Методи та програмні засоби генерації ландшафту в ігрових програмах
Вантажиться...
Дата
2018-12
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Актуальність теми. Результатом технологічного розвитку, а також масового розповсюдження різних девайсів, стало розширення ринку розваг, завдяки чому зросла увага до проектів зі створення нових ігор, які застосовуються в багатьох галузях. Одним з етапів створення певних комп’ютерних ігор є генерація (створення) ландшафту. Нові карти можна малювати використовуючи послуги художників в цій галузі. Ще одним варіантом є програмна генерація початкової випадкової карти або ландшафту. Алгоритми генерації ландшафту зазвичай націлені на вирішення лише однієї задачі, тому часто один певний алгоритм не може цілком задовольнити вимоги до вихідного результату. Від якості зовнішньої сторони, а також комфорту ігрового процесу напряму залежить прибутковість гри, її сприймання користувачами, а також подальший розвиток, тому розробка нового, оптимізованого алгоритму генерації ландшафтів в ігрових програмах є актуальною задачею як з наукової, так і з практичної точки зору.
Об’єктом дослідження є методи та алгоритми генерації ландшафту в ігрових програмах.
Предметом дослідження є програмна реалізація розробленого алгоритму генерації ландшафту в ігрових програмах.
Мета роботи: підвищення ефективності процесу генерації ландшафту в ігрових програмах за рахунок використання розрідженого воксельного октодерева в поєднанні з алгоритмом Wire deformation.
Методи дослідження. В роботі використовуються методи оптимізації, методи системного аналізу, методи графічної візуалізації, чисельні методи.
Наукова новизна полягає в наступному:
1. Запропоновано оптимізований алгоритм генерації ландшафтів в ігрових програмах, який відрізняється від існуючих підвищеною точністю деталей вихідного ландшафту.
2. Запропонований алгоритм дозволяє зменшити вимоги до пам’яті, що використовується.
Практична цінність отриманих в роботі результатів полягає в тому, що запропонований алгоритм генерації ландшафту в ігрових програмах дозволяє ефективно виконувати необхідну модифікацію місцевості, а також створювати більш складне оточення, наприклад моделюючи печери і тунелі. Також використання розрідженого воксельного октодерева в ігрових програмах дозволяє генерувати ландшафт без потреби його перемальовування в залежності від зміни кута повороту або модифікацій. Результати роботи розробленого алгоритму дозволяють ефективно створювати візуальну частину гри, що призводить до підвищення якості програмного продукту, а отже до його подальшого розвитку і розповсюдження.
Апробація роботи. Основні положення і результати роботи були представлені та обговорювались на XI науковій конференції молодих вчених «Прикладна математика та комп’ютинг» ПМК-2018-2 (Київ, 14-16 листопада 2018 р.), а також на V Міжнародній науково-технічній конференції «Сучасні методи, інформаційне, програмне та технічне забезпечення систем керування організаційно-технічними та технологічними комплексами» (Київ, 22-23 листопада 2018 р.).
Структура та обсяг роботи. Магістерська дисертація складається з вступу, чотирьох розділів, висновків та додатків.
У вступі надано загальну характеристику роботи, виконано оцінку сучасного стану проблеми, обґрунтовано актуальність напрямку досліджень, сформульовано мету дослідження, показано наукову новизну отриманих результатів і практичну цінність роботи.
У першому розділі розглянуто способи створення ландшафту і основні методи генерації ландшафту в ігрових програмах; наведено теоретичні засади генерації, а також проведено порівняльний аналіз методів генерації ландшафту в ігрових програмах.
У другому розділі проаналізовано воксельну технологію, описано структури воксельних даних на основі дерева, проведено оцінку структури дерева, досліджено методи оптимізації воксельного алгоритму.
У третьому розділі описано застосування алгоритму Marching Cubes, а також використання методу Voxel carving для генерації ландшафту в ігрових програмах; розроблено та описано етапи алгоритму генерації ландшафту в ігрових програмах з використанням розрідженого воксельного октодерева в поєднанні з алгоритмом Wire deformation; представлено варіант згенерованого ландшафту і його деформацію за допомогою алгоритму Wire deformation.
У четвертому розділі з безпекою у приміщенні, в якому проводилась розробка, програмно реалізовано розроблений алгоритм генерації ландшафту в ігрових програмах з використанням розрідженого воксельного октодерева в поєднанні з алгоритмом Wire deformation; описано структуру розробленого програмного продукту; розглянуто результати генерації тривимірного воксельного ландшафту; проведено експерименти з подальшою оцінкою використання розрідженого воксельного октодерева в процесі генерації ландшафту в ігрових програмах.
У висновках проаналізовано отримані результати роботи.
У додатках наведено презентацію, лістинг розробленого програмного продукту, а також копії публікацій.
Магістерська дисертація виконана на 85 аркушах, містить 3 додатки та посилання на список використаних літературних джерел з 43 найменувань. У роботі наведено 53 рисунків та 5 таблиць.
Опис
Ключові слова
воксельний алгоритм, генерація ландшафту, методи оптимізації, візуальна частина гри, розріджене воксельне октодерево
Бібліографічний опис
Шевчук, О. Ю. Методи та програмні засоби генерації ландшафту в ігрових програмах : магістерська дис. : 123 Комп’ютерна інженерія. Комп’ютерні системи та компоненти / Шевчук Олександра Юріївна. – Київ, 2018. – 87 с.