РАЗРАБОТКА ИГРЫ В ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ НА ТЕМУ СЕЛЕКЦИИ ПЧЕЛ НА ОСНОВЕ СТОХАСТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
(магистерская диссертация)
АННОТАЦИЯ
Объектом разработки является игра в виртуальной реальности на тему селекции пчел на основе стохастических процессов.
Цель работы – разработка игры в виртуальной реальности про селекцию пчел с использованием игрового движка Unreal Engine.
В данной выпускной квалификационной работе в первом разделе рассматриваются особенности разработки игр виртуальной реальности. Рассматриваются основные платформы, методологии и варианты разработки, а также обосновывается их выбор.
Во втором разделе осуществляется проектирование генетической модели пчелы на основе законов Менделя. Описывается структура представления и логика скрещивания пчел, реализованных в игре.
Далее в следующем разделе
рассматривается разработка игры с точки зрения геймдизайна и документации,
описывающей игровые механики. В конце приводится описание разработанной игры, а
также дальнейшие планы для развития игры.
СОДЕРЖАНИЕ
1. ОСОБЕНОСТИ РАЗРАБОТКИ ИГР ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНСОТИ 7
1.1. Основные понятия 7
1.2. Объемы рынка виртуальной реальности 11
1.3. Обзор существующих платформ для разработки игр виртуальной реальности 12
1.4. Обоснование выбора целевой платформы и инструментов для разработки 13
1.5. Выбор методологии разработки ПО и ведения документации 16
1.6. Выводы 20
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 21
2.1. Основные понятия 21
2.2. Законы Менделя 22
2.3. Описание модели пчелы 25
2.4. Проектирование модели пчел 27
2.5. Логика скрещивания 27
2.6. Выводы 29
3. ГЕЙМДИЗАЙН ИГРЫ И РАЗРАБОТКА ДИЗАЙН-ДОКУМЕНТА 30
3.1. Основные понятия 30
3.2. Основа игры – игровые столпы 32
3.3. Оценка целевой аудитории игры 34
3.4. Обзор похожих игр 35
3.5. Цели игры 37
3.6. Описание игрового цикла 39
3.7. Описание взаимодействия игрока с миром 41
3.8. Выводы 43
4. ОПИСАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ ИГРЫ 44
4.1. Описание интерфейса генов пчелы 44
4.2. Улей для селекции 45
4.3. Инвентарь игрока 54
4.4. Строительство ульев на участке 55
4.5. Интерфейс биистеария 57
4.6. Планы для дальнейшего развития 58
4.7. Выводы 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 65
В настоящей пояснительной записке применяют следующие термины с соответствующими определениями:
Актор – программная сущность заданной структуры и механизмов взаимодействия, которая используется в Unreal Engine.
Биистеарий (англ. Beеstiary) – справочник пчел. Слово является англицизмом слова Beеstiary, образованного игрой слов Bee и Bestiary.
ВКР – выпускная квалификационная работа.
Геймдизайн (англ. Game design) или игровой дизайн – процесс создания формы и содержания игрового процесса разрабатываемой игры.
Геймплей (англ. Gameplay) или игровой процесс – компонент игры, отвечающий за взаимодействие игры и игрока.
Дизайн-документ – это детальное описание разрабатываемой компьютерной игры.
Игровой движок – инструментарий для разработки игр, которые могут быть запущенны на той или иной платформе.
Коммит (англ. Commit) – в системах управления версиями это операция, которая отправляет последние изменения исходного кода в репозиторий, делая эти изменения частью основной ревизии репозитория.
VR (англ. Virtual reality) или виртуальная реальность – созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, осязание и другие.
Игры виртуальной реальности можно отнести к относительно молодому сектору в индустрии развлечений. Хотя первые прототипы VR-технологий появились еще в 1960-х годах, коммерческое использование VR в играх и развлекательной индустрии началось сравнительно недавно.
Существенный рост и интерес к играм виртуальной реальности начался в 2010-х годах с появлением нового поколения VR-устройств, таких как Oculus Rift и HTC Vive. Эти устройства предложили более доступные и реалистичные варианты виртуального взаимодействия, что привлекло широкую аудиторию и разработчиков игр.
