stavy a~hra v~případě načtení nekompatibilního nebo~poškozeného obsahu poběží dál, ale~potřebné assety se~již~nenačtou. Nejvíc se tento problém projevuje s~klasickým kódem v~C++, kde~výsledný strojový kód očekává nějakou proměnnou nebo~funkci v~přesně daném místě paměti. O~něco lepší je~to~se~vším ostatním, protože~vše je propojeno a~voláno relativními nebo~globálními cestami a~názvy. Tak například funkce v~blueprintech jsou~vždy voláné pomoci názvů funkcí v~řetězcové podobě. Stejně~tak proměnné jsou uložené v~runtime generované pomocné třídě. Takové využití víceúrovňové reflexe, umožňuje ošetřit libovolný problém s~kompatibilitou a~zaručit bezpečný běh za~cenu trochu většího zatížení prostředků. Navíc stejnou reflexi v~C++ lze~jednoduše udělat pomoci maker, které~Unreal~Engine poskytuje. Ovšem ošetření kompatibility není~součástí této~práce.
+
+\subsection{Umělá inteligence herních postav}
+Nehratelné postavy resp.~NPC jsou~součástí většiny her, protože~pomáhají vyprávět příběh nebo~oživit prostředí. NPC~jako~každý herní prvek lze~napevno navrhnout a~naprogramovat, určit všechny potřebné varianty vzhledů a~použití. Ale~z~designových a~časových důvodů ve~většině případu chceme, aby~NPC~byli více univerzální. Chceme aby~se~mohli samostatně orientovat v~prostředí, pohybovat~se a~občas dokonce reagovat na~okolí a~ovlivňovat~ho.
+
+\paragraph{Behavior tree} Strom pravidel neboli Behavior tree je~nejčastěší způsob kódování chování NPC. Takový strom umožňuje efektivní rozhodování a~řízení chování umělé inteligence. Hlavní výhodou oproti jiným přístupům, jako~například konečné automaty nebo~plánování, je~modularita, škálovatelnost, snadná údržba a~současně přehlednost. Samozřejmě má~i~nevýhody, mezi~které zejména patří optimalizace a~náročný návrh složitých víceúrovňových chování.
+
+NPC začíná rozhodování v~kořenu stromu, od~kterého postupuje k~vrcholům s~pravidly. Listy jsou vždy akční vrcholy a,~jak~napovídá~název,~určují akci, kterou~objekt provede. Cestu od~kořene k~listům vytváří řídicí vrcholy, každý~z~nich určuje pořadí a~podmínky přechodu na podřízené vrcholy. Nejčastější jsou:
 \begin{itemize}
-\item Do not use the comma before subordinate clauses that begin with `that' (like this one). English does not use subordinate clauses as often as Slavic languages because the lack of a suitable word inflection method makes them hard to understand. In scientific English, try to avoid them as much as possible. Ask doubtfully whether each `which' and `when' is necessary --- most of these helper conjunctions can be removed by converting the clause to non-subordinate.
-
-As an usual example, \xxx{\textit{`The sentence, which I wrote, seemed ugly.'}} is perfectly bad; slightly improved by \xxx{\textit{`The sentence that I wrote seemed ugly.'}}, which can be easily reduced to \textit{`The sentence I wrote seemed ugly.'}. A final version with added storytelling value could say \textit{`I wrote a sentence but it seemed ugly.'}
-\item Use the \emph{Oxford comma} before `and' and `or' at the end of a longer, comma-separated list of items. Certainly use it to disambiguate any possible mixtures of conjunctions: \textit{`The car is available in red, red and green, and green versions.'} Remember that English `or' is typically understood more like `either this or that, but not both,' and the use of `and` is much more appropriate in cases such as possibility overviews and example listings (like in this sentence).
-\item Consider placing extra commas around any parts of the sentence that break the usual word order, especially if they are longer than a single word.
+\item sekvenční resp. Sequence, který~cyklicky spouští své~podřízené vrcholy postupně, dokud některý nevrátí přerušení,
+\item selektor resp. Selector, vybírá první podřízené vrchol, který~v~zadaném pořadí má~pozitivně zhodnocené pravidlo,
+\item paralelní resp. Parallel, který~spouští podřízený vrcholy současně,
+\item a~podmínkové vrcholy, které~rozhodují, zda~pokračovat v~dané větvi, nebo~se~vrátit ke~kořenu.
 \end{itemize}
 
-\paragraph{Nouns}
-Every noun needs a determiner (`a', `the', `my', `some', \dots); the exceptions to this rule, such as non-adjectivized names and indeterminate plural, are relatively scarce. Without a determiner, a noun can be easily mistaken for something completely different, such as an adjective or a verb.
+Pomocí těchto pravidel lze~popsat mnoho různých chování postav neboli objektů. UE~navíc poskytuje užitečné systémy pro~pokročilé chování "inteligentních" objektů, jako~například systémy koordinace pohybu. Postava se tak může řídít navigační síti (navmesh), která~napovídá objektům místo a~způsob obcházení překážek. K~tomu~jsou k~dispozici i~pokročilejší implementace reakcí chytrých objektů na~zvuký, obraz a~jiné objekty.
 
