Архитектура игровых движков и паттерны проектирования видеоигр

Бакалавриат 2026/2027

Статус: Курс обязательный (Программирование и инжиниринг компьютерных игр)

Кто читает: Департамент информатики

Где читается: Школа информатики, физики и технологий

Когда читается: 2-й курс, 1, 2 модуль

Охват аудитории: для всех кампусов НИУ ВШЭ

Преподаватели: Охинченко Иван Андреевич

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 52

Дополнительные материалы в LMS Задать вопрос

Аннотация

Дисциплина «Архитектура игровых движков и паттерны проектирования видеоигр» является базовой профессиональной дисциплиной образовательной программы «Программирование и инжиниринг компьютерных игр». Она ориентирована на подготовку инженеров-разработчиков (Engine Programmers / Gameplay Programmers), для которых важна не только работа в готовых редакторах, но и понимание их внутреннего устройства. Студенты научатся проектировать масштабируемые программные каркасы (frameworks), понимать внутреннее устройство движков «под капотом» и применять специализированные шаблоны проектирования для создания высокопроизводительных игровых систем. Дисциплина служит фундаментом для дальнейшего изучения компьютерной графики, разработки многопользовательских игр и систем искусственного интеллекта.

Цель освоения дисциплины

Сформировать у студентов системное представление об архитектуре современных игровых движков и научить применять ключевые паттерны проектирования при разработке игрового программного обеспечения, обеспечивая модульность, расширяемость и поддерживаемость кода.

Планируемые результаты обучения

Студент объясняет структуру типичного игрового движка и роль его подсистем.
Студент реализует стабильный игровой цикл с корректным учётом времени.
Студент проектирует игровые объекты с использованием компонентного подхода.
Студент может реализовать систему загрузки и управления игровыми ресурсами.
Студент способен настроить базовую физику и обработку столкновений в игре.
Студент объясняет принципы работы графической подсистемы игрового движка.
Студент применяет паттерны для управления объектами и конфигурациями.
Студент реализует системы событий, команд и конечных автоматов в игре.
Студент оптимизирует код и управление памятью с помощью паттернов.
Студент оценивает и улучшает архитектуру существующего игрового проекта.

Содержание учебной дисциплины

Введение в архитектуру игровых движков
Игровой цикл и управление временем
Система компонентов и сущностей (ECS / Component-based)
Управление ресурсами и ассетами
Физика и система коллизий
Рендеринг и графический конвейер
Паттерны проектирования: Singleton, Factory, Builder
Паттерны: Observer, Command, State
Паттерны: Strategy, Object Pool, Flyweight
Архитектурные практики и рефакторинг игрового кода

Элементы контроля

Практическая работа
Индивидуальная разработка прототипа игрового движка или его ключевой подсистемы (например, игровой цикл + ECS + система ресурсов) с обязательным использованием минимум 4 паттернов проектирования.
Экзамен
Письменная работа (90 минут) с теоретическими вопросами и практическими задачами на проектирование. Часть A (теория): 10 вопросов с кратким ответом (по 1 первичному баллу за каждый). Часть B (практика): 2 задачи на проектирование систем с использованием паттернов (по 20 первичных баллов каждая).
Экзамен
Письменная работа (90 минут) с теоретическими вопросами и практическими задачами на проектирование. Часть A (теория): 10 вопросов с кратким ответом (по 1 первичному баллу за каждый). Часть B (практика): 2 задачи на проектирование систем с использованием паттернов (по 20 первичных баллов каждая).

Промежуточная аттестация

2026/2027 1st module
0.4 * Практическая работа + 0.6 * Экзамен
2026/2027 2nd module
0.6 * Экзамен + 0.4 * Практическая работа

Список литературы

Авторы

Пшеничный Илья Андреевич

Программа дисциплины