Využití shaderů a procedurálního generování grafiky ve 2D pro herní engine Unity

Mgr. Dominika Strečanská

Bachelor's thesis

Using shaders and procedural graphics generation in 2D for the Unity game engine

Abstract:

Tato bakalářská práce se zabývá využitím shaderů a procedurálního generování v prostředí vývoje 2D počítačových her s důrazem na praktickou implementaci v herním enginu Unity. Cílem práce je prozkoumat možnosti, které tyto technologie nabízejí pro efektivní tvorbu vizuálně atraktivního a dynamického herního obsahu, a demonstrovat jejich využití na konkrétním příkladu. V teoretické části je představena problematika tvorby 2D grafiky, základní principy shaderů, možnosti jejich nasazení v Unity, a techniky procedurálního generování vizuálních prvků. Dále jsou popsány různé přístupy k tvorbě grafických assetů, včetně ruční kresby, algoritmického generování a využití nástrojů založených na umělé inteligenci. Praktická část je zaměřena na vývoj vizuálních efektů pomocí shaderů, včetně dynamických změn prostředí, simulace ročních období a interaktivních grafických prvků. V rámci implementace byl použit hybridní grafický workflow zahrnující Adobe Illustrator, Python, Material Maker a generativní AI. Výsledkem je sada shaderů a grafických komponent, které lze nasadit v rámci vývoje 2D herního projektu. Získané výsledky potvrzují, že využití shaderů a procedurálních technik přináší nejen vizuální přínos, ale i optimalizaci výkonu a paměťové náročnosti. Práce ukazuje potenciál těchto nástrojů pro vývojáře, kteří chtějí dosáhnout vysoké úrovně grafického zpracování bez nadměrného zatížení produkčního procesu.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with the use of shaders and procedural generation in the context of 2D computer game development, with an emphasis on practical implementation in the Unity game engine. The aim of the thesis is to explore the possibilities these technologies offer for the efficient creation of visually attractive and dynamic game content and to demonstrate their use through a concrete example. The theoretical part introduces the issues of creating 2D graphics, the basic principles of shaders, their potential applications in Unity, and techniques for procedurally generating visual elements. It also describes various approaches to creating graphical assets, including hand drawing, algorithmic generation, and the use of AI-based tools. The practical part focuses on the development of visual effects using shaders, including dynamic environmental changes, seasonal simulations, and interactive graphical elements. A hybrid graphical workflow was used during the implementation, incorporating Adobe Illustrator, Python, Material Maker, and generative AI. The result is a set of shaders and graphical components that can be deployed within a 2D game development project. The findings confirm that the use of shaders and procedural techniques brings not only visual benefits but also performance and memory optimization. The thesis demonstrates the potential of these tools for developers aiming to achieve a high level of graphical quality without excessive strain on the production process.

Keywords

shadery, procedurální generování, 2D grafika, Unity, vizuální efekty

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 5. 2025

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Lukáš Zedek, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Bachelor programme / field:
Information Technology / Aplikovaná informatika