-Name all things with appropriate nouns to help both the reader and yourself, and do not hesitate to invent good names and labels for anything that you will refer to more than once. Proper naming will save you a lot of writing effort because you will not have to repeat descriptions such as \xxx{\textit{`the third output of the second benchmarked method of the improved set,'}} instead you may introduce a labeling that will allow you to say just something like \textit{`output M2\textsuperscript{+}-3'}. At the same time, this will reduce the risk that the reader will confuse the object with another one --- for illustration, the long version of the previous example might very easily confuse with the second output of the third method. The same also applies to methods descriptions, algorithms, programs, testing datasets, theorems, use-cases, challenges and other things. As an example, \xxx{\textit{`the algorithm that organizes the potatoes into appropriate buckets'}} shortens nicely as \textit{`the potato bucketer'} and may be labeled as a procedure \textsc{BucketPotatoes()}, and \xxx{\textit{`the issue where the robot crashes into a wall and takes significant time to return to the previous task'}} may be called just \textit{`the crash--recovery lag'}.
+\section{Umělá inteligence pro tvorbu obsahu}
+Již~dnes se~objevují hry, které~integrují danou technologii. NPC~tak~umí poměrně realisticky a~nekonečně držet konverzaci s~hráčem v~textové a~dokonce i~hlasové podobě s~definovaným typem osobností. Možnosti generování textur a~spritů jsou~na~pohled snad nekonečné. Vývojáři mohou poměrně rychle vygenerovat jednoduchý kód nebo~velké konfigurační soubory a~struktury. Navíc již~existuje a~zdokonaluje se~generování 3D~objektů, videí a~hudby. V~teorii stejná umělá inteligence je~schopná generovat popis a~rozmistění obejktů v~herním světě nebo~vyprávět příběh.
 
-\paragraph{Verbs}
-Although English can express a whopping 65 base verb tenses and their variants, scientific literature often suppresses this complexity and uses only several basic tenses where the meaning is clearly defined. Typically, you state facts in present simple (\textit{`Theorem 1 proves that Gadget B works as intended.'}), talk about previous work and experiments done in past simple (\textit{`We constructed Gadget B from Gizmo C, which was previously prepared by Tinkerer et al.'}), and identify achieved results in present perfect (\textit{`We have constructed Technology T.'}). Avoid using future tense, except for sections that explicitly describe future work --- as a typical mistake, if you state that the thesis \emph{will} describe something in later chapters, you imply that the description is not present there yet.
+V~současné době díky výkonostním pokrokům se~rozšířují hranice použitelností umělé intelegence a~to~zejména velkých jazykových modelů (Large Language Models). LLM~ukazují skvělé výsledky v~generování obsahu různého charakteru v~poměru lidského času a~ceny.
 
-Do not write sentences in passive voice, unless you explicitly need to highlight that something has passively subjected itself to an action. Active voice is more preferable in the theses because it clearly highlights the actors and their contributions --- typically, \textit{`you did it'} instead of \textit{`it was done'} by a mysterious entity, which the reviewers rarely envision as yourself. Writing in active voice additionally benefits the explanation of complex processes: There, the word order forces you to identify the acting subject as the first word in the sentence, which further disambiguates how the individual process parts are triggered and ordered.
+Celé toto téma je~technicky a~odborně velice zkrácené s~ohledem na~rozsah bakalářské práce. Jednotlivé modely a~práce s~nimi nejsou součástí této~práce. Tato~práce zakládá pouze potřebný koncept pro~integraci umělé inteligence.
 
