JavaScript vs. C++: создание одной и той же 3D-игры на обоих языках

Рассказывает автор блога Irrlicht3d 


Я написал один и тот же шутер от первого лица на JavaScript, а потом на C++. В этой статье опишу, как все это происходило. 

Несколько лет назад, когда WebGL начал свое шествие по браузерам, у меня возникла идея — написать шутер от первого лица на JavaScript и HTML. Абсолютно безумная затея, но она сработала, и даже не очень лагала (попробуйте сами). В свободное время я понемногу модифицировал код, со временем игра обросла фичами и стала интересной.

JavaScript-версия: работает в браузере

JavaScript-версия: работает в браузере

Тем временем появился Electron (если кратко, инструмент, позволяющий соединить веб-приложение с браузером и запускать как нативное приложение). И я задумался: «Опа! Может, сделать настоящее нативное приложение из моей игры на WebGL? Засуну его в Electron, и дело в шляпе».

Я так и сделал. Получилось на удивление неплохо, настоящее приложение. Но результат работал не очень: хоть я и приложил много усилий, чтобы приложение работало именно как приложение, а не веб-сайт, но все равно недостатков была масса — большие задержки, отсутствие нормальной аппаратной поддержки, 3D, настроек полноэкранного режима, плохая блокировка курсора и еще куча всего.

Поэтому я решил переписать свою игру на C++. И правда — а почему нет-то? Наверное, и не слишком сложно будет — JavaScript-код моей игры основывался на 3D-движке CopperLicht (я его сам написал), у которого API почти как у 3D-движка IrrLicht (его тоже написал я), на котором и так основан мой игровой движок Framework CopperCube. Работы вроде не очень много — нужно только переписать игровую логику. Все остальное — окно, интерфейс, коллизии, шрифты, текстуры, звук, картинки, обработка файлов и другое — уже было написано, еще и API использовало очень похожее.

На портирование ушли недели, но в результате игра стала нативным Win32-приложением на C++. Можете скачать ее здесь.

Нативная версия на C++

Нативная версия на C++

Сравнение

Теперь у меня есть редкая возможность сравнить ход разработки одного и того же приложения на C++ и JavaScript. Разберу по пунктам.

Производительность

Сейчас вы очень удивитесь: производительность обеих реализаций не сильно различается (прим. перев.: А вот на компьютере без дискретной видеокарты разница огромна — в браузере игра почти не играбельна, а вот в C++-версии отсутствуют даже малейшие лаги).

Даже самая ресурсоемкая часть — процедурная генерация домов и обнаружение столкновений физическим движком — не сильно лагали на JavaScript. Тормозит буквально раза в два больше, чем в C++-версии. Оптимизация выполнения JavaScript в Chrome меня очень впечатлила. К несчастью, все равно JavaScript-версия ощущается куда более медленной. Далее я объясню, почему.

Дьявол кроется в деталях

В реализации на C++ я мог контролировать любую деталь выполнения, любую мелочь. В JavaScript-версии во многих вещах я полагался на браузер — в этом и крылась проблема. На JavaScript процедурная версия едва заметно подлагивала из-за того, что некоторые вызовы WebGL имеют свойство ненадолго вешать браузер. Буквально на миллисекунды, но их очень много — поэтому игра «плыла», ощущалась очень медленной по ритму. Я написал несколько обходов для основных проблем, но с другими ничего сделать, увы, было нельзя. На C++ же контролировать можно все — и если возникают проблемы, можно придумать способ их решить.

Версия на JavaScript на моем компьютере выдавала тот же FPS, что и на C++ — около 120 кадров в секунду. Но ощущалась она очень, очень медленной. В зависимости от используемой ОС и железа компьютера браузер ведет себя сильно по-разному, и даже ввод иногда лагает.

Даже если сцена отрисуется очень быстро — управление мышкой сильно отставало, для шутера от первого лица такое отставание критично. Из-за этого игра тоже казалось очень заторможенной.

В игровом коде есть два способа исполнения «игрового цикла»: requestAnimationFrame() и setInterval(). Одна из версий частично решает проблему скорости ввода на одних системах, другая — на других. От этого ситуация запутывается еще сильнее.

Таких мелких проблем было много, но у всех была одна причина — в JavaScript-версии все очень сильно зависит от реализации браузера, который часто делает не то, что вы от него хотите. В C++ такой проблемы не было в принципе.

Скорость разработки

И JavaScript, и C++ я знаю достаточно хорошо, поэтому скорость была примерно одинаковой. В C++ иногда возникает нужда реализовать вещи, о которых в JavaScript думать не надо, но зато система типов C++ помогает в отлове багов и опечаток. «Хвала» современным браузерам — JavaScript отлаживать так же удобно, как C++ двадцать лет назад.

Лично я думаю, у обоих языков есть и плюсы, и минусы. В конце концов, оба они — просто инструменты для достижения цели.

Итог

Если вы решите вдруг написать свой трехмерный шутер от первого лица, я настоятельно рекомендую делать это не на JavaScript/HTML/WebGL. Для встроенных в сайты мелких игрушек или прототипов они хороши, но сделать на них полноценный, да еще и нативный продукт нереально. Ну, по крайней мере, сейчас. Кто знает, вдруг через несколько лет все станет резко наоборот. Знаю много людей, которые с таким инструментарием делают двухмерные игры, и получается прекрасно. Но для трехмерной игры от первого лица это так не работает.

Я решил продолжить работу над C++-версией. Надеюсь, что закончу в ближайшие месяцы. Вот тут можно понаблюдать за прогрессом: сайт игры.

Источник: блог Irrlicht3d