С течением времени и с развитием технологий, игры VR стали все более популярными и разнообразными. Множество разработчиков и издателей вошли в эту нишу, создавая увлекательные игровые виртуальные миры, а также адаптируя уже существующие игры под VR-платформы.
В рамках данной выпускной квалификационной работы описывается разработка игры для селекции пчел в виртуальной реальности. Данная игра является уникальным приложением на рынке виртуальной реальности и не имеет аналогов. На основе механики селекции возможно изучение генетики и селекции в интерактивом виде, что может способствовать популяризации генетики для заинтересованных лиц в этом вопросе. В ходе проектирования модели для скрещивания использовались стохастические процессы.
В ходе выполнения работы
описываются основные платформы для виртуальной реальности, а также выбор движка
для разработки. Происходит выбор методологии разработки и процесс
проектирования геймдизайна игры с написанием документации для игровых механик,
рассматривается игровой цикл игры. В процессе также используются новейшие
технологии для генерации концептов игровых сущностей. В итоге, описывается
полученная игра и механики, которые были реализованы в ходе разработки.
1.
ОСОБЕННОСТИ
РАЗРАБОТКИ ИГР ВИРТУАЛЬНОЙ
РЕАЛЬНОСТИ
1.1. Основные понятия
Виртуальная реальность – это моделируемый опыт, который может быть похож или полностью отличаться от реального мира. Обычно она включает в себя использование компьютерных технологий для создания трехмерной интерактивной среды, которую пользователи могут воспринимать и взаимодействовать с ней. Цель виртуальной реальности – погрузить пользователей в симулированную реальность, которая может стимулировать их чувства, такие как зрение, слух, а иногда и осязание.
Мостиком между реальным миром и миром виртуальной реальностью являются VR-гарнитуры. VR-гарнитуры – это надеваемые на голову устройства, которые обычно состоят из дисплея, линз и датчиков движения. Они блокируют реальный мир и заменяют его виртуальной средой, позволяя пользователям видеть и перемещаться по виртуальному миру.
Одной из главных особенностей является иммерсивная среда – виртуальная реальность создает ощущение погружения, окружая пользователей виртуальной средой, которая кажется трехмерной и может быть исследована в различных направлениях. Это погружение может заставить пользователей почувствовать, что они физически присутствуют в виртуальном мире.
VR позволяет пользователям взаимодействовать с виртуальной средой с помощью различных методов ввода, таких как ручные контроллеры, распознавание жестов или даже отслеживание всего тела. Это позволяет пользователям манипулировать объектами, перемещаться по среде и участвовать в виртуальной деятельности.
Также, чтобы усилить ощущение присутствия, системы виртуальной реальности могут предоставлять сенсорную обратную связь, например, пространственный звук, тактильную обратную связь (вибрация или сила) или даже обонятельную стимуляцию (генерация запаха). Эти элементы еще больше погружают пользователей и делают ощущения более реалистичными.
VR находит применение в различных областях, включая игры, развлечения, образование, учебные симуляторы, здравоохранение, архитектуру, дизайн и многое другое. Он предлагает потенциал для погружения и интерактивного опыта, который может быть как развлекательным, так и практическим.
Стоит отметить, что технология VR со временем претерпела значительные изменения: улучшилось разрешение дисплея, точность отслеживания и общий пользовательский опыт. Различные платформы и устройства VR отличаются по производительности, возможностям и совместимости с различными системами.
VR продолжает оставаться активной областью исследований и разработок, постоянно предпринимаются усилия по улучшению качества изображения, снижению укачивания, расширению возможностей взаимодействия и повышению доступности VR для широкой аудитории.
В сфере виртуальной реальности выделяются несколько платформ:
PC VR относится к виртуальной реальности, которая работает на базе персонального компьютера. В эту категорию входят различные VR-платформы и гарнитуры, включая Valve Index, HTC Vive, HP Reverb G2 и гарнитуры Windows Mixed Reality. Платформы PC VR обеспечивают высокую точность изображения, расширенные возможности отслеживания и доступ к широкому спектру игр, приложений и опыта VR. Для оптимальной работы этих платформ часто требуется мощный компьютер с совместимыми техническими характеристиками.