-Try to avoid overusing gerunds (verbs that end with `-ing'). It is convenient to write shorter sentences by using gerunds as adjectives, but these are typically quite hard to understand because the readers may easily confuse the intended adjectives with verbs. If your sentence contains two gerunds close to each other, it may need a rewrite.
+\paragraph{Udržení kontextu} Udržení kontextu je~největší problém této technologie. Nejvíce se~to~projevuje při~generování videí, kde~je~zřetelné jak~model má~potíže udržet konkrétní obsah nebo~myšlenku jednotlivých scén a~následně i~vzhled vizuálních objektů. LLM~s~každou další iteraci má poměrně vysokou šanci změnit směr ,,myšlenky''. A~to~proto, že~LLM nemyslí, LLM~je pouze násobení velkého množství matic pravděpodobnostní tzv.~váhové transformery. Tak~například LLM nevytváří logicky souvislý text ale~pouze predikuje další pravděpodobnostně nejvhodnější sekvence textu na~základě trénovacích dat.
 
-\paragraph{Scientific writing resources}
-Consult the book by \citet{glasman2010science} for more useful details and recommended terminology for writing about the scientific research. Very pragmatically, the book by \citet{sparling1989english} describes many common mistakes that Czech and Slovak (and generally Slavic) writers make when writing English.
+Proto zásadní chybou je~použití LLM k~úplné tvorbě nového obsahu. A~správné je~používat LLM pouze jako~nástroj buď pro~tvorbu počáteční verze obsahu nebo~vedlejší obohacení již~existujícího díla. Právě s~touto myšlenkou byl~doprovázen vznik této~práce, díky~níž bude možné otestovat, jak~dobře LLM bude obohacovat již~hotovou počítačovou hru.
+
+\paragraph{Halucinace} Další významnou slabinou LLM jsou halucinace. Jedná~se o~situace, kdy~model generuje nesprávné, zavádějící nebo~zcela smyšlené informace. V~kontextu počítačových her tak~může docházet například k~halucinacím při~generování herních dialogů, příběhu nebo~vizuálních prvků, kde~model vymýšlí neexistující herní mechaniky, postavy či~události, které~nepatří do~hry. Kořen tohoto problému je~stejný jak~v~udržení kontextu, kde~navíc se~to~prohlubuje slabým natrenováním modelu.
+
+\newpage
+Řešení halucinací nejsou dokonalá, ale~mohou výrazně zlepšit stav problémů. K~dispozici je~větší množství metod a~některé dokonce proprietární. V~teorii se~ale~většinou jedná o~metody:
+\begin{itemize}
+\item retrieval-augmented generation (RAG), která~kombinuje model s~databází obsahující ověřené informace,
+\item jemné doladění modelu resp.~fine-tuning, které~spočívá v~dotrenování modelu na~specifických datech (na~datech naši~hry), 
+\item a~omezení generativní volnosti pomocí pravidel a~pevně definovaných scénářů, které~se~zároveň kryjí s~kontrolními mechanismy a~pomocí validace výstupů.
+\end{itemize}
+
+\section{Tato práce navazuje na předchozí}
+Původně drobné demo hry bylo již vytvořené za~účelem obhajoby maturitní práce. Předchozí práce ale~měla globálně jinou myšlenku a~motivaci. Aktuálně je~hra přeportovaná na~Unreal~Engine~verze~5 a~k~tomu nabyla konzistentního game designu a~příběhu. Stejně tak byl~předělán veškerý kód a~architektura herní logiky. Od~původní prace zbyly pouze:
+\begin{itemize}
+\item většina 3D modelů s~animacemi (1/10~od~aktuálního množství),
+\item některé UI elementy a~textury (1/4~od~aktuálního množství),
+\item level design prvního herního levelu~a
+\item koncept herního světa a~hlavní téma příběhu.
+\end{itemize}
+Aktuální práce značně rozvíjí příběh a~přidává mnoho různých herních mechanik a~systémů, grafických a~zvukových assetů spolu s~API pro~načítání nového obsahu za~běhu.

intro.tex

@@ -1,20 +1,19 @@
-
 \chapwithtoc{Úvod}
 
-Běžně příběhové hry jsou navrhnuté předem a zůstávají neměnné. Existují i hry výjimky například žánru rogue-like, kde ale stále generování obsahu je založeno na použití speciálně vytvořeném a odladěnem algoritmu. Tento algoritmus různé složitosti stále používa pouze prostředky předem založené a odladěné vývojáři. To vše má podstatný důvod, jelikož vývojáři mají za úkol tzv. postavit správný herní zážitek a zaručit, že hra bude umělecky správně interpretovaná hráčem. Bohužel nezávísle na kvalitě výsledné hry, počet přehrání hry v nejlepším případě klesá nebo v tom horším je pouze jeden.
+Běžně příběhové hry jsou navrhnuté předem a~zůstávají neměnné. Existují ale~i~výjimky, například hry žánru rogue-like, kde~ale~stále generování obsahu je~založeno na~použití speciálně vytvořeného a~odladěného algoritmu. Tento algoritmus různé složitosti stále používá pouze prostředky předem navržené a~odladěné vývojáři. To~vše má podstatný důvod, jelikož vývojáři mají za~úkol vytvořit tzv.~dobrý herní zážitek a~zaručit, že~hra bude umělecky správně interpretovaná hráčem. Bohužel, nezávísle na~kvalitě výsledné hry -- počet opakovaného zahrání hry v~nejlepším případě klesá nebo~v~tom horším je~pouze jeden.
 
-Celý problém v branži příběhových her je řešen tzv. módy neboli modifikacemi hry a to různých druhů jako například grafické, kódové a další. Samotné vývojáři poskytují potřebné prostředky pro podporu nebo tvorbu modů. Dokonce i technické zdatné hráče dokážou oblíbené hry úpravit, aby ony jakousi podporu měli. V jakémkoliv případě modifikace značně zvětšují počet přehrání her, kde klasickým příkladem je hra The Elder Scrolls: Skyrim od studia Bethesda.
+Celý problém v~branži příběhových her je~řešen tzv.~mody neboli modifikacemi hry a~to~různých druhů, jako například grafické, kódové a~další. Samotní vývojáři poskytují potřebné prostředky pro~podporu nebo~tvorbu modů. Dokonce i~technicky zdatní hráči dokážou oblíbené hry úpravit, aby~ony jakousi podporu měly. V~každém případě modifikace značně zvětšují počet přehrání her, kde~klasickým příkladem je~hra The Elder Scrolls: Skyrim od~studia Bethesda.
 
-Přestože celé řešení zdánlivě funguje, spoléhá se na ochotu samotných hráčů módy vytvářet. Jestliže hra nebude mít dostatečnou fanouškovskou bázi, potom taktéž nebude mít dostatek nového fanouškovského obsahu a výsledně počet přehrání neroste. Klasickým příkladem je hra Starfield od již zmíněného studia Bethesda. Navíc ke spoustě technických omezení samotných módů, hráči musí mít nejen ochotu, ale i být technický a umělecky zdatní, aby něco vytvořili. Minimálně musí přidat úsilí k manuálnímu vyhledání, stažení a instalaci modů.
+Přestože celé řešení zdánlivě funguje, spoléhá~se na~ochotu samotných hráčů módy vytvářet. Jestliže hra nebude mít dostatek hráčů, potom~taktéž nebude mít dostatek nového fanouškovského obsahu a~výsledně počet přehrání neroste. Nedavným příkladem je~hra Starfield od~již zmíněného studia Bethesda. Navíc k~mnoha technickým omezením samotných módů, musí~mít hráči nejen ochotu, ale~i~být technicky a~umělecky zdatní, aby~něco vytvořili. Minimálně musí vynaložit úsilí k~manuálnímu vyhledání, stažení a~instalaci modů.
 
-Tato práce se zaměřuje na tvorbu hry a sytemu, který umožní výše popsaný lidský faktor a nedostatky eliminovat. Přináší tak příběh rozdělený na 5 žánrově odlišných úrovní a zavádí high-level API pro Unreal Engine na stahování a načítání obsahu do hry přímo za běhu. Specifický příběh snižuje ludonarativní disonanci při vzníku nového obsahu ve hře a více žánru umožňuje otestovat toto řešení, jestli v každém z nich dostatečně funguje. Zároveň táto práce přenechává samotné generování obsahu pomoci AI modelů, práci s API a testování výsledků až pro další práci. Čili primárně se zaměřuje na kostru samotné hry, aby potom byl prostor kam nový obsah začlenit.
+Tato práce se~zaměřuje na~tvorbu hry a~návrh systému který~umožní výše popsaný lidský faktor a~nedostatky eliminovat. Přináší tak příběh rozdělený na~pět žánrově odlišných úrovní a~zavádí high-level API pro~Unreal~Engine na~stahování a~načítání obsahu do~hry přímo za~běhu. Specifický příběh snižuje ludonarativní disonanci\footnote{Souvislost resp.~logické propojení herního světa, příběhu a~gameplaye.} při vzníku nového obsahu ve~hře a~přítomnost více žánrů umožňuje otestovat, jestli toto řešení v~každém z~nich dostatečně funguje. Zároveň tato práce přenechává samotné generování obsahu pomoci AI modelů a~testování výsledků až~jako další rozšíření. Čili primárně se~zaměřuje na~kostru samotné hry, aby~spotom byl prostor, kam nový obsah začlenit.
 
 \pagebreak
-Hlavními tématy na které se práce zaměřuje jsou:
+Hlavními tématy, na~které se~práce zaměřuje, jsou:
 \begin{itemize}
-\item Práce s Unreal Engine, jeho reálná omezení, obcházení/vyrovnání se s těmito omezení a tipy.
-\item Postupy tvorby různého druhu grafiky pro 3D hry zejména na Unreal Engine.
-\item Postupy tvorby audia pro hry.
-\item Ukázkové příklady tvorby herních systému a mechanik pro Unreal Engine.
-\item Tvorba generativního obsahu a jeho načítaní na Unreal Engine.
+\item Práce s~Unreal~Engine, jeho reálná omezení, obcházení/vyrovnání se~s~těmito omezení a~tipy.
+\item Postupy tvorby různých druhů grafiky pro~3D hry zejména v~UE.
+\item Postupy tvorby zvuků a~hudby pro~hry.
+\item Ukázkové příklady tvorby herních systémů a~mechanik pro~Unreal~Engine.
+\item Tvorba generativního obsahu a~jeho načítaní na~Unreal Engine.
 \end{itemize}

metadata.tex

@@ -52,7 +52,7 @@
 \def\StudyBranch{IPP6 (0613RA1400060010)}
 
 \def\Dedication{%
-Rozhodně děkuji svému vedoucímu Mgr. Martinu Mirbauerovi, za jeho čas, ochotu, trpělivost a cenné rady. K tomu i spoustě dalších lidí zapsaných v titulkach hry, s pomoci, testováním a podporou. Bez všech těchto lidí by táto práce nemohla vzniknout nebo by nenabyla takového rozsahu či kvality.
+Rozhodně děkuji svému vedoucímu Mgr. Martinu Mirbauerovi za jeho čas, ochotu, trpělivost a cenné rady. Velký dík patří také mnoha dalším lidem uvedeným v titulcích hry za jejich pomoc, testování a podporu. Bez všech těchto lidí by tato práce buď vůbec nevznikla, nebo by nedosáhla takového rozsahu a kvality.
 }
 
 \def\AbstractEN{%

refs.bib

@@ -1,3 +1,42 @@
+@book{schreier2017blood,
+  title={Blood, Sweat, and Pixels: The Triumphant, Turbulent Stories Behind How Video Games Are Made},
+  author={Schreier, J.},
+  isbn={9780062651242},
+  lccn={2017034583},
+  url={https://books.google.cz/books?id=-bK-DQAAQBAJ},
+  year={2017},
+  publisher={HarperCollins}
+}
+
+@misc{pacingIntensity,
+  title        = {Gameplay Fundamentals Revisited: Harnessed Pacing \& Intensity [online]},
+  author       = {Mike Lopez},
+  year         = 2018,
+  note         = {[cit. 2025-04-01]. Dostupné z: \url{https://www.gamedeveloper.com/design/gameplay-fundamentals-revisited-harnessed-pacing-intensity}}
+}
+
+@misc{unityComparing,
+  title        = {Objectively comparing Unity and Unreal Engine},
+  author       = {Sirawat Pitaksarit},
+  year         = 2019,
+  note         = {[cit. 2025-04-01]. Dostupné z: \url{https://gametorrahod.com/objectively-comparing-unity-and-unreal-engine/}}
+}
+
+@misc{godotRealityCheck,
+  title        = {What are the worst parts/issues of Godot in your experience?},
+  author       = {Reddit/Godot},
+  year         = 2024,
+  note         = {[cit. 2025-04-01]. Dostupné z: \url{https://www.reddit.com/r/godot/comments/1ewrkey/what_are_the_worst_partsissues_of_godot_in_your/}}
+}
+
+@misc{godotRealityCheck2,
+  title        = {Godot’s 3D Workflow Issues, Inconsistencies, and Confusion},
+  author       = {Alfred Reinold Baudisch},
+  year         = 2023,
+  note         = {[cit. 2025-04-01]. Dostupné z: \url{https://alfredbaudisch.com/blog/gamedev/godot-engine/godots-3d-confusing-workflow-inconsistencies-conflicting-behaviours-and-annoyances/}}
+}
+
+
 @book{knuth1979tex,
   title={TEX and METAFONT: New directions in typesetting},
   author={Knuth, Donald Ervin},

thesis.tex

@@ -110,6 +110,8 @@
 
 \input{macros} % use this file for various custom definitions
 
+% setup urls
+\usepackage{xurl}
 
 \begin